作为贝壳珍珠层中主要蛋白的类似物，再生丝素蛋白在生物矿化过程对碳酸钙的晶型和形貌均具有显著的调控作用。尽管丝素蛋白调控生物矿化研究已获得诸多进展，其调控机制还需要进行深入研究。众所周知，蛋白质特殊的纳米结构在调控生物矿化过程中起重要作用，因此，制备具有均一纳米结构的丝素蛋白模板对于阐述其调控作用具有十分重要的意义。在本论文中，我们首先通过电场调控丝素蛋白自组装，制备了尺寸在300nm左右的丝素蛋白微球，并以此为模板，研究了其对碳酸钙生物矿化的调控机理。实验发现：丝素蛋白微球对碳酸钙的晶型和形貌均具有调控作用，且其调控作用的空间极限在350-750nm左右，因此通过控制调控时间可以得到具有层级结构的碳酸钙/丝蛋白复合颗粒，为设计合成具有复杂结构的新型材料提供了依据。在此基础上，探讨了矿化时间、反应物浓度和丝蛋白模板均一性对碳酸钙结晶行为的影响，获得了制备结构均一的碳酸钙微球的优化参数，为提高碳酸钙/丝蛋白复合颗粒在药物释放、光学等领域的可应用性提供材料支撑。其次，通过缓慢浓缩-稀释-温度处理的方法，制备了长度在1-2μm左右、主要由β-sheet结构组成的丝蛋白纳米纤维，并通过超声处理的方法对纳米纤维的长度进行进一步调控，从而为碳酸钙生物矿化提供不同尺寸的丝素蛋白纳米纤维模板。在此基础上，研究了纳米短纤维的再生长机制，可望为碳酸钙矿化产物晶型和形貌调控提供更为丰富的模板材料。最后，初步探索了富含β-sheet的丝素蛋白纳米纤维对碳酸钙矿化的调控作用。实验发现，同主要由非晶结构的丝蛋白纳米球做模板进行调控的结果不同，碳酸钙完全由方解石组成，而不存在球文石结构，证明丝蛋白的二级结构对调控碳酸钙晶型可能也存在重要作用。丝蛋白纳米纤维调控形成的方解石晶体内外表现出不同的微观结构，核心部分的方解石晶体由于纳米纤维的调控作用形成了具有一定取向的织构结构，而外部则为方解石单晶。核心部分的尺寸在1μm左右，进一步证明了丝蛋白调控生物矿化的尺寸限制效应。综述所述，本论文采用温和的物理方式，对丝蛋白的自组装过程进行调控，获得具有不同特定纳米结构和纳米尺寸的丝素蛋白。以此为模板研究了丝蛋白纳米结构同碳酸钙生物矿化过程之间的内在关系。该研究不仅为丝蛋白调控生物矿化提供了具有一定指导意义的研究结果，也为下一步碳酸钙/丝蛋白复合材料的制备和应用提供了理论基础。