 |
|||||||||
 |
2021, том 19, выпуск 3 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2021/том 19 /выпуск 3 |
J. Ady, S. F. Umroati, S. Meliana, S. D. A. Ariska, D. I. Rudyardjo
«Structural Characterization of the Metal-Compound Nanosize Tricalcium Phosphate Prepared by Sol–Gel Method
»
0585–0604 (2021)
PACS numbers: 61.05.cp, 61.72.Hh, 78.20.Ci, 78.30.-j, 78.67.Bf, 81.20.Fw, 81.70.Pg
Досліджено металічну сполуку нанорозмірного трикальційового фосфату, в основі якого є вапняний мінерал і фосфорна кислота, приготовану золь-ґельовим методом. Функціональна група трикальційового фосфату підтверджується результатами Фур’є-спектроскопії інфрачервоних спектрів, в яких гідроксильна функціональна група (–OH) має тенденцію зникати за температури у 800\(^{\circ}\)C і 1000\(^{\circ}\)C. З обома дефіцитом оптимального числа –OH (3564 см\(^{-1}\)) і збільшенням функціональних груп PO\(_4\)\(^{3-}\) (567 см\(^{-1}\) і 601 см\(^{-1}\)) як асиметрії вигинання та PO\(_4\)\(^{3-}\) (1039 см\(^{-1}\), 962 см\(^{-1}\) і 900 см\(^{-1}\)) як асиметрії розтягання в вібраційних модах, металічна сполука утворюється як трикальційовий фосфат (TCP). Кристалографічні орієнтації площин для метастабільного \(\alpha\)-TCP є (001), а для ромбоедричного \(\beta\)-TCP вони є (002) і (200), що можна знайти з результатів рентґенівської дифракції. Однак кристалографічна орієнтація площин для гексагонального \(\alpha\)'-TCP все ще не сформована через його температуру. Неоднорідні кристаліти металічного нанорозмірного трикальційового фосфату підтверджені у відповідних параметрах кристалітних розмірів, деформацій і дислокацій, тоді як ступінь кристалічности збільшується при підвищенні їхньої температури і відбувається за 800\(^{\circ}\)C і 1000\(^{\circ}\)C з числами \(\approx\)72% і \(\approx\)77% відповідно. Термічну характеризацію одержано за рахунок питомої теплоємності, ентальпій синтези та кристалізації, а також втрати ваги, розрахованої за результатами диференціяльної сканувальної калориметрії і термоґравіметричної (DSC–TG) аналізи та диференціяльної термоґравіметричної (DTG) аналізи.
Keywords: tricalcium phosphate, sol–gel processing, lime minerals, phosphoric acid
References
1.B. Liu and D. Xing Lun, Orthopaedic Surgery, 4, Iss. 3: 139 (2012);doi:10.1111/j.1757-7861.2012.00189.x
2.R. G. Carrodeguas and S. De Aza, Acta Biomaterialia, 7, Iss. 10: 3536(2011); doi:10.1016/j.actbio.2011.06.019
3.A. Reindl, R. Borowsky, S. B. Hein, J. Geis-Gerstorfer, P. Imgrund, andF. Petzoldt, J. Mater. Sci., 49: 8234 (2014); doi:10.1007/s10853-014-8532-5
4.F. H. Lin, C. J. Liao, K. S. Chen, J. S. Sun, and C. P. Lin, Biomaterials, 22:2981 (2001); doi:10.1016/S0142-9612(01)00044-8
5.R. Z. Legeros, S. Lin, R. Rohanizadeh, D. Mijares, and J. P. Legeros, Jour-nal of Materials Science: Materials in Medicine, 14: 201 (2003);doi:10.1023/A:1022872421333
6.Y. Li, W. Weng, and K. C. Tam, Acta Biomaterialia, 3: 251 (2007);doi:10.1016/j.actbio.2006.07.003
7.I. R. Gibson, I. Rehman, S. M. Best, and W. Bonfield, J. Mater. Sci. Mater.Med., 12: 799 (2000); doi:10.1023/A:1008905613182
8.A. Destainville, E. Champion, D. Bernache-Assolant, and E. Laborde, Mater.Chem. Phys., 80: 269 (2003); doi:10.1016/S0254-0584(02)00466-2
9.E. Champion, Acta Biomaterialia, 9: 5855 (2013);doi:10.1016/j.actbio.2012.11.029
10.S. J. Lee, Y. S. Yoon, M. H. Lee, and N. S. Oh, Mater. Lett., 61: 1279(2007); doi:10.1016/j.matlet.2006.07.008
11.K. P. Sanosh, M. C. Chu, A. Balakrishnan, T. N. Kim, and S. J. Cho, Curr.Appl. Phys., 10: 67 (2010); doi:10.1016/j.cap.2009.04.014
12.C. Zou et al., Biomaterials, 26: 5276 (2005);doi:10.1016/j.biomaterials.2005.01.064
13.J. Duncan et al., Mater. Sci. Eng. C, 34: 123(2014);doi:10.1016/j.msec.2013.08.038
14.J. Pena and M. Vallet-Regi, J. Eur. Ceram. Soc., 23: 1687 (2003);doi:10.1016/S0955-2219(02)00369-2
15.M. Mathew, L. W. Schroeder, B. Dickens, and W. E. Brown, Acta Crystal-logr. Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem., B33: 1325 (1977);doi:10.1107/s0567740877006037
16.M. Yashima and A. Sakai, Chem. Phys. Lett., 372: 779 (2003);doi:10.1016/S0009-2614(03)00505-0STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF THE TRICALCIUM PHOSPHATE 603
17.J. C. Elliott, Structure and Chemistry of the Apatites and Other CalciumOrthophosphates (Amsterdam: Elsevier: 1994).
18.J. C. Elliot, General Chemistry of the Calcium. In: Structure and Chemistryof the Apatites and Other Calcium Orthophosphates (Amsterdam: Elsevier:2013).
19.G. J. Owens et al., Progress in Materials Science, 77: 1 (2016);doi:10.1016/j.pmatsci.2015.12.001
20.M. Niederberger, Accounts of Chemical Research, 40: 793 (2007);doi:10.1021/ar600035e
21.J. N. Hasnidawani, H. N. Azlina, H. Norita, N.N. Bonnia, S. Ratim, andE. S. Ali, Proc. Chem., 19: 211 (2016); doi:10.1016/j.proche.2016.03.095
22.R. Vijayalakshmi and V. Rajendran, Sch. Res. Libr., 4, 2: 1183 (2012);doi:10.11648/j.nano.20140201.11
23.M. M. Pereira, A. E. Clark, and L. L. Hench, J. Biomed. Mater. Res., 6, 28:693 (1994); doi:10.1002/jbm.820280606
24.B. H. Fellah and P. Layrolle, Acta Biomaterialia, 5: 735 (2009);doi:10.1016/j.actbio.2008.09.005
25.I. A. Rahman and V. Padavettan, Journal of Nanomaterials, 2012, January,Article ID 132424, 15 pages (2012); doi:10.1155/2012/132424
26.P. Layrolle, A. Ito, and T. Tateishi, J. Am. Ceram. Soc., 81, No. 6: 1421(1998); doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02499.x
27.M. A. Mohamed, J. Jaafar, A. F. Ismail, M. H. D. Othman, andM. A. Rahman, Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy (ElsevierInc.: 2017), p. 3.
28.M. Jackson and H. H. Mantsch, Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol., 30, No. 2: 95(1995); doi:10.3109/10409239509085140
29.J. Schmitt and H. C. Flemming, Int. Biodeterior, 41: 1 (1998);doi:10.1016/S0964-8305(98)80002-4
30.J. Madejova, Vibrational Spectroscopy, 31: 1 (2003); doi:10.1016/S0924-2031(02)00065-6
31.A. Cassetta, X-Ray Diffraction (XRD) (Eds. E. Droli and L. Giorno) (Ber-lin–Heidelberg: Springer-Verlag: 2014), p. 1.
32.H. Stanjek and W. Hausler, Hyperfine Interactions, 154: 107 (2004);doi:10.1023/B:HYPE.0000032028.60546.38
33.C. G. Kontoyannis and N. V. Vagenas, Analist., 125: 251 (2000);doi:10.1039/a908609i
34.A. Chauhan, J. Anal. Bioanal. Tech., 5, No. 5: 212 (2014);doi:10.4172/2155-9872.1000212
35.F. He, W. Yi, and X. Bai, Energy Conversion and Management, 47: 2461(2006); doi:10.1016/j.enconman.2005.11.011
36.J. D. Menczel and L. Judovits, Differential Scanning Calorimetry (DSC)(Eds. R. B. Prime, H. E. Bair, M. Reading, and S. Swier) (New Jersey, Can-ada: John Wiley and Sons: 2008), p. 1.
37.R. B. Prime, H. E. Bair, S. Vyazovkin, P. K. Gallagher, and A. Riga, Ther-mogravimetric Analysis (TGA) In: Thermal Analysis of Polymers: Funda-mentals and Applications (Birmingham: University of Alabama: 2008).
38.V. Rao and J. Johns, J. Therm. Anal. Cal., 92, 3: 801 (2008);doi:10.1007/s10973-007-8854-5
39.A. L. Patterson, Phys. Rev., 56: 978 (1939); doi:10.1103/PhysRev.56.978604J. ADY, S. F. UMROATI, S. MELIANA et al.
40.A. W. Burton, K. Ong, T. Rea, and I. Y. Chan, Microporous MesoporousMater., 117: 75 (2009); doi:10.1016/j.micromeso.2008.06.010
41.N. C. Popa, J. Appl. Cryst., 31: 176 (1998);doi:10.1107/S0021889897009795
42.G. K. Williamson and W. H. Hall, Acta Metall., 1: 22 (1953);doi:10.1016/0001-6160(53)90006-6
43.Z. Matej, R. Kuzel, and L. Nichtova, Powder Diffr., 25, No. 2: 125(2010);doi:10.1154/1.3392371
44.T. Ungar and A. Borbely, Appl. Phys. Lett., 69: 3173 (1996);doi:10.1063/1.117951
45.A. R. Bushroa, R. G. Rahbari, H. H. Masjuki, and M. R. Muhamad, Vacu-um, 86: 1107 (2012); doi:10.1016/j.vacuum.2011.10.011
46.M. Chmielova and Z. Weiss, Appl. Clay Sci., 22, No. 1: 65 (2002);DOI: 10.1016/S0169-1317(02)00114-X
47.D. Giron and C. Goldbronn, J. Thermal Anal., 48: 473 (1997);doi:10.1007/BF01979494
 Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача |