najoNanosystems: Physics, Chemistry, MathematicsНаносистемы: физика, химия, математика2220-80542305-7971Университет ИТМОnajo-1173Research ArticleCHEMISTRYХИМИЯCeramic and composite nanomaterials based on calcium orthophosphatesКерамические и композиционные наноматериалы на основе ортофосфатов кальцияАфонькоА. А.AfonkoA. A.

Санкт-Петербург

Alina Afonko, MA student

Saint Petersburg

afon4ik_alina@mail.ruКирилловаС. А.KirillovaS. A.

Санкт-Петербург

Svetlana Kirillova

Saint Petersburg

refractory-sveta@mail.ruАльмяшевВ. И.AlmjashevV. I.

Санкт-Петербург

Vyacheslav Almjashev, assistant

Saint Petersburg

vac@mail.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”2012190820253584102Copyright © Afonko A.A., Kirillova S.A., Almjashev V.I., 20252025Афонько А.А., Кириллова С.А., Альмяшев В.И.Afonko A.A., Kirillova S.A., Almjashev V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nanojournal.ifmo.ru/jour/article/view/1173

   The results of synthesis and physicochemical analysis of ceramic and composite materials based on calcium phosphates are presented. The structure and properties of the materials by techniques such as X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy and microindentation was characterized. Influence of parameters of ultrasonic, hydrothermal and thermal treatment on the properties of the synthesis products was investigated. The values of linear shrinkage, water absorption and porosity of ceramic samples were determined. The possibility of obtaining promising for use nanoceramics containing phase double phosphates of calcium and alkali metal, which has an unusual microstructure and high degree of resorption was shown.

   В работе приведены результаты синтеза и физико-химического анализа керамических и композиционных материалов на основе фосфатов кальция. Структура и свойства полученных материалов охарактеризованы такими методами, как рентгенофазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия, микроиндентирование. Исследовано влияние параметров ультразвуковой, гидротермальной и термообработки на свойства продуктов синтеза. Определены значения линейной усадки, водопоглощения, пористости полученных керамических образцов. Продемонстрирована возможность получения перспективной для применения нанокерамики, содержащей фазы двойных фосфатов кальция и щелочного металла, обладающей необычной микроструктурой и высокой степенью резорбируемости.

фосфаты кальциянаночастицыосаждениеультразвуковая и гидротермальная обработкакерамикабиорезорбируемостьcalcium phosphatesnanoparticleschemical depositionultrasonic and hydrothermal synthesisceramicsbioresorptionРабота выполнена при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (ГК № 16.740.11.0030) и Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 10-03-00889-а)The work was carried out with the financial support of the Federal Target Program "Scientific and Pedagogical Personnel of Innovative Russia" (GK No. 16.740.11.0030) and the Russian Foundation for Basic Research (project No. 10-03-00889-a)ReferencesТретьяков Ю.Д., Гудилин Е.А. Основные направления фундаментальных и ориентированных исследований в области наноматериалов // Успехи химии. — 2009. — Т. 78, № 9. — С. 867–888.Третьяков Ю.Д., Гудилин Е.А. Основные направления фундаментальных и ориентированных исследований в области наноматериалов // Успехи химии. — 2009. — Т. 78, № 9. — С. 867–888.Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). — 2004. — Т. XLVIII, № 4. — С. 32–46.Вересов А.Г., Путляев В.И., Третьяков Ю.Д. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). — 2004. — Т. XLVIII, № 4. — С. 32–46.Баринов С.М., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция — М.: Наука, 2005. — 204 с.Баринов С.М., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция — М.: Наука, 2005. — 204 с.Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на основе фосфатов кальция для медицины // Успехи химии. — 2010. — Т. 79, № 1. — С. 15–32.Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на основе фосфатов кальция для медицины // Успехи химии. — 2010. — Т. 79, № 1. — С. 15–32.Dorozhkin S.V. Nanodimensional and Nanocrystalline Calcium Orthophosphates // American Journal of Biomedical Engineering. — 2012. — V. 2, No 3. — P. 48–97.Dorozhkin S.V. Nanodimensional and Nanocrystalline Calcium Orthophosphates // American Journal of Biomedical Engineering. — 2012. — V. 2, No 3. — P. 48–97.Arsad M.S.M., Lee P.M., Hung L.K. Synthesis and Characterization of Hydroxyapatite Nanoparticles and β-TCP Particles // 2nd International Conference on Biotechnology and Food Science IPCBEE, IACSIT Press, Singapore. — 2011. — V. 7. — P. 184–188.Arsad M.S.M., Lee P.M., Hung L.K. Synthesis and Characterization of Hydroxyapatite Nanoparticles and β-TCP Particles // 2nd International Conference on Biotechnology and Food Science IPCBEE, IACSIT Press, Singapore. — 2011. — V. 7. — P. 184–188.Dоi Y., Shimizu Y., Moriwaki Y., Aga M., Iwanaga H., Shibutani T., Yamamoto K., Iwayama Y. Development of a new calcium phosphate cement that contains sodium calcium phosphate // Biomaterials. — 2001. — V. 22, No 8. — P. 847–854.Dоi Y., Shimizu Y., Moriwaki Y., Aga M., Iwanaga H., Shibutani T., Yamamoto K., Iwayama Y. Development of a new calcium phosphate cement that contains sodium calcium phosphate // Biomaterials. — 2001. — V. 22, No 8. — P. 847–854.Suchanek W., Yashima M., Kakihana M., Yoshimura M. β-Rhenanite (β-NaCaPO<sub>4</sub>) as Weak Interface for Hydroxyapatite Ceramics // Key Engineering Materials. — 1997. — V. 132–136. — P. 2025–2028.Suchanek W., Yashima M., Kakihana M., Yoshimura M. β-Rhenanite (β-NaCaPO<sub>4</sub>) as Weak Interface for Hydroxyapatite Ceramics // Key Engineering Materials. — 1997. — V. 132–136. — P. 2025–2028.Путляев В.И., Сафронова Т.В. Новое поколение кальцийфосфатных биоматериалов: роль фазового и химического составов // Стекло и керамика. — 2006. — № 3. — С. 30–33.Путляев В.И., Сафронова Т.В. Новое поколение кальцийфосфатных биоматериалов: роль фазового и химического составов // Стекло и керамика. — 2006. — № 3. — С. 30–33.Kennedy G.C. Pressure volume – temperature relations in water at elevated temperatures and pressures // Am. J. Sci. — 1950. — V. 248, No 8. — P. 540–564.Kennedy G.C. Pressure volume – temperature relations in water at elevated temperatures and pressures // Am. J. Sci. — 1950. — V. 248, No 8. — P. 540–564.Kennedy G.C., Khight W.Z., Holser W.T. Properties of water; Part III, Specific volume of liquid water to 100 deegrees and 1400 bars // Am. J. Sci. — 1958. — V. 256, No 8. — P. 590–595.Kennedy G.C., Khight W.Z., Holser W.T. Properties of water; Part III, Specific volume of liquid water to 100 deegrees and 1400 bars // Am. J. Sci. — 1958. — V. 256, No 8. — P. 590–595.Шарло Г. Методы аналитической химии: количественный анализ неорганических соединений. — М.: Химия, 1965. — 976 с.Шарло Г. Методы аналитической химии: количественный анализ неорганических соединений. — М.: Химия, 1965. — 976 с.Сафронова Т.В., Путляев В.И., Шехирев М.А., Кузнецов А.В. Композиционная керамика, содержащая биорезорбируемую фазу // Стекло и керамика. — 2007. — № 3. — C. 31–35.Сафронова Т.В., Путляев В.И., Шехирев М.А., Кузнецов А.В. Композиционная керамика, содержащая биорезорбируемую фазу // Стекло и керамика. — 2007. — № 3. — C. 31–35.Корнейчук С.А., Сафронова Т.В., Путляев В.И. Резорбируемая композиционная керамика на основе нанопорошков фосфатов кальция с соотношением Ca/P = 1 // Сборник материалов «IV Всероссийская конференция по наноматериалам» Москва, 2011. — М.: ИМЕТ РАН. — 574 с.Корнейчук С.А., Сафронова Т.В., Путляев В.И. Резорбируемая композиционная керамика на основе нанопорошков фосфатов кальция с соотношением Ca/P = 1 // Сборник материалов «IV Всероссийская конференция по наноматериалам» Москва, 2011. — М.: ИМЕТ РАН. — 574 с.Евдокимов П.В., Путляев В.И., Вересов А.Г. Биорезорбируемые материалы на основе смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов // Сб. тезисов докл. «Биоматериалы в медицине», Москва, 2009. — С. 29–31.Евдокимов П.В., Путляев В.И., Вересов А.Г. Биорезорбируемые материалы на основе смешанных фосфатов кальция и щелочных металлов // Сб. тезисов докл. «Биоматериалы в медицине», Москва, 2009. — С. 29–31.Артемов М.В. Синтез и изучение свойств порошков пирофосфата кальция // Конкурс научно-исследовательских работ студентов в области химии твердого тела и наноматериалов имени профессора МГУ, чл.-корр. РАН Н.Н. Олейникова. URL: http://www.nanometer.ru/2009/09/15/biomateriali_156901/PROP_FILE_files_1/art.pdf.Артемов М.В. Синтез и изучение свойств порошков пирофосфата кальция // Конкурс научно-исследовательских работ студентов в области химии твердого тела и наноматериалов имени профессора МГУ, чл.-корр. РАН Н.Н. Олейникова. URL: http://www.nanometer.ru/2009/09/15/biomateriali_156901/PROP_FILE_files_1/art.pdf.Россеева Е.В. Кристаллохимия и морфогенезис природных биомиметических апатит-(CaF)-органических композитов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол.-минерал. наук : 25.00.05. — СПб., 2010. — 18 с.Россеева Е.В. Кристаллохимия и морфогенезис природных биомиметических апатит-(CaF)-органических композитов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол.-минерал. наук : 25.00.05. — СПб., 2010. — 18 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.