合成生物材料被用来克服人类衍生生物材料的数量有限，并赋予额外的生物功能。虽然人们已经开发了许多使用不同阶段和方法的合成工艺，但目前常用的工艺存在一些问题，例如工艺时间长，难以实现广泛的尺寸控制和高浓度的金属离子替代以实现额外的功能。

近日，首尔大学Seung Hwan Ko，韩国科学技术研究院Yu-Chan Kim，Hojeong Jeon报道了一种激光诱导水热合成技术，它基于纳秒激光脉冲与热库之间的高温诱导热相互作用，可以在几秒钟内合成陶瓷颗粒。

文章要点

1）利用该工艺可以合成20 nm~6 μm不同尺寸的羟基磷灰石，并成功地获得了离子浓度可控(分别为3.79、14.67和11.67wt%)的镁、锶、锌离子取代的磷灰石颗粒，其中包括人类硬组织中第二丰富的生物矿物--白锁石。令人惊讶的是，在仅10分钟的反应中就合成了大约3 μm大小、不同镁含量的结晶白石。与之前报道的合成约100纳米大小的白铁矿的方法相比，LHS在相同的反应时间内合成了30倍大的白铁矿。

2）基于适当的假设和验证，研究人员证明了热储层的最高温度产生了一个稳健的化学合成反应速率，并主导了合成粒子的性质。用Arrhenius化学反应理论拟合自定义吸光度实验的线性回归表明，LHS遵循一般的化学反应，可信度为93.25%。

3）当研究人员通过测量细胞黏附和增殖来评估LHS合成的各种磷灰石粉末的功能时，发现与商业HAP相比，LHS合成的HAP、MgAp和SRAP释放的离子显著促进了细胞的黏附和增殖。这些良好的性能是由离子释放效应造成的，这也解释了粉末的结晶度低和溶解度相对较高的原因。

4）这一合成工艺在生物陶瓷合成领域将产生重大影响。同时，LHS方法可以快速生成具有各种所需性能的粉末，由LHS合成的材料可用于生物材料、催化剂、3D打印和太阳能电池技术。

参考文献

Sangmin Song, et al, Rapid Synthesis of Multifunctional Apatite via the Laser-Induced Hydrothermal Process, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c05110

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05110