Проведены обширные исследования по установлению механизмов, задействованных в биосилификации, для того, чтобы понять и, по возможности, воспроизвести этот процесс в целях производства высококачественных материалов на основе кремнезёма, с минимизацией загрязняющих выбросов и энергозатрат. Соединения, выделенные из диатомовых водорослей и совсем недавно из губок, которые принято рассматривать в качестве ключевых в данном процессе, включают в себя полиамины с пропиламинным скелетом и переменной степенью метилирования. Применяя химический подход к пониманию роли аминных (особенно пропиламинных) структур в силификации, мы исследовали три ключевых структурных особенности: 1) степень полимеризации, 2) уровень метилирования амина и 3) размер участков молекулярной цепи, разделяющих соседние аминогруппы. В данной статье мы показываем, что существуют два фактора, ответственных за функцию аминов: способность аминов создавать микроэмульсии и наличие заряженных и незаряженных аминогрупп в молекуле. При этом последний фактор способствует ускорению конденсации кремниевой кислоты по протонодонорному/акцепторному механизму. Понимание взаимодействий амин-силикат, достигнутое в данном исследовании, сделало возможным контролируемое приготовление полых и непористых кремнистых материалов в мягких условиях (pH близкий к нейтральному, комнатная температура, полностью водные системы), возможно, сходных с условиями, используемыми в биосистемах. "Правила", установленные в нашем исследовании, были затем использованы в предсказательных целях для модулирования активности заданного амина. Мы полагаем, что результаты настоящей работы сформируют основу для подхода по контролю роста неорганических материалов при помощи специально изготовленных органических молекул.
