海水珍珠稀有昂贵色彩柔和,与其他珠宝玉石不同,不用进行雕琢加工就可作为漂亮且珍贵的饰品,受到人们广泛的追捧与喜爱。珍珠不仅有极高的宝石价值,还有优良的力学性能和良好的生物相容性,是典型的生物矿化产物。本文以湛江市流沙湾海水养殖珍珠为研究对象,采用珍珠贝体内具有的多种氨基酸、金属离子和糖原作为添加剂,通过气体扩散的实验方法,寻找影响合成碳酸钙晶体的主要因素,探索仿生合成类珍珠层物质反应规律,找出仿生合成类珍珠质的新途径。采用扫描电子显微镜观察所得样品的微观结构,并与珍珠层的微观结构进行比对;使用傅里叶红外光谱仪和同步热重分析仪分析样品的物质组成;使用X射线衍射仪表征碳酸钙的晶型。现将研究结果总结如下:1.氨基酸作为添加剂的研究中,在17种氨基酸协同作用下,合成产物通过扫描电子显微镜和红外数据研究可知,6组实验所得碳酸钙结晶中均有立方柱形或四方柱形方解石生成,有梭状、颗粒聚集层状文石生成。温度对氨基酸的调控作用显著,X射线衍射数据分析表明,25℃和30℃下主要出现方解石特征衍射峰,50℃下出现文石特征衍射峰,说明温度能促进文石相碳酸钙的生成。等体积氨基酸溶液混合条件调控下出现的文石特征衍射峰比按比例混合氨基酸条件下所得到的多。50℃、等体积混合氨基酸条件合成的产物与海水珍珠较为类似。2.镁离子、蔗糖作为添加剂的研究中,研究结果表明蔗糖会诱导片状结构文石型碳酸钙的生成,使所得样品为方解石和文石混合型碳酸钙。镁离子作为无机添加剂时,会抑制方解石型碳酸钙的生成,主要生成文石型碳酸钙,且文石主要呈现梭状结构。镁离子和蔗糖双因素协同作用与单添加剂作用相比,形貌上开始出现片状文石层,且出现文石吸收峰和衍射峰较多,该条件更适合用于制备所需的类珍珠层碳酸钙。3.镁离子、海藻酸钠作为添加剂的研究中,镁离子作为添加剂能够诱导文石的形成,文石为棒状和针状结构,有少量的方解石和球文石出现。海藻酸钠作为添加剂能够诱导棒状和片状文石的生成,样品中存在长方形方解石,碳酸钙为文石和方解石混合型,两种晶型堆砌成花簇状结构。镁离子和海藻酸钠同时作为添加剂,能够诱导文石的生成,当镁离子浓度与钙离子浓度为1:1时,文石为小颗粒片状结构,形状大小不规则,文石间致密,形成有厚度感的文石层。当镁离子浓度与钙离子浓度为5:1时,文石为椭圆状结构,文石颗粒大小约3~5μm,文石间致密排列,文石的这种层状结构更接近珍珠层的文石结构。当镁离子浓度与钙离子浓度为10:1时,文石的层状结构消失,得到文石和方解石混合晶型碳酸钙,方解石和文石无规则堆砌在一起。镁离子浓度与钙离子浓度为5:1时,为本研究最佳实验方案,所得结果更接近珍珠的珍珠层结构,能够制备类珍珠层结构的碳酸钙材料。