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

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

جعفر جعفری پور میبدی ^{1 *} , اسماعیل صلاحی ² , زیارتعلی نعمتی ³

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

تاریخ دریافت : 1394/10/09 تاریخ پذیرش : 1394/10/09 تاریخ انتشار : 1390/04/01

کلید واژه: نانوکامپوزیت, میکروسکوپ الکترونی, ریخت شناسی, پراکنده کردن,

چکیده مقاله :

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.   

منابع و مأخذ:

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.