[发明专利]一种仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：

将MAX相陶瓷通过刻蚀剥离法制备MXene纳米片，溶解，得到MXene纳米片溶液；

将MXene纳米片溶液与壳聚糖乙酸溶液、四水硝酸钙、九水硅酸钠混合形成混合溶液，以作为原料的MXene纳米片与理论生成的基体材料硅酸钙的总质量为100wt%计，控制所述MXene纳米片的质量占比为15-25 wt%；调节所述混合溶液的pH值为12-14，使基体材料硅酸钙原位生成于MXene纳米片上，得到前驱体浆料；

将前驱体浆料采用真空辅助抽滤，得到泥状坯体，干燥后得到陶瓷坯体；

20-40 MPa、650-950℃下烧结3-10 min，得到具有MXene层和硅酸钙层交替堆砌形成的层状结构的仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷；

所述MXene的化学式为M_n+1X_n；其中，n=1、2或3，X为C或N元素，M为Ti元素；所述层状生物陶瓷中硅酸钙层的物相为CaSiO₃和CaTiSiO₅，CaTiSiO₅质量占比为层状生物陶瓷总质量的50wt%-90wt%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MXene纳米片溶液的浓度为1-3mg/mL。

3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖乙酸溶液的浓度为1-10mg/mL；控制所述混合溶液中，壳聚糖与MXene纳米片的质量比为1：（2-4）。

4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖乙酸溶液的浓度为5 mg/mL。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，控制所述混合溶液中，壳聚糖与MXene纳米片的质量比为1：2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中硅酸钠和硝酸钙的摩尔比控制为1：1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空辅助抽滤通过布氏漏斗中放入双层定性滤纸进行。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的方式选择热压烧结，等静压烧结或者放电等离子体烧结。

9. 一种根据权利要求1所述的制备方法得到的仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷，其特征在于，所述仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷的抗弯强度为20-180 MPa，断裂韧性为1.2-2.4 MPa·m^1/2，模量为3-12 GPa，断裂功为0-1.2 KJ/m²；

所述仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷在pH=7.4的Tris-HCl中，生物陶瓷质量：缓冲溶液体积=1g：100mL的条件下，浸泡14天的质量损失为0-7 wt%，Ca和Si离子释放浓度分别为10-300 ppm和5-200 ppm，溶液pH值最终为7.2-8.0。

10.一种根据权利要求9所述的仿生MXene/硅酸钙层状生物陶瓷在骨缺损修复材料中的应用。