| تركيب HAp نانومتري با ريخت شناسي ميله اي شكل به روش رسوب گيري از محلول
هدف از اين پايان نامه تركيب HAp نانومتري با ريخت شناسي ميله اي شكل به روش رسوب گيري از محلول مي باشد
|
 |
| دسته بندي | مهندسي مواد |
| فرمت فايل | doc |
| حجم فايل | 33397 كيلو بايت |
| تعداد صفحات فايل | 172 |
دانلود پايان نامه كارشناسي ارشد مهندسي مواد
تركيب HAp نانومتري با ريخت شناسي ميله اي شكل به روش رسوب گيري از محلول
چكيده
سنتز هيدروكسيآپاتيت، ماده‌اي با ساختار مشابه جزء معدني بافت سخت بدن انسان و داراي زيست سازگاري مناسب، در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. نانوذرات هيدروكسيآپاتيت با مورفولوژي ميلهاي شكل با استفاده از Ca(NO3)2.4H2O و (NH4)2HPO4 به عنوان منابع كلسيم و فسفر و اسيداستيك و آمونياك به عنوان تنظيم‌كننده pH به روش رسوبگيري از محلول به همراه عمليات تكميلي هيدروترمال تهيه شد. از عامل فعال‌كننده سطح كاتيوني ستيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌برمايد (CTAB) و كمك‌عامل فعال‌كننده سطح غير يوني پلي‌اتيلن‌گلايكول (PEG) براي كنترل تغييرات مورفولوژي استفاده گرديد.
تأثير عواملي چون pH محلول‌هاي واكنش كننده، عمليات تكميلي هيدروترمال، درجه حرارت، جرم مولكولي و غلظت PEG و شستشوي رسوب بر تركيب، ساختار، مورفولوژي و اندازه ذرات با استفاده از تكنيك‌هاي پراش پرتو ايكس (XRD)، اسپكتروسكوپي مادون قرمز با انتقال فوريه (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) مورد بررسي قرار گرفت و شرايط بهينه براي تشكيل هيدروكسيآپاتيت با مورفولوژي ميلهاي و در ابعاد نانومتري مشخص گرديد. نتايج تحقيق نشان داد كه با تنظيم pH در دو مرحله يكبار بعد از آماده سازي محلول فسفات و يكبار بعد از پايان واكنشگري، نانوذرات از حالت كروي خارج شده و تمايل به رشد جهت‌دار دارند و اعمال عمليات تكميلي هيدروترمال بر اين نانوذرات، باعث تغيير مورفولوژي آنها به نانوذرات ميلهاي با نسبت طول به قطر حدود 8 الي 12 و قطر ميله حدود 30 تا 50 نانومتر مي‌شود.
استفاده از CTAB و PEG به عنوان الگو و كمك‌الگو، به همراه عمليات تكميلي هيدروترمال منجر به ايجاد ذرات ميلهاي و در مواردي سوزن‌مانند گرديد. تغيير جرم مولكولي پلي‌اتيلن‌گلايكول منجر به پيدايش مورفولوژي‌هاي متفاوت شامل ميلهاي، سوزن مانند، روبان مانند و گل قاصدكي شد. استفاده از جرم مولكولي كمتر باعث تشكيل ذرات طويل‌تر در مقايسه با جرم مولكوليهاي بيشتر گرديد. علاوه بر آن افزايش غلظت PEG اثر نامطلوبي بر مورفولوژي و نسبت طول به قطر ذرات دارد. عمليات تكميلي هيدروترمال علاوه بر بهبود نسبت طول به قطر، مورفولوژي و بلورينگي منجر به نزديك شدن ساختار و تركيب كلسيم فسفات سنتز شده به هيدروكسيآپاتيت مي‌گردد. بر اساس نتايج به دست آمده، به نظر مي‌رسد كه پودر آپاتيت تهيه شده در حضور CTAB و PEG به همراه عمليات هيدروترمال، براي بهبود خواص مكانيكي بيومتريال‌هاي مناسب است.
كلمات كليدي:
هيدروكسي آپاتيت
رسوب گيري از محلول
مورفولوژي ميلهاي شكل
هيدروكسي آپاتيت نانومتري
مقدمه
بسياري از انديشمندان برآنند كه از آغاز قرن بيست و يكم، سال‌هاي بالندگي و شكوفايي بيوتكنولوژي آغاز شده است. از سويي ديگر دانشمندان و متخصصان علم و مهندسي مواد هزاره سوم را عصر سراميك ناميده‌اند. در سال‌هايي كه خواهد آمد بيوتكنولوژي در شمار مهم‌ترين چالش‌هايي خواهد بود كه در قلمرو علم و فن فراروي انسان قرار خواهند گرفت و نقشي كه بيوسراميك‌ها در اين ميان بر عهده خواهند داشت بي‌گمان برجسته و انكارناپذير خواهد بود.
سابقه جستجو براي يافتن موادي كه بتوانند جايگزين اعضاي ناسالم يا از دست رفته بدن شوند تقريباً به ديرينگي خود انسان است. جراحان از همان آغاز پيدايش حرفه‌شان در جهت به كارگيري مواد مناسبي كه قابليت تعويض با اعضاي طبيعي بدن را داشته باشند بي‌وقفه تلاش كرده‌اند. در طول قرن‌هاي متمادي مواد گوناگوني آزمايش شده‌‌اند و نتايج به دست آمده با درجات مختلفي از موفقيت يا ناكامي همراه بوده است. در چند دهه اخير، حجم پژوهش‌هاي به انجام رسيده در زمينه مواد قابل استفاده در بدن چنان به طور تصاعدي افزايش يافته است كه اكنون شاخه مستقلي از علم و مهندسي مواد با نام مواد زيستي به وجود آمده است. مواد زيستي در مفهوم گسترده و عام خود موادي هستند كه قادر به جايگزيني اعضاي زنده بدن باشند.
در سال 1982 در يكي از گردهمايي‌هاي مربوط به مواد زيستي در ايالات متحده آمريكا، تعريفي جامع به شرح زير براي ماده زيستي ارائه شد:ماده زيستي يك ماده يا تركيبي از چند ماده است، غير از دارو، با منشاء طبيعي يا مصنوعي كه بخشي از آن يا تمام آن را مي‌توان به هر مدت به منظور معالجه، ترميم و جايگزيني هر نوع بافت، عضو يا عملكرد در بدن به كار برد .
فهرست مطالب
چكيده
مقدمه
-
فصل اول: مرور منابع مطالعاتي
-
- هيدروكسيآپاتيت
-- تاريخچه هيدروكسيآپاتيت
-- ساختار كريستالي و كريستالوگرافي هيدروكسيآپاتيت
-- خواص هيدروكسيآپاتيت
--- خواص بيولوژيكي
--- چگالي
--- حلاليت در محيط آبي
--- خواص مكانيكي
-- ترموديناميك هيدروكسيآپاتيت و تبديلات فازي آن
-- جايگزيني يوني در هيدروكسيآپاتيت
- كاربردهاي هيدروكسيآپاتيت
-- كاربردهاي پزشكي هيدروكسيآپاتيت
-- كاربردهاي غيرپزشكي
- روش‌هاي تهيه هيدروكسيآپاتيت
-- روش رسوب گيري از محلول (شيمي تر)
--- روش معمولي شيمي تر
--- استفاده از الگوها يا مايسل‌ها
--- استفاده از منابع انرژي براي كنترل فرايند رسوب‌گذاري
---- الف) استفاده از امواج مافوق صوت در شيمي تر
---- ب) استفاده از ميكروويو در شيمي تر
---- ج) استفاده از انرژي مكانيكي در سنتز شيمي تر (روش مكانوشيميايي)
-- روش خشك
-- روش هيدروترمال
-- ساير روش‌ها
فصل دوم: روش كار
-
- مواد اوليه
- تجهيزات و وسايل مورد استفاده
- فرآيند تهيه پودر
-- سنتز نمونه‌هاي فاز يك
-- سنتز نمونه فاز دو
-- سنتز نمونه‌هاي فاز سه
- كدگذاري نمونه‌ها
- حرارت دادن نمونه‌ها
- مطالعات ميكروسكوپي
-- مطالعات ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)
-- مطالعات ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)
- بررسي‌هاي ساختاري
-- آناليز توسط پراش اشعه ايكس (XRD)
-- آناليز توسط انتقال فوريه مادون قرمز (FTIR)
فصل سوم: نتايج و بحث
-
- مطالعات ميكروسكوپ الكتروني روبشي (شكل و ابعاد ذرات پودرها)
-- بررسي نمونه‌هاي سنتز شده به روش رسوبگيري از محلول
--- بررسي نمونه‌هاي فاز يك
---- بررسي تأثير كاهش pH سنتز بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش رسوبگيري از محلول
---- بررسي تأثير تعديل pH محلول‌هاي واكنش‌كننده در دو مرحله يكبار بعد از آماده سازي محلول فسفات و يكبار بعد از پايان واكنشگري بر
روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش رسوبگيري از محلول
--- بررسي نمونه‌هاي فاز دو
---- بررسي تأثير عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش رسوبگيري از محلول
---- بررسي تأثير كمك‌عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش رسوبگيري از محلول
---- بررسي تأثير جرم مولكولي كمك‌عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش رسوبگيري از محلول
-- بررسي نمونه‌هاي سنتز شده به روش هيدروترمال (نمونه‌هاي فاز سه)
--- بررسي تأثير عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش هيدروترمال
--- بررسي تأثير كمك‌عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش هيدروترمال
--- بررسي تأثير جرم مولكولي عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش هيدروترمال
--- بررسي تأثير دما بر روي مورفولوژي نمونه‌هاي سنتز شده به روش هيدروترمال و در حضور عامل فعال‌كننده سطحي و كمك‌عامل فعال‌كننده سطحي با جرم مولكوليهاي مختلف --- بررسي تأثير غلظت كمك‌عامل فعال‌كننده سطحي بر روي مورفولوژي و نسبت طول به قطر ذرات هيدروكسيآپاتيت تهيه شده به روش هيدروترمال
- بررسي تأثير عمليات حرارتي بر روي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت
-- تأثير عمليات حرارتي در دماي درجه سانتي‌گراد بر روي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش رسوبگيري از محلول
-- تأثير عمليات حرارتي بر روي نانوذرات هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش هيدروترمال
- مطالعات ميكروسكوپ الكتروني عبوري
- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس
--الف) بررسي بلورينگي
--ب) تعيين اندازه بلورك‌ها
--ج) تخمين امكان رشد جهت‌دار بلورك‌ها
-- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش رسوبگيري از محلول (نمونه SW-,--SM-PEG-hr)
-- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش هيدروترمال
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM- PEG-hr-HT
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr-HT
--- بررسي الگوي پراش پرتو ايكس پودر مربوط به نمونه SH-,--SM-PEG-hr-HT
- مطالعات طيف سنجي فروسرخ به روش انتقال فوريه
-- طيف FTIR نانوذرات هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش رسوبگيري از محلول (نمونه SW-,--SM-PEG-hr)
-- طيف FTIR نانوذرات هيدروكسيآپاتيت سنتز شده به روش هيدروترمال
-- بررسي چگونگي حذف مواد آلي از محصول
--- شستشو با الكل
--- تكنيك خشك كردن انجمادي
فصل چهارم: نتيجه‌گيري -
پيشنهادها
پيوست ها -
پيوست الف- فهرست كارت‌هاي متداول براي كلسيم‌فسفات‌ها و كارت JCPDS - و JCPDS -
پيوست ب- عدد موج مربوط به پيوندهاي موجود در هيدروكسيآپاتيت
مراجع
خلاصه انگليسي
- شنبه ۱۶ دی ۹۶ ۰۹:۴۹ ۵۵ بازديد
- ۰ نظر