Sono-Sinteza Nano-hidroksiapatita

Hidroksiapatita (HA ili HAP) je visoko posjećuju bioaktivne keramike za medicinske svrhe zbog slične strukture za koštanog materijala. Ultrazvučno pomagao sinteza (sono-sinteza) od hidroksiapatita je uspješna tehnika za proizvodnju nanostrukturirani Hap na najvišim standardima kvalitete. Ultrazvučni put omogućuje proizvodnju nano-kristalni HAP kao modificirane čestice, npr jezgra-ljuska nanosfera i kompoziti.

sono-Sinteza

Ultrazvučni tretman rezultata mulj u vrlo fine čestice s ravnomjerno raspoređuje tako da se sve više mjesta nukleacije za taloženje stvorio.
Hap čestice sintetizirane u ultrazvukom imaju smanjenu razinu aglomeracije. Donji sklonost aglomeracije ultrazvučno sintetiziranog HAP potvrđena npr po FESEM (Field Emission Scanning elektronska mikroskopija) analizu Poinern i sur. (2009).

Ultrazvuk pomaže i potiče kemijske reakcije od ultrazvučne kavitacije i njegova fizička efekti koji utječu na morfologiju čestica izravno u fazi rasta. Glavne prednosti koje proizlaze ultrazvukom pripravljanje najfiniji reakcijskih smjesa se

• 1) povećava brzinu reakcije,
• 2) smanjenje vremena obrade
• 3) ukupno poboljšanje u učinkovitom korištenju energije.

Poinern et al. (2011) razvili su naneseni kemijski put koji koristi kalcijev nitrat tetrahidrata (Ca [NO3] 2 · 4H2O) i kalijev dihidrogen fosfat (KH2PO4) kao glavne reaktanata. Za kontrolu pH vrijednosti tijekom sinteze, doda se amonijev hidroksid (NH4OH).
Ultrazvuk procesor bila UP50H (50 W, 30 kHz, MS7 sonotrode w promjera / 7 mm) s Hielscher ultrazvučna.

Ultrazvučno smanjen i raspršen kalcij-hidroksiapatit

Koraci sinteze nano-HAP:

A 40 mL otopine 0,32 M Ca (NO₃)₂ · 4 ः₂O je pripravljen u maloj posudi. PH otopine je podešen na 9.0 s oko 2,5 mL NH₄OH. Otopina je sonicirana s UP50H u 100% postavljanje amplitude 1 sat.
Na kraju prvog sata 60 mL 0,19 M otopina [KH₂PO₄] Zatim polagano kap po kap u otopinu, a prvi prolazi kroz drugi sat ultrazvučnog zračenja. Tijekom procesa miješanja, pH vrijednost se provjeri i održavana je na 9, dok je omjer Ca / P je održavana na 1,67. Otopina se zatim filtrira pomoću centrifugiranja (~ 2000 g), nakon čega se nastali bijeli talog je proporcionalna u broju uzoraka za toplinsku obradu.
Prisutnost ultrazvuka u postupku sinteze prije termičke obrade ima značajan utjecaj na oblikovanje početne nano-čestica HAP prekursore. To je zbog veličine čestica koja se odnose na nukleacije i rasta uzorak materijala, što opet se odnosi na stupanj super zasićenja u tekućoj fazi.
Osim toga, kako je veličina čestica i njegova morfologija mogu izravno utjecati u ovom postupku sinteze. Učinak povećanja ultrazvučnu snagu od 0 do 50W pokazali da je moguće smanjiti veličinu čestica prije termičke obrade.
Povećanje snage koristi se ultrazvuk ozračivanja tekućine pokazuju da veći broj mjehurića / kavitacija se proizvodi. To pak proizvela više mjesta nukleacije i kao rezultat čestice formirane oko tih stranica su manji. Osim toga, čestice izloženi duže ultrazvučnog zračenja pokazuju manje aglomeraciju. Naknadna FESEM podaci potvrdili su smanjenu aglomeraciju čestica kada se ultrazvuk tijekom postupka sinteze.
Nano-čestice Hap veličinu u području nanometra i sferičnog morfologiju su proizvedene korištenjem tehnika mokrog kemijskog taloženja u prisutnosti ultrazvuka. Otkriveno je da se kristalna struktura i morfologija dobivenih prašaka nano-HAP je ovisno o snazi ​​izvora zračenja ultrazvučnog i konačno toplinskom obradom koristi. Očito je da prisutnost ultrazvuka u procesu sinteze promovira kemijske reakcije i fizičke posljedice, koje se potom proizveo ultrafine nano HAP praha nakon toplinske obrade.

Hap Sinteza preko ultrazvučni Sol-gel ruti

Ultrazvučno pomoć sol-gel put za sintezu nanostrukturiranih čestica HAP:
Materijal:
– Reaktanti: kalcijev nitrat Ca (NO₃)₂Di-amonijev hidrogen fosfat (NH₄)₂HPO₄Natriieva hydroxyd NaOH;
– 25 ml epruvete

1. Otopi Ca (NO₃)₂ i (NH₄)₂HPO₄ u destiliranoj vodi (molarni omjer kalcijev na fosfora: 1.67)
2. Dodajte neke NaOH u otopinu da zadrži svoj pH oko 10.
3. Ultrazvučna obrada s UP100H (MS10 sonoroda, amplituda 100%)

• Hidrotermalne sinteze provedena su pri 150 ° C tijekom 24 sati u električnoj peći.
• Nakon reakcije, kristalni HAP može se prikupiti centrifugiranjem, te ispiranjem s deionizirane vode.
• Analiza dobivenog HAP nanopowder mikroskopijom (SEM, TEM,) i / ili spektroskopijom (FT-IR). Sintetizirani Hap nanočestice pokazuju visoku kristalnost. Različite morfologija može se promatrati ovisno o vremenu ultrazvučne kupelji. Više sonication može dovesti do jedinstvenih HAP nanorods s visokim omjer i ultra-visoke kristaliničnosti. [Cp. Manafi et al. 2008]

Hap modifikacija

Zbog svoje krhkosti, primjena čistog Hap je ograničen. U materijalnom istraživanja, je mnogo truda uloženo mijenjati Hap polimerima jer je prirodna kost je složeni uglavnom sastojao od nano-veličine, igličastih Hap kristala (račune za oko 65wt% kosti). Ultrazvučno pomagao izmjena Hap i sinteza kompozita s poboljšanim karakteristikama materijalnih nudi mnogobrojne mogućnosti (vidjeti nekoliko primjera u nastavku).

Praktični primjeri:

Silver premazom Hap

Ignatev i suradnici (2013.) razvili su metodu biosintetski kojima su položeni srebrne nanočestice (AgNp) na HAP da se dobije HAP oblogu s antibakterijskih svojstava i za smanjenje citotoksičnog učinka. Za raspršivanje od srebra nanočestica i za njihovo taloženje na hidroksiapatit, a Hielscher UP400S korištena.

Poslužitelj za postavljanje u magnetskom miješalicom i ultrasonicator UP400S je korišten za srebrom prevučenog HAP pripravu [Ignatev et al 2013]

Naši moćni ultrazvučni uređaji su pouzdani alati za liječenje čestica u sub micron- i nano-veličine raspona. Bilo da želite da se sintetizira, raspršiti ili funkcionaliziranje čestica u male cijevi za istraživačke svrhe ili trebate liječiti velike količine nano prah kaše za komercijalnu proizvodnju – Hielscher nudi prikladno ultrasonicator za svoje potrebe!