生物矿物,诸如贝壳的珍珠层、海参的牙齿、人类的骨骼,都有着复杂的分级结构和优异的性能。通过仿生矿化的方式合成有着优异性能的杂化材料成为未来材料科学发展的重要趋势之一。碳酸钙材料,作为世界上最丰富的生物矿物,吸引了大量科学家的视线。在生物矿物中,碳酸钙往往与几丁质、糖蛋白、类丝素蛋白等生物大分子形成无机/有机复合材料,以改变其形貌,增强其性能。因此,通过设计不同的聚合物基底,并在合适的高分子添加剂作用下进行矿化,成为获得拥有特殊结构与功能的碳酸钙晶体材料的重要路线。这种自下而上的策略,可以广泛地应用于合成拥有先进功能的薄膜材料。在本文中,我们通过控制聚合物基底的形貌结构,获得单轴取向的薄膜基底,并辅之以合适的可溶性高分子添加剂,通过仿生矿化的方法获得拥有特殊三维取向结构的碳酸钙薄膜材料。通过偏光显微镜,扫描电子显微镜等测试手段研究三维取向碳酸钙薄膜的晶体结构以及形貌信息,并通过动力学研究来探索仿生矿化机理。最后,通过多种测试手段对三维有序的碳酸钙薄膜的各向异性性能进行测试,为上述材料找到多种潜在应用可能。本课题首次强调了模板的面内取向对生物仿生矿化薄膜三维取向的重要诱导作用,为碳酸钙薄膜材料的合成与应用提供新的思路。