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文档简介

生物约束成形——

微生物的金属化生物约束成形加工：目前已发现的微生物中大部分细菌直径只有1μm左右，菌体有各种各样的标准几何外形，用现在加工手段很难加工出这么小的标准三维形状。通过金属化不同标准几何外形与亚结构的菌体，再经排序或微操作，实现生物约束成形。金属化：用化学沉积方法制备具有一定强度和外形的空心金属化菌体,并以此作构形单体构造微结构或功能材料。蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)为磁性金属化单体的模板.蜡状芽孢杆菌细胞形态呈杆状,长约3.0~5.0µm,宽约1.0~1.2µm,革兰氏阳性菌.蜡状芽孢杆菌化学镀镍磷微生物培养和细胞搜集采用中国科学院微生物研究所保藏的蜡状芽孢杆菌为金属化模板，其培养均采用常规方法，对数期后离心搜集菌体细胞固定为保持细胞原形和增加机械强度,在金属化前对搜集的菌体细胞进行戊二醛固定，再经乙醇系列脱水、环氧丙烷浸透、树脂包埋及固化等处理,最后制备成超薄切片菌体金属化前处理方法经过敏化、活化及解胶等前处理工艺,最终在菌体表面上吸附钯颗粒,以形成化学镀镍的活化中心,使之具有自催化性菌体金属化—化学镀镍磷在pH为9，40℃的镀液中采用化学沉积的方法进行菌体金属化胶态钯活化：二价锡盐与钯盐混合配制的胶态把溶液将形成钯盐与二价锡的络合物，在盐酸水溶液中,钯微粒周围被溶胶状的水解二价锡离子包围,形成稳定胶态,阻止钯微粒的聚集。水洗：胶态钯活化后的菌体再经水洗处理，实际上是钯微粒周围溶胶状水解二价锡离子与水的反应过程，生成凝胶状物质Sn2（OH）3Cl沉积在钯微粒表面解胶：将钯微粒周围的二价锡离子水解胶层脱去,裸露出具有催化活性的金属把微粒把经过胶态把活化的菌体,放在含氢离子和氢氧根等离子的溶液中浸渍数秒到1分钟硫酸镍或氯化镍是镀层中镍的来源。次磷酸钠通过催化脱氢，提供活泼的新生态氢原子，从而把镍离子还原成金属镍；此外还使镀层中含有磷，

形成镍磷合金镀层。柠檬酸钠、焦磷酸钠、三乙醇胺及氯化铵等使生成稳定络合物，防止生成氢氧化物及亚磷酸盐沉淀。硫脲可掩蔽镀液中产生的活性结晶核心，

防止镀液分解，增加镀液稳定性。氟化物使亚磷酸分子中氢和磷原子间键合变弱，

氢在被催化表面上容易移动，提高沉积速度。蜡状芽孢杆菌用2号镀液化学镀后,菌体形状保持不变,菌体表面光滑在2θ=40~50°之间出现一馒头峰,为高磷镍磷镀层的典型图,说明镀层为非晶态结构金属化后的蜡状芽孢杆菌对NdFeB永磁体没有反应，镀层是非磁性的机理根据细胞壁强度,适当控制镀层厚度,可保持菌体原有形态；菌体表面吸附催化钯微粒是实现化学镀的前提；可以通过控制钯微粒的数量和粒度来调控化学镀的沉积速度和镀层表面粗糙度；菌体镍磷化学镀层为非晶态结构,无磁性有磁性的金属化菌体镀液可采用镍硼、钴磷、钴镍磷等，镀层磁性高低与非磁性元素P含量有关,P含量越低,磁性越强前处理的过程中要加入六偏磷酸钠分散剂;在沉积过程中注意均匀搅拌构造微管道，微电极、微导线；菌体排序与固定，构

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