DOI:10.3390/cryst10060453
生物礦物在生物體內履行各種生理功能，但是，也可能發生病理性礦化，從而產生礦物病理，例如在尿道中形成草酸鈣（CaOx）結石。受生物體利用生物有機基質生成生物礦物的能力，以及對理解結晶機制需求的啟發，采用靜電紡絲技術制備了具有隨機可控拓撲結構的基于殼聚糖纖維的三維纖維網格。選擇殼聚糖的原因在于它在體外結晶中的積極作用及其理化特性，從而使其功能性化學基團得以暴露，可以選擇性地穩定CaOx的水合結晶形式。通過使用電結晶（EC）技術，在電紡殼聚糖纖維改性的導電錫銦氧化物（ITO）玻璃基板上生成CaOx晶體。通過光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線衍射（XRD）技術分析了殼聚糖纖維和所得的CaOx晶體，結果表明，作為有機模板的三維纖維的化學性質和結構是控制CaOx類型、形貌以及晶體學取向的關鍵因素。
圖1.光學圖像說明在CaOx體外EC粘合在（a）滾筒（轉速為1800 rpm，順時針）和（b）平板收集器上之前，在ITO基板上制備殼聚糖-ESM的過程。白色、綠色和藍色箭頭分別表示工作電極、含殼聚糖纖維的ITO玻璃和鋁箔。
圖2.（a）殼聚糖粉末和（b）由R-殼聚糖纖維組成的ESM的FTIR。
圖3.在用殼聚糖-ESM纖維改性的ITO基材上進行的CaOx EC的計時電位測定。（a）對照（裸基底），（b）R-殼聚糖纖維，（c）A-殼聚糖纖維。
圖4.在（a）10×和（b）40×放大倍率下，負載在ITO襯底上的R-殼聚糖纖維的OM圖像。
圖5.在（a）10×和（b）40×放大倍率下，負載在ITO襯底上的A-殼聚糖纖維的OM圖像。
圖6.在（a）10和（b-d）40×放大倍率下，在ITO基底上獲得的CaOx晶體的OM圖像。
圖7.R-殼聚糖纖維改性的ITO基底上獲得的CaOx晶體的OM圖像，（a）放大10倍，（b-d）40倍。
圖8.A-殼聚糖纖維改性的ITO基板上獲得的CaOx晶體的OM圖像，（a）放大10倍，（b-d）放大40倍。
圖9.殼聚糖纖維的SEM圖像。（a，b）R-殼聚糖纖維和（c，d）A-殼聚糖纖維。
圖10.在不同放大倍率下，在R-殼聚糖纖維改性ITO上經EC獲得的CaOx晶體的SEM圖像，顯示了沿徑向取向的圓周重排（a，b）和花狀晶體（c）以及四方COD（d）晶體。白色、綠色和淺藍色分別表示晶體的徑向方向、纖維熔合和四方COD相。
圖11.在不同放大倍率下，在A-殼聚糖纖維改性ITO上經EC獲得的CaOx晶體的SEM圖像，顯示出大量花朵形態（b，c）的較小晶體（a）和四方雙錐體COD（d）晶體。淺藍色和藍色箭頭分別表示四方COD相的側視圖和俯視圖。
圖12.在改性ITO基材上獲得的CaOx晶體的XRD衍射圖：（a）使用R-殼聚糖纖維，（b）使用A-殼聚糖纖維，（c）ITO（對照，裸基底）和（d）ITO玻璃基底。D、M、*和↓分別對應于COD、COM、ITO玻璃的反射和不確定的相。
