無定形碳酸鈣，英文名稱Amorphous 鈣質 carbonate，簡稱acc，也有叫非晶鈣。無定形碳酸鈣是一種極不穩定的、沒有特定形態的多晶型碳酸鈣，是自然界六種碳酸鈣中最不穩定和溶解度最高的形態。無定形碳酸鈣在正常條件下極不穩定，天然存在于海膽、珊瑚、軟體動物門、蝦、螃蟹和有孔蟲等廣泛的分類群中。它通常是一水合物，化學式為CaCO3·H2O；然而，它也可以以脫水狀態存在，CaCO3·ACC已為科學所知100多年，當時Sturcke Herman發現了碳酸鈣的衍射圖案，表現出其無序的性質。ACC是通過粒子附著 (CPA) 結晶的一個例子，其中通過添加從多離子配位化合物到完全形成的納米晶體的粒子形成晶體。ACC的研究具有多種應用，然而基本屬性問題（即溶度積、界面力、結構等）缺乏明確的數據，導致ACC成為化學、地質學、生物學、物理學和材料科學工程等領域的研究主題。
化學特性
無定形碳酸鈣是六種碳酸鈣中是最不穩定的多晶型碳酸鈣。其余五種多晶型物（穩定性遞減）是：方解石、文石、球石、單氫方解石和方解石。當混合氯化鈣和碳酸鈉（或碳酸氫鈉）的兩種過飽和溶液時，這些多晶型物將從溶液中沉淀出來，遵循威廉·奧斯特瓦爾德稀釋定律，即最不穩定的多晶型物將首先沉淀。但是，雖然無定形碳酸鈣是第一個沉淀的產物，但它會在幾秒鐘內迅速轉變為一種更穩定的多晶型碳酸鈣。在純CaCO3溶液中，無定形碳酸鈣在幾秒鐘內轉變為多晶型結晶碳酸鈣。盡管無定形碳酸鈣的性質非常不穩定，但一些生物體能夠產生穩定的無定形碳酸鈣。例如，美洲龍蝦Homarus americanus在整個年度脫殼周期中身體中保持儲存穩定的無定形碳酸鈣。對生物體內無定形碳酸鈣的研究還表明，這些穩定形式的無定形碳酸鈣是水合的，而瞬時形式的則不是。從對海膽針刺生長的觀察來看，無定形碳酸鈣似乎沉積在新礦物生長的位置，然后在那里脫水并轉化為方解石。
生物體中作用
自然界一些生物體已經開發出通過使用特殊蛋白質來穩定無定形碳酸鈣的方法。無定形碳酸鈣在這些物種中的功能被推斷為用于生物礦化或增強物理特性的材料的儲存/運輸，但此類推斷的有效性尚未確定。眾所周知，蚯蚓、一些甲殼亞門和一些腹足綱會產生非常穩定的無定形碳酸鈣。無定形碳酸鈣被甲殼類動物廣泛使用，以加強外骨骼，并在蛻殼周期中將鈣儲存在胃石中。在這里，利用無定形碳酸鈣的好處它周期性地需要外骨骼溶解以進行蛻殼。海膽及其美國白燈蛾在形成針狀體時利用無定形碳酸鈣的瞬時形式。用于針狀體的新材料，即水合形式的無定形碳酸鈣，被輸送并沉積在針狀體的外邊緣。然后沉積的物質accH2O迅速脫水為無定形碳酸鈣。脫水后，在24小時內，所有無定形碳酸鈣將轉化為方解石。
合成ACC
合成ACC的方法很多，只有少數成功合成穩定的ACC超過幾個星期。穩定ACC的最佳方法是在鎂或磷的存在下形成它。此外，已觀察到ACC結晶途徑取決于其Mg/Ca比，隨著Mg含量的增加，轉變為文石、Mg-方解石、單氫方解石或白云石。
應用和用途
生物利用度：碳酸鈣在世界范圍內被用作鈣補充劑，然而，眾所周知，它的生物利用度非常低，只有大約20%到30%。無定型碳酸鈣的生物利用度比結晶碳酸鈣高大約40%。自2017年以來，一家來自以色列的名為Amorphical Ltd.的公司出口中國一種ACC膳食補充劑。
藥物應用：由于能夠調節無定形碳酸鈣顆粒（以及其他碳酸鈣顆粒）的尺寸和形態，它們在藥物遞送系統中具有巨大的應用。多孔的acc顯示出能夠在其廣泛的孔隙系統中穩定難溶性藥物分子，并且還可以提高這些藥物的藥物釋放速率。
環境修復：通過更好地了解參與元素吸收和釋放的環境礦物相的特性，深入了解地球材料在營養物質和金屬的生物地球化學循環中的作用，從而改進環境修復工作。
材料科學：改進納米材料的設計和合成，例如改進用于能源應用的太陽能光伏、光催化和熱電材料或改進生物醫學粘合。還改進了用于CO2捕獲、H2儲存、排放控制、生物質轉化、分子分離和生物燃料純化的框架材料開發。
參考資料 >