(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2025年2月17日发布。 https://doi.org/10.1101/2025.02.17.638518 doi:Biorxiv Preprint
摘要:在许多生物体中,生物分子与碳酸钙的各种表面都有良好的相互作用。在这项工作中,我们考虑了天冬氨酸 (Asp) 衍生物与方解石的相互作用,作为复杂生物分子的模型。利用动力学生长实验,我们研究了 Asp、Asp 2 和 Asp 3 对方解石生长的抑制作用。这需要确定阶梯钉扎生长模式以及评估这三种物质与方解石晶体的吸附常数和结合自由能。将后者的值与从完全原子分子动力学模拟中获得的自由能曲线进行比较。当在模型中使用平坦的 (104) 方解石表面时,测量的结合能趋势很难再现。然而,一个更现实的模型由一个带有边缘和角的岛的表面组成,产生的结合能与实验结果非常吻合。令人惊讶的是,我们发现大多数结合模式都涉及带正电的铵基团。此外,虽然也经常观察到带负电荷的羧酸基团的附着,但它总是被等量或更多羧酸盐的水溶剂化所平衡。这些影响在方解石的所有特征上都观察到,包括边缘和角落,后者与对 Asp 衍生物的主导亲和力有关。由于这些特征也正是晶体生长的活性位点,实验和理论结果强烈指向生长抑制机制,即这些位点被阻塞,阻止溶解离子进一步附着并停止进一步生长。
图2:用于通过炼金术方法在方解石(1 0 1 4)处的溶解(∆ g diss)计算碳酸盐扭结位点的标准自由能的热力学循环。可以通过忽略旋转自由能的校正(Δg腐烂)来将相同的循环用于钙。原子分别为钙,灰色和红色,分别用于钙,碳和氧气,而较低的露台原子为灰色。通过弹簧限制到其位置以创建谐波振荡器(HO)的原子是彩色的。在文本中可以找到热力学循环每个步骤的完整细节。
fi g u r e 1云母的原子力显微镜图像显示具有不同背景离子的吸附质粒DNA的构象,DNA可见为白色(图像中的最高点)线。(a)NaCl中的云母-DNA; (b)MGCL 2中的云母-DNA; (c)NICL 2中的云母-DNA。(d)仅方解石。新鲜裂解和2分钟后。将DNA添加到表面时使用的缓冲溶液接触。图像显示步骤和蚀刻坑上的步骤边缘。(E)缓冲液中的方解石-DNA。表面显示蚀刻坑和吸附的DNA。蚀刻坑的形态取决于方解石晶体的底层正交结构,该结构的定向使钝角是向西南定向的,并且急性角针对东北定向。(f)NaCl中的方解石-DNA。(g)MGCL 2中的方解石-DNA。(H)NICL 2中的方解石-DNA。(i)在聚-L赖氨酸底物上吸附的质粒DNA。DNA是超螺旋的,并用10 mM NaCl作为背景电解质沉积。
Sienna项目产生的能量将通过与拟议的方解石变电站的相互连接传输到SCE的电网。sce建议在约7英亩的土地上建造和操作方解石变电站,额外的4英亩用于排水,分级和进入道路,位于位于州立路线的西部和东部(SR)247的一部分,位于位于圣贝纳迪诺县Haynes Road北部的75英亩土地(SR)247。方解石变电站是必要的基础设施改进,允许拟议的Sienna项目连接到网格。由于CEQA需要分析整个项目的环境影响,因此在EIR和项目的范围内考虑了拟议的方解石变电站。批准拟议的方解石变电站将属于加利福尼亚公共事业委员会(CPUC)的酌处权管辖权。
研究了使用两种方法合成的方解石样品的内部结晶度:溶液沉淀法和碳酸铵扩散法。扫描电子显微镜 (SEM) 分析表明,使用这两种方法沉淀的方解石产品具有明确的菱面体形状,与矿物的自形晶体习性一致。使用布拉格相干衍射成像 (BCDI) 表征这些方解石晶体的内部结构,以确定 3D 电子密度和原子位移场。使用碳酸铵扩散法合成的晶体的 BCDI 重建具有预期的自形形状,具有内部应变场和少量内部缺陷。相反,通过溶液沉淀合成的晶体具有非常复杂的外部形状和有缺陷的内部结构,呈现出零电子密度区域和明显的位移场分布。这些异质性被解释为由非经典结晶机制产生的多个结晶域,其中较小的纳米颗粒聚结成最终的自形颗粒。SEM、X 射线衍射 (XRD) 和 BCDI 的结合使用允许在结构上区分用不同方法生长的方解石晶体,为了解晶粒边界和内部缺陷如何改变方解石反应性提供了新的机会。
在气候变暖条件下,土壤无机碳(SIC)的储存和转换在调节土壤碳(C)动力学和大气CO 2中的含量中起着重要作用。碱性土壤中的碳酸盐形成可以以无机C的形式固定大量的C,从而导致土壤c下沉,并有可能减慢全球变暖趋势。因此,了解影响碳酸盐矿物形成的驱动因素可以帮助更好地预测未来的气候变化。迄今为止,大多数研究都集中在非生物驱动器(气候和土壤)上,而少数研究检查了生物驱动因素对碳酸盐形成和SIC库存的影响。在这项研究中,在藏族高原的贝卢赫盆地上分析了三个土壤层(0-5厘米,20-30厘米和50–60 cm)的SIC,方解石含量和土壤微生物群落。结果表明,在干旱和半干旱地区,SIC和土壤方解石含量在这三个土壤层之间没有显着差异。但是,影响不同土壤层中有方解石含量的主要因素是不同的。在表土(0-5厘米)中,方解石含量的最重要预测因子是土壤水含量。在下层土层中,分别为20–30 cm和50–60 cm,细菌生物量与真菌生物量(B/F)的比率分别比其他因素对方解石含量的变化具有更大的贡献。斜长石为微生物定殖提供了一个位点,而Ca 2 +在细菌介导的方解石形成中贡献。本研究旨在强调土壤微生物在管理土壤方解石含量中的重要性,并揭示了细菌介导的有机物转化为无机C的初步结果。
摘要:纳米晶体碳酸钙 (CaCO 3 ) 和无定形 CaCO 3 (ACC) 是越来越受技术关注的材料。如今,它们主要通过在稳定剂存在下使用 CaCO 3 试剂的湿法反应合成。然而,最近发现 ACC 可以通过球磨方解石生产。方解石和/或文石是软体动物壳的矿物相,由 ACC 前体形成。在这里,我们研究了在潜在的工业规模上将废弃软体动物贝壳中的生物源 CaCO 3 (bCC) 转化为纳米晶体 CaCO 3 和 ACC 的可能性。使用来自水产养殖物种的废弃贝壳,即牡蛎 (Crassostrea gigas,低镁方解石)、扇贝 (Pecten jacobaeus,中镁方解石) 和蛤蜊 (Chamelea gallina,文石)。球磨工艺是通过使用不同的分散溶剂和潜在的 ACC 稳定剂进行的。使用了结构、形态和光谱表征技术。结果表明,机械化学过程导致晶体域尺寸减小并形成 ACC 域,它们共存于微尺寸聚集体中。有趣的是,bCC 的行为与地质 CaCO 3 (gCC) 不同,在长时间研磨 (24 小时) 后,ACC 重新转化为结晶相。机械化学处理的 bCC 在不同环境中老化产生了特定物种质量比的方解石和文石混合物,而 gCC 中的 ACC 仅转化为方解石。总之,这项研究表明,bCC 可以产生具有特定物种特征的纳米晶体 CaCO 3 和 ACC 复合材料或混合物。这些材料可以扩大 CaCO 3 已经很广泛的应用领域,从医学到材料科学。■ 介绍
摘要:纳米晶钙碳酸钙(CACO 3)和无定形可CACO 3(ACC)是越来越多的技术兴趣的材料。如今,它们主要是由稳定剂存在的Caco 3试剂湿反应产生的。 但是,最近发现可以通过计算机来产生ACC。 方解石和/或arogonite是由ACC前体形成的软体壳的矿物相。 在这里,我们调查了以潜在的工业规模转换的可能性,即从废物软体动物贝壳中转换为纳米晶体Caco 3和ACC的生物性可可3(BCC)。 使用了水产养殖物种的废物贝壳,即使用牡蛎(Crassostrea gigas,低毫克方解石),扇贝(Pecten jacobaeus,Medive-mg方解石)和蛤(Chamelea Gallina,Aragonite)。 通过使用不同的分散溶剂和潜在的ACC稳定剂来进行球铣削过程。 使用了结构,形态和光谱表征技术。 结果表明,机械化学过程产生了晶体域大小和ACC结构域的形成的降低,而ACC域的形成是在微覆盖骨料中共存的。 有趣的是,BCC的行为与地球CACO 3(GCC)的行为不同,在较长的铣削时间(24小时)时,ACC重新延伸为结晶阶段。 在机械化学处理的BCC的各种环境中的衰老产生了方解石和aragonite的混合物,以特异性的质量比,而GCC的ACC仅转化为方解石。 ■简介如今,它们主要是由稳定剂存在的Caco 3试剂湿反应产生的。但是,最近发现可以通过计算机来产生ACC。方解石和/或arogonite是由ACC前体形成的软体壳的矿物相。在这里,我们调查了以潜在的工业规模转换的可能性,即从废物软体动物贝壳中转换为纳米晶体Caco 3和ACC的生物性可可3(BCC)。使用了水产养殖物种的废物贝壳,即使用牡蛎(Crassostrea gigas,低毫克方解石),扇贝(Pecten jacobaeus,Medive-mg方解石)和蛤(Chamelea Gallina,Aragonite)。通过使用不同的分散溶剂和潜在的ACC稳定剂来进行球铣削过程。使用了结构,形态和光谱表征技术。结果表明,机械化学过程产生了晶体域大小和ACC结构域的形成的降低,而ACC域的形成是在微覆盖骨料中共存的。有趣的是,BCC的行为与地球CACO 3(GCC)的行为不同,在较长的铣削时间(24小时)时,ACC重新延伸为结晶阶段。在机械化学处理的BCC的各种环境中的衰老产生了方解石和aragonite的混合物,以特异性的质量比,而GCC的ACC仅转化为方解石。■简介总而言之,这项研究表明,BCC可以产生纳米晶CaCO 3和具有物种特异性特征的ACC复合材料或混合物。这些材料可以扩大从医学到材料科学的CACO 3的应用程序的广泛领域。