Ceramic and composite nanomaterials based on calcium orthophosphates
Abstract
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.
Keywords
calcium phosphates,
nanoparticles,
chemical deposition,
ultrasonic and hydrothermal synthesis,
ceramics,
bioresorption
Supporting agencies: 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)
About the Authors
A. A. Afonko
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Russian Federation
Russian Federation
Alina Afonko, MA student
Saint Petersburg
S. A. Kirillova
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Russian Federation
Russian Federation
Svetlana Kirillova
Saint Petersburg
V. I. Almjashev
Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”
Russian Federation
Russian Federation
Vyacheslav Almjashev, assistant
Saint Petersburg
References
1. Третьяков Ю.Д., Гудилин Е.А. Основные направления фундаментальных и ориентированных исследований в области наноматериалов // Успехи химии. — 2009. — Т. 78, № 9. — С. 867–888.
2. 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.
3. Баринов С.М., Комлев B.C. Биокерамика на основе фосфатов кальция — М.: Наука, 2005. — 204 с.
4. Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на основе фосфатов кальция для медицины // Успехи химии. — 2010. — Т. 79, № 1. — С. 15–32.
5. Dorozhkin S.V. Nanodimensional and Nanocrystalline Calcium Orthophosphates // American Journal of Biomedical Engineering. — 2012. — V. 2, No 3. — P. 48–97.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Путляев В.И., Сафронова Т.В. Новое поколение кальцийфосфатных биоматериалов: роль фазового и химического составов // Стекло и керамика. — 2006. — № 3. — С. 30–33.
10. 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.
11. 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.
12. Шарло Г. Методы аналитической химии: количественный анализ неорганических соединений. — М.: Химия, 1965. — 976 с.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
Review
For citations:
Afonko A.A., Kirillova S.A., Almjashev V.I. Ceramic and composite nanomaterials based on calcium orthophosphates. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(5):84-102. (In Russ.)
Views:
21
Email this article 