سنتز نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت-نانو لوله‌ی کربنی به روش درجا و بررسی ریزساختار آن

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استادیار گروه سرامیک پژوهشگاه مواد و انرژی

3 استاد گروه مهندسی مواد دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

در این پژوهش سنتز درجا پودر نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت-نانولوله‌ی کربن به روش سل-ژل بررسی شد. بمنظور پخش مناسب نانولوله‌های کربنی (CNTs) در زمینه‌ی هیدروکسی آپاتیت، از سورفکتنت (SDS) استفاده شد و ریزساختار نانوکامپوزیت سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. چگونگی پراکنده‌شدن نانو لوله‌ها با استفاده از روش‌های UV-Vis، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز و رامان بررسی شد. بمنظور سنتز پودر نانوکامپوزیت، نخست با ایجاد سل‌های یکنواختی از منابع کلسیمی و فسفری در محیط آبی و سپس به آن محلول‌ها نانو لوله‌های کربنی پراکنده شده به وسیله‌ی SDS در حالی که التراسونیک شدند، افزوده شد. از ترکیب این دو سل و هم‌زدن آن‌ها به مدت 2 ساعت در دمای محیط، ژل سیاه رنگی ایجاد شد که در نهایت پس از خشک کردن ژل و عملیات حرارتی در دمایC °600 در اتمسفر آرگون سنتز شدند. بمنظور ارزیابی ویژگی‌های بدست آمده از روش‌های تجزیه و تحلیل XRD، SEM، TEM/SAED/EDX،FTIR وDSC استفاده شد. نتایج نشان دادند که استفاده از SDS بمنظور پراکنده کردن نانولوله‌ها در زمینه‌ی هیدروکسی آپاتیت، از رسوب آن‌ها جلوگیری می‌کند. هم‌چنین، سطح نانولوله‌ها به وسیله‌ی بلورک‌های هیدروکسی آپاتیت به خوبی پوشش داده شده است. بررسی‌های XRD نشان دادند که اندازه‌ی بلورک‌های هیدروکسی آپاتیت سنتز شده در حدود nm50 می‌باشد که TEM نیز این نتیجه را تایید کرد و تجزیه‌ی حرارتی DSC شروع پدیده‌ی بلوری شدن بلورهای هیدروکسی آپاتیت را به دلیل وجود نانولوله‌های کربنی در دمای پایین‌تر اثبات کرد. 
 

کلیدواژه‌ها


1- S.F. Hulbert and J.J, Klawitter, "AnIntroduction to Bioceramics", Journal of
Materials Letter., Vol. 15, pp. 123-130, 1971.
2- P. Layrotte and A. Ito, "Some Physico–Chemical Spects of Hydroxyapatite", Journal
of American Ceramic Society., Vol. 102, pp.81-86, 1998.
3- D. Lange and G.L. Donath, "CalciumOrthophosphates in Medicine: From Ceramics
to Clacium Phosphate cements", Journal ofBiomaterials, Vol. 10, pp. 13-18, 1989.
4- V. Shiny and R. Ramesh, "Synthesis ofInorganic Materials", Journal of Materials
Letter, Vol. 46, pp. 35-39, 2000.
5- H.Denissen, W. Kalk, V. Nieuport, H.M.Mangano, "Handbook of Biomaterials
Properties", Journal of InternationalProsthodontics, Vol. 20, pp. 4-9, 1991.
6- G. Montel and G. Bonel, "InvestigatioCrystallization and Growth of the Mineral
Component of Calcified Tissues", Journal ofCrystal, Vol. 123, pp. 74-99, 1981.
7- R.Young., "Biological hydroxyapatite at theAtomic Level", Journal of Clinic, Vol. 9, pp.
249-262, 1975.
8- K. De, "Biocompatibility of ClinicalImplant Materials", Journal of Materials, Vol.
1. pp.199-202, 1991.
9- G.H. Nancollas, "The Mechanism ofBiological Mineralization", Journal of Crystal
Growth, Vol. 80, pp. 42-50, 1977.
10- J.L. Katz and R.A Harper, "CalciumPhosphate and Apatite, Journal of
Encyclopedia of Materials Science andEngineering", Vol. 1, pp.19-25, 1986.
11- J. Hu, J. Shi, S. Li, Y. Guuo, "Studies inthe Application of Appatite to Dental
Materials", Journal of Physic Letter. Vol. 43,pp. 352-356, 2005.
12- M. Jarcho and C. Bolen, "Tissue Cellularand Subcellar Events at a Bone–Ceramics
Hydroxyapatite Interface", Journal of Materialand Science. Vol. 11, pp. 202-206, 2006.
13- D. Liu, T. Troczynski, W.J. Teseng"Water-based Sol-Gel Synthesis of HA:
Process Development", Journal ofBiomaterials, Vol. 15, pp. 1721-1730, 2001.
14- Y. Chen, Y.Q. Zhang, T.H. Zhang, C.H.Gan, "Physical Properties of Carbon
Nanotubes", Journal of Carbon, Vol. 44, pp.37-41, 2006.
15- K. Varshney, M. Rafiquee, A. Somya,"Triton X-100 Based Cerium(IV) Phosphate as
A New Hg(II) Selective, Surfactant basedFibrous Ion Exchanger: Synthesis,
Characterization and Adsorption Behavior",Journal of Colloids and Surfaces A:
Physicochem. Eng. Aspects. Vol. 13, pp. 400–405, 2008.
16- M. Ma and J.Zhu, "A Facile SolvothermalRoute to Synthesis of Hydroxyapatite with
Bundle-Like and Flower-Like Morphologies",Journal of Materials Letters, Vol. 5. pp. 115–
119, 2009.
17- A. Wang, X. Wang, P. Gao, T. Zhang,"Synthesis, Characterization and Properties
Hydroxyapatite Microporous andMesoporous", Journal of Materials, Vol. 111,
pp. 323–333, 2008.
18- K.M. Parida, A.C. Pradhan, J.Das, K. Sahu"Synthesis and Characterization of Nano-Sized
Porous HA by Control Precipitation Method",Journal of Materials Chemistry and Physics,
Vol. 113, pp. 244–248, 2009.
19- H.S. Potdar, K.W. Jun, J.W. Bae, S.M.Kim, "Synthesis of Nano-Sized Porous
Hydroxyapatite Powder via aPrecipitation/Digestion Route", Journal of
Applied Catalysis A: General, Vol. 321, pp.109–116, 2007.
20- S.M. Shen, Q. Chen, X.T. Zeng, R.Tan,"Novel Synthesis of Lace-Like Nanorods of
HA Carbon nanotubes by Dry gel ConversionMethod", Journal of Materials Letters, Vol. 61.
pp.4280–4282,2007.