|
Образец синтетического гидроксиапатита Са10(РО4)6ОН |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Материал используемый для регенерации костной ткани |
|||||||||||||||||||||||||
15 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hkl_Phase 0.00 % |
|
|
15 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d = 22 нм |
|
|
|
|
||||
12 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
12 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
11 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
11 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-3 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-3 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
52 |
54 |
56 |
58 |
60 |
Степень кристалличности – 82%. Аморфная часть показана |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
коричневой линией. Нижняя синяя линия – вклад |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
кристаллической части |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Для изготовления имплантов необходима высокая степень измельчения!
30. Причины расхождений с данными ПЭМ (1)
Формула Шеррера – одинаковый |
Приближение Вильямсона-Холла |
размер, простая форма |
одинаковый размер, любая форма |
Но действительность ближе к такому:
Наночастицы платины Углеродная подложка Нужен другой метод!
31. Причины расхождений с данными ПЭМ (2)
Kβ =4/3 для частиц сферической формы
Mi = ∞∫Di g(D)dD
0
Моменты логнормального распределения
Mi = exp(kμ + k 22σ2 )
Средний размер |
Расчет по формуле |
частиц |
Шеррера |
Результаты сильно завышаются из-за наличия широкого распределения частиц по размерам!
P. Scardi and M. Leoni, Acta Crystallogr A Found Crystallogr, 2001, 57, 604-613.
32. WPPM – Метод моделирования полной формы
дифракционного профиля
Разработан в 2000е Маттео Леони с коллегами
Форма линий рассчитывается на основе заданной физической модели
Физическая модель наночастиц платины –
совокупность наночастиц с разными размерами
Логнормальное распределение типично для свободнорастущих частиц
|
1 |
|
|
− |
(ln d −μ)2 |
|
fd (d) = |
|
e |
2σ2 |
, d > 0 |
||
dσ |
2π |
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 уточняемых параметра – μ и σ определяют распределение частиц по размерам
P. Scardi and M. Leoni, Acta Crystallogr A Found Crystallogr, 2002, 58, 190-200.
33. Особенности уточнения (2)
Содержание платины в образцах низкое – необходимо
учитывать отражения углеродных нановолокон!
Именно эти образцы проявляют наибольшую каталитическую активность
Отражение наночастиц платины
Отражения углеродных нановолокон
Дифрактограмма углеродных нановолокон была смоделирована с помощью WPPM
34. Особенности уточнения (3)
Соотношение интенсивностей отражений наночастиц платины было уточнено по дифрактограмме с большим содержанием платины
Все это позволило сократить число уточняемых параметров, то есть получить дополнительную информацию
8 уточняемых параметров, 47 постоянных
6000 экспериментальных точек
35. Результаты, полученные с помощью WPPM
Результаты WPPM |
|
Данные ПЭМ |
|
|
|
|
||||||||
|
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
EG5 |
|
|
|
|
4% |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pt |
Counts 60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1,0 |
|
1,5 |
|
2,0 |
|
2,5 |
|
3,0 |
|
3,5 |
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
D=1.2 нм |
|
|
|
D=1.2 нм |
|
|
|
|
||||||
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49% |
|
50 |
|
|
|
|
|
|
EG50 |
|
|
|
||
Counts |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
D=2.1 нм |
|
|
|
|
D=2.2 нм |
|
|
|
||||||
36. Сравнение результатов
Масс. доля |
D(нм) |
D(нм) |
D(нм) |
D(нм) |
*D(нм) |
Wуд, |
Pt (%) |
Шеррер |
TOPAS |
WPPM |
ПЭМ |
ЦВА |
мВт/мг |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
9.5 |
5.5 |
1.2(1) |
1.2 |
3.9 |
161 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
9.9 |
3.9 |
1.2(1) |
1.6 |
1.3 |
1050 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
3.7 |
1.1 |
1.21(6) |
2.1 |
1.7 |
344 |
|
|
|
|
|
|
|
34 |
2.2 |
1.3 |
1.08(2) |
1.7 |
2.1 |
408 |
|
|
|
|
|
|
|
49 |
5.5 |
5.0 |
2.15(6) |
2.2 |
7.5 |
144 |
|
|
|
|
|
|
|
61 |
7.0 |
3.9 |
2.6(1) |
2.6 |
4.5 |
279 |
|
|
|
|
|
|
|
Увеличение размера кристаллитов объясняет резкое падение активности
вобразцах с высоким содержанием платины (49% и 61%)
*Рассчитаны из удельной электрохимической площади поверхности