Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

04 ноябрь 2026, Шаршемби
VERİANLA Көз карандысыз илимий басма
Verianla on Google Play
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Физикалык илимдер / Химия / Тербий Кошулган, Фтор Менен Алмаштырылган Гидроксиапатиттин (HAp-F-Tb) Синтези жана Мүнөздөлүшү
Химия

Тербий Кошулган, Фтор Менен Алмаштырылган Гидроксиапатиттин (HAp-F-Tb) Синтези жана Мүнөздөлүшү

Тербий кошулган, фтор менен алмаштырылган гидроксиапатит (HAp-F-Tb) — биологиялык келип чыгыштагы гидроксиапатит матрицасында гидроксил топторунун бир бөлүгү фтор менен алмаштырылып, түзүлүшкө үч валенттүү тербий иондору, Tb³⁺, киргизилген кальций-фосфат негизиндеги материал. Изилдөөдө бодо малдын сөөгүнөн тез пиролиз аркылуу биогидроксиапатит даярдалып, материал адегенде фтор камтыган эритме менен иштетил

04/11/2026  Veri Anla  63 көрүү
Тербий Кошулган, Фтор Менен Алмаштырылган Гидроксиапатиттин (HAp-F-Tb) Синтези жана Мүнөздөлүшү

Тербий кошулган, фтор менен алмаштырылган гидроксиапатит (HAp-F-Tb), биологиялык келип чыгыштагы гидроксиапатит матрицасында гидроксил топторунун бир бөлүгү фтор менен алмаштырылган жана түзүлүшкө үч валенттүү тербий иондору, Tb³⁺, киргизилген кальций-фосфат негизиндеги материал. Изилдөөдө бодо малдын сөөгүнөн тез пиролиз аркылуу биогидроксиапатит даярдалып, материал адегенде фтор камтыган эритме менен иштетилип, андан соң Tb(NO₃)₃·5H₂O колдонуу менен тербий кошулган. Үлгүлөрдүн кристалл түзүлүшү рентгендик дифракция (XRD), химиялык байланыш/термелүү касиеттери FTIR, морфология жана элементтердин бөлүштүрүлүшү SEM–EDS, ал эми оптикалык касиеттери фотолюминесценциялык спектроскопия менен изилденген.

XRD жыйынтыктарында HAp, HAp-F жана HAp-F-Tb үлгүлөрү үчүн гексагоналдык түзүлүш билдирилген. Фтор кошулгандан кийин тегиздиктер аралык аралыктын орточо %0,59 көбөйгөнү, HAp-F үстүнө Tb кошулгандан кийин болсо орточо болжол менен %2 азайганы белгиленет; айрым дифракция чокуларында болжол менен %0,6 га чейинки көбөйүүлөр да байкалган. Булак HAp-F үчүн %89,1, HAp-F-Tb үчүн %87,9 кристаллдуулук даражасын билдирет. XRD көрүнүшүндө кошумча кристаллдык фаза билдирилген эмес жана авторлор муну фтор менен тербийдин экинчи кошулма түзбөстөн гидроксиапатит түзүлүшүнө кириши менен шайкеш деп чечмелешкен.

SEM байкоолорунда HAp-F-Tb үлгүсү порошок сымал морфология көрсөткөн; орточо дан өлчөмү 1–2 µm, агломерат өлчөмү болсо 200 µm ге чейин деп билдирилген. Жергиликтүү SEM–EDS өлчөөсүндө фтор үчүн болжол менен %2,95 жана тербий үчүн болжол менен %4,17 массалык үлүш алынган. Авторлор EDS жергиликтүү анализ экенин жана башка аймактарда башка натыйжалар алынышы мүмкүн экенин өзгөчө белгилешет.

Фотолюминесценциялык өлчөөлөр HAp-F-Tb системасынын негизги активдүү жарык чыгаруучу борбору Tb³⁺ иону экенин көрсөтөт. 220 жана 250 nm менен дүүлүктүрүүдө болжол менен 490, 545, 585 жана 620 nm де эмиссия тилкелери катталган; эң көрүнүктүү 545 nm тилке \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) өтүүсүнө таандык деп берилген. 585 жана 620 nm тилкелер тиешелүүлүгүнө жараша \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) жана \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) өтүүлөрү менен байланышкан. Эң жогорку дүүлүктүрүү натыйжалуулугу 220–260 nm аймагында жана 355–377 nm аралыгында байкалган. Авторлор бул жүрүм-турум Tb³⁺ иондорунун түз дүүлүктүрүлүшү жана/же апатит матрицасы менен дефект деңгээлдеринен Tb³⁺ иондоруна энергия өткөрүлүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн экенин талкуулашат.

Бул жыйынтыктар HAp-F-Tb фотоника жана оптоэлектроника изилдөөлөрү үчүн изилдөөгө татыктуу люминесценттик материал экенин көрсөтөт; бирок изилдөө клиникалык колдонуу, импланттын иштеши, клеткалык уулуулук, in vivo жүрүм-турум же узак мөөнөттүү биошайкештик сыноосун жүргүзгөн эмес. Ошондуктан кириш бөлүмүндөгү биомедициналык мотивация бул эксперимент түздөн-түз далилдеген биомедициналык натыйжалуулук катары чечмеленбеши керек.

HAp-F-Tb Деген Эмне жана Изилдөөдө Кантип Даярдалган?

HAp-F-Tb бодо малдын сөөгүнөн алынган биогидроксиапатит адегенде фтор менен алмаштырылып, андан кийин Tb³⁺ иондору менен кошулуп даярдалган эксперименттик апатит материалы. Изилдөөнүн негизги максаты жаңы порошокту гана алуу эмес; фтор жана Tb³⁺ кошумчалары кристалл түзүлүшүндө, термелүү касиеттеринде, морфологияда, элементтердин бөлүштүрүлүшүндө жана өзгөчө фотолюминесценциялык жүрүм-турумда кандайча чогуу көрүнөрүн мүнөздөө ыкмалары менен аныктоо.

Гидроксиапатит, фтор менен алмаштыруу жана тербий кошуу эмнени билдирет?

Булак негиз кылган гидроксиапатит матрицасы \(\mathrm{Ca_5(PO_4)_3(OH)}\) түрүндө көрсөтүлөт. Түзүлүш кальций, фосфат жана гидроксил компоненттеринен турган апатиттик кристалл тор. Изилдөөдө колдонулган “фтор менен алмаштыруу” түшүнүгү гидроксил менен байланышкан тор орундарын фтор иондорунун катышуусу аркылуу алмаштырууну билдирет. FTIR жыйынтыктарында OH⁻ менен байланышкан тилкенин азайышын да авторлор ушул алмашуу процесси менен байланыштырышат.

Тербий Tb белгиси менен көрсөтүлгөн сейрек-жер элементи. Изилдөөдө оптикалык активдүү түр — үч валенттүү \(\mathrm{Tb^{3+}}\) иону. Tb³⁺ ионунун белгилүү электрондук энергия деңгээлдеринин ортосунда өтүшү көрүнүүчү аймактагы мүнөздүү эмиссия тилкелеринин пайда болушун камсыздайт. Изилдөөнүн оптикалык бөлүгүнүн борборунда бул энергия-деңгээл өтүүлөрү кайсы дүүлүктүрүү толкун узундуктарында жана кайсы эмиссия толкун узундуктарында байкаларын аныктоо турат.

Биогидроксиапатитти даярдоо

Баштапкы материал — бодо малдын сөөгү. Булак билдирген даярдоо тартиби төмөнкүдөй:

  1. Сөөктөр кайнак сууда 4–6 саат майдан тазаланган.
  2. Сөөктөр 3–8 mm калыңдыктагы бөлүктөргө бөлүнгөн.
  3. Бөлүктөр меште болжол менен 200 °C де кургатылган.
  4. Даярдалган сөөк бөлүктөрүнүн 300 g өлчөмү алдын ала ысытылган муфель мешинде \(750\pm10\ ^\circ\mathrm{C}\) де 30 мүнөт тез пиролизге дуушар болгон.
  5. Органикалык компоненттер термикалык ажырап, пиролиз газы кеткенден кийин алынган продукт бир нече саат келсапта майдаланган.

Булак ошондой эле мурдагы байкоого таянып, 600 °C жана андан төмөн пиролиз температураларында алынган үлгүлөрдө массасы боюнча болжол менен %4 биоорганикалык калдыктар болушу мүмкүн экенин белгилейт. Бул сан учурдагы HAp-F-Tb үлгүсүнүн 750 °C деги калдыгы катары чечмеленбеши керек; изилдөө муну төмөнкү температуралар үчүн мурдагы байкоо катары берет.

Фтор менен алмаштыруу

Фтор кошуу баскычында 10 g таза гидроксиапатит колдонулган. 1 g NaF, 100 mL деиондоштурулган сууда эритилип, алынган эритме гидроксиапатит порошогу менен суспензия түзө тургандай аралаштырылган. Суспензия бир нече саат аралаштырылып, суюк фаза центрифугалоо менен бөлүнгөн, чөкмө бир нече жолу дистилденген суу менен жуулуп, 80–110 °C аралыгында кургатылган.

Тербий кошуу

Tb³⁺ булагы катары \(\mathrm{Tb(NO_3)_3\cdot5H_2O}\) колдонулган. Туз дистилденген сууда эритилип, фторланган гидроксиапатит менен аралаштырылган. Булак эрип кетүүнү алдын алуу үчүн pH 8–9 аралыгында сакталганын белгилейт. Жуу жана кургатуудан кийин материал 550 °C де муфель мешинде “бир нече саат” күйгүзүлгөн.

Маанилүү кайра өндүрүмдүүлүк чеги: Макала ыкма бөлүмүндө колдонулган Tb(NO₃)₃·5H₂O массасын, молярдуулугун же максаттуу Tb кошуу пайызын бербейт. Күйгүзүү убактысы да так саат менен эмес, “бир нече саат” деп берилген. Бул маалыматтар Verianla тарабынан божомолдонгон эмес.

Булак изилдөөнүн материалдар жана ыкмалар бөлүмүнө таянып Verianla үчүн даярдалган көз карандысыз, масштабсыз синтез жана мүнөздөө схемасы. Булак макаласындагы эч бир сүрөттүн көчүрмөсү эмес.

Фотолюминесценция үлгүсүн даярдоо

Люминесценция өлчөөлөрү үчүн порошоктор жез кармагычтарга болжол менен 0,5 mm калыңдыкта жана болжол менен 10 mm диаметри менен пресстелген. Кол пресс колдонулуп, болжол менен 0,1–0,2 MPa басым берилген.

Колдонулган мүнөздөө аспаптары

ЫкмаАспапӨлчөө аралыгы / шартНегизги максат
ФотолюминесценцияSolar CM 2203 спектрофлуориметр200–700 nmЭмиссия жана дүүлүктүрүү касиеттери
FTIRJasco IR-4700, ATR модулу400–4000 cm⁻¹Фосфат, OH жана башка термелүү тилкелерин изилдөө
XRDBruker D6 Phaser\(2\theta=20^\circ\)–\(80^\circ\)Фаза жана кристалл түзүлүшүн анализдөө
SEM–EDSHitachi TM4000plusII + Bruker EDSБулакта бирдиктүү жалпы сканерлөө аралыгы берилген эмесМорфология жана жергиликтүү элементтик курам

Bragg Мыйзамы Бул Изилдөөдө Эмнени Эсептейт?

Bragg мыйзамы XRD де белгилүү бир дифракция чокусунун бурчун белгилүү рентген нурунун толкун узундугу менен байланыштырып, кристаллдагы тиешелүү тегиздиктер үй-бүлөсүнүн ортосундагы \(d\) аралыкты эсептейт. Изилдөөдө \(\lambda=1.5406\) Å колдонулуп, өлчөнгөн \(2\theta\) бурчунун жарымы болгон \(\theta\) аркылуу HAp, HAp-F жана HAp-F-Tb үлгүлөрүндөгү тегиздиктер аралык аралыктын өзгөрүүлөрү салыштырылган.

Булакта колдонулган теңдеме:

\[ d=\frac{\lambda}{2\sin\theta} \tag{1} \]

Бул жерде:

  • \(d\): кристалл тегиздиктеринин ортосундагы аралык жана булакта Ångström, Å, менен берилет.
  • \(\lambda\): колдонулган рентген нурунун толкун узундугу; изилдөөдө \(\lambda=1.5406\) Å.
  • \(\theta\): Bragg бурчу.
  • XRD графигинде горизонталдык огу \(2\theta\) болгондуктан, булак \(\theta=(2\theta)/2\) колдонот.

Математикалык жактан \(\lambda\) туруктуу болгондо \(\theta\) чоңойсо, \(\sin\theta\) да чоңоюп, эсептелген \(d\) аралык азаят. Ошондуктан дифракция чокусунун бурчундагы өзгөрүү кристалл торундагы тиешелүү тегиздик аралыгынын өзгөрүшү жөнүндө маалымат берет. Бирок ар башка кристалл тегиздиктери бир багытта өзгөрүшү шарт эмес; булакта да Tb кошулгандан кийин кээ бир чокуларда \(d\) азайса, башкаларында көбөйүү билдирилген.

XRD менен аныкталган түзүлүш

Булак үч үлгүнүн тең дифракция чокуларынын жайгашуусуна ылайык гексагоналдык түзүлүштү жана \(P6_3/m\) мейкиндик тобун сактап калганын билдирет. Фтор кошулгандан кийин \(d\) маанилери орточо %0,59 көбөйгөнү, Tb³⁺ кошулгандан кийин болсо HAp-F ге салыштырмалуу орточо болжол менен %2 азайганы жазылган. Айрым дифракция чокуларында болжол менен %0,6 чамасында көбөйүү болушу өзгөрүү бардык кристалл багыттарында бирдей эмес экенин көрсөтөт.

Чоку №Референс \(2\theta\)Референс \(d\) (Å)HAp \(\Delta d\)HAp-F \(\Delta d\)HAp-F-Tb \(\Delta d\)
131.96°2.798−0.22%0.22%−2.52%
334.15°2.623−0.52%0.15%0.49%
440.1°2.2470.08%0.36%−2.06%
546.94°1.934−0.02%0.24%−1.56%
650.86°1.7942.17%2.58%0.81%

XRD референс картасындагы булак ичиндеги дал келбестик

Булак текстинде чоку жайгашууларын түшүндүрүүдө “PDF card 15-0876” деген сөз колдонулат. Ошол эле беттеги XRD графигинин кызыл референс тилкелеринин жанында болсо “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” деген белги көрүнөт. Булак бул эки башка карта номери эмне үчүн бирге берилгенин түшүндүрбөйт. Verianla алардын бирин туура деп жарыялап, экинчисин үнсүз өзгөрткөн эмес.

Кристаллдуулук даражасы жана булак формуласындагы маселе

Булак HAp-F үчүн кристаллдуулук даражасын %89,1, HAp-F-Tb үчүн %87,9 деп билдирет. Демек, Tb кошулган үлгүнүн билдирилген кристаллдуулук мааниси HAp-F үлгүсүнөн 1,2 пайыздык пунктка төмөн. Авторлор бул азаюуну Tb³⁺ иондору Ca²⁺ иондорунан башка иондук радиуска ээ болгондуктан пайда болушу мүмкүн болгон жергиликтүү тор бузулуулары жана дефекттердин көбөйүшү менен байланыштырышат.

Бирок булакта кристаллдуулук үчүн төмөнкүдөй туюнтма басылган:

\[ X_c= \frac{S_{cr}+S_{am}}{S_{cr}} \times100\%. \]

Булак \(S_{cr}\) жана \(S_{am}\) чоңдуктары кандай эсептелгенин өзүнчө аныктабайт. Андан да маанилүүсү, \(S_{cr}>0\) жана \(S_{am}\geq0\) деп кабыл алынса, жогоруда басылган туюнтма математикалык жактан %100 же андан чоң натыйжа берет; бул булакта берилген %89,1 жана %87,9 маанилери менен түз дал келбейт. Ошондуктан Verianla формуланы божомол менен “оңдобойт”; басылган формула менен билдирилген натыйжалардын ортосунда булак ичиндеги дал келбестик бар экенин ачык белгилейт.

FTIR анализи эмнени көрсөттү?

FTIR материалга берилген инфракызыл жарык кайсы толкун сандарында жутуларын же өткөрүмдүүлүк өзгөрөрүн изилдеп, байланыштардын термелүү касиеттери жөнүндө маалымат берет. Изилдөөдө таза HAp, HAp-F жана HAp-F-Tb салыштырылган.

HAp-F-Tb үлгүсүндө булак фосфат иондоруна таандык деп көрсөткөн негизги тилкелер:

  • 1097 cm⁻¹,
  • 1041 cm⁻¹,
  • 960 cm⁻¹,
  • 604 cm⁻¹,
  • 574 cm⁻¹,
  • 472 cm⁻¹.

Булак биринчи топту \(\nu_3\mathrm{PO_4^{3-}}\), деформациялык тилкелерди болсо \(\nu_4\mathrm{PO_4^{3-}}\) термелүүлөрү менен байланыштырат. Таза гидроксиапатитке салыштырганда 1037 жана 601 cm⁻¹ тегерегиндеги тилкелерде кичине жылыштар байкалганы жана бул кошумчалоодон кийин фосфат топторунун жергиликтүү химиялык чөйрөсүнүн өзгөрүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн экени айтылат.

630 cm⁻¹ тегерегинде OH⁻ бар экенине байланышкан тилкенин кошулган үлгүдө алсыроосу булак тарабынан OH⁻ орундарын F⁻ менен алмаштырууну колдогон жыйынтык катары чечмеленет.

Булак эскертүүсү: FTIR түшүндүрмөсүнүн аягында карбонат топтору үчүн “2500 жана 2500 cm⁻¹” түрүндө бир эле маани эки жолу жазылган. Экинчи маани кандай болушу керек экенин булактан ишенимдүү аныктоого мүмкүн болбогондуктан Verianla эч кандай толкун санын ойлоп чыгарган эмес.

SEM морфологиясы

SEM сүрөттөөсүндө HAp-F-Tb порошогу данчалуу/порошок сымал морфология көрсөтөт. Булак орточо дан өлчөмүн 1–2 µm деп берет. Ошол эле учурда өзүнчө дандар биригип, 200 µm ге чейин жеткен агломераттарды түзөт.

Бул жерде “1–2 µm дан өлчөмү” менен “200 µm агломерат” бир эле чоңдук эмес. Дан — кичирээк структуралык бөлүкчө; агломерат — көптөгөн дандардын биригишинен түзүлгөн чоңураак топ.

SEM–EDS жыйынтыгы

EDS SEM астында тандалган жергиликтүү аймактагы элементтердин мүнөздүү рентген сигналдарын колдонуп, болжолдуу элементтик курамды баалайт. Изилдөөдөгү болжолдуу массалык үлүштөр:

ЭлементБолжолдуу массалык үлүшЧечмелөө чеги
Фтор (F)%2,95Жергиликтүү EDS өлчөөсү
Тербий (Tb)%4,17Жергиликтүү EDS өлчөөсү

Булак өлчөөнүн жергиликтүү мүнөзүн өзгөчө баса белгилейт. Ошондуктан %2,95 жана %4,17 маанилери бүт порошок массасынын жогорку тактыктагы бир тектүү глобалдык курамы катары чечмеленбеши керек; башка SEM–EDS аймактарында башка катыштар алынышы мүмкүн.

Фотолюминесценция Спектриндеги 545 nm Чоку Эмнени Билдирет?

545 nm тегерегиндеги күчтүү эмиссия тилкеси изилдөөдө Tb³⁺ ионунун \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) электрондук өтүүсүнө таандык деп берилген жана HAp-F-Tb системасындагы тербийден чыккан люминесценциянын эң көрүнүктүү спектралдык белгилеринин бири. Изилдөөдө 220–250 nm кошо ар башка дүүлүктүрүү шарттарында ошол эле мүнөздүү эмиссия түзүлүшүнүн байкалышы Tb³⁺ иондору активдүү люминесценция борборлору деген чечмелөөнү колдойт.

Эмиссия жана дүүлүктүрүү спектринин айырмасы

Эмиссия спектри, үлгү белгилүү бир толкун узундугунда дүүлүктүрүлгөндө кайсы толкун узундуктарында жарык чыгарарын көрсөтөт. Дүүлүктүрүү спектри болсо белгилүү бир эмиссия толкун узундугу көзөмөлдөнүп жатканда кайсы дүүлүктүрүү толкун узундуктары ошол эмиссияны эң натыйжалуу жаратарын көрсөтөт. Изилдөө эки өлчөө түрүн бирге колдонуп, Tb³⁺ борборлору кайсы жолдор менен дүүлүктүрүлөрүн баалайт.

220 жана 250 nm дүүлүктүрүүдөгү эмиссия тилкелери

Болжолдуу эмиссия толкун узундугуБулакта берилген таандык кылууБайкалган аймак
490 nmTb³⁺ мүнөздүү эмиссия түзүлүшүнүн бир бөлүгүКөрүнүүчү аймак
545 nm\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\)Жашыл; негизги чоку
585 nm\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\)Сары тараптагы көрүнүүчү аймак
620 nm\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\)Кызгылт сары-кызыл тараптагы көрүнүүчү аймак

\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_J\) белгилөөсү кантип окулат?

Бул белгилөө атомдук спектроскопияда энергия деңгээлдерин сүрөттөгөн терминдик символдор. Жалпы түзүлүш \(^{2S+1}L_J\) түрүндө. Үстүндөгү сан спин көптүгүн, тамга орбиталык бурчтук импульс үй-бүлөсүн, астыңкы \(J\) болсо жалпы бурчтук импульстун кванттык санын билдирет. Жебе белгиси Tb³⁺ ионунун жогорку энергия абалынан төмөнкү энергия абалына өтүшүн көрсөтөт. Энергия айырмасы фотон түрүндө чыгарылганда өлчөнгөн эмиссия тилкеси пайда болот.

Дүүлүктүрүү толкун узундугун өзгөртүү

400, 418, 485 жана 533 nm дүүлүктүрүүлөрүндө жалпы спектралдык профиль сакталган, бирок эмиссия интенсивдүүлүгү азайган. Булак өзгөчө 533 nm дүүлүктүрүүдө Tb ни түз дүүлүктүрүү азыраак натыйжалуу экенин билдирет.

318, 340, 355 жана 377 nm дүүлүктүрүүлөрүн салыштырганда эмиссия максимуму 545 nm тегерегинде калганы менен, интенсивдүүлүк дүүлүктүрүү толкун узундугуна күчтүү көз каранды экени байкалган. Булакка ылайык, 355 жана 377 nm дүүлүктүрүүлөрүндө жогорку интенсивдүүлүктүн алынышы негизги матрицадан Tb³⁺ кошумча иондоруна резонанстык энергия өткөрүлүшү мүмкүн экендиги менен байланыштуу болушу мүмкүн.

UV дүүлүктүрүү аймагы жана матрицанын салымы

385 жана 420 nm эмиссияларын көзөмөлдөө менен алынган дүүлүктүрүү спектрлеринде 220–250 nm UV аймагында кең тилкелер жана 270–320 nm аралыгында ийиндер байкалган. Авторлор бул өзгөчөлүктөрдү фосфат матрицасынын жана катиондук дефекттердин салымы менен байланыштырышат.

494, 504 жана 548 nm эмиссиялары үчүн алынган дүүлүктүрүү спектрлеринде UV аймагынан тышкары болжол менен 330–420 nm аралыгында көрүнүүчү/UV-жакын тилкелер бар. Булак бул тилкелерди Tb³⁺ ионундагы \(^{5}G_6\), \(^{5}D_3\) жана \(^{5}D_4\) деңгээлдеринин ортосундагы ички-конфигурациялык өтүүлөр менен түшүндүрөт.

Узунураак эмиссия толкун узундуктарында, 594, 600 жана 625 nm үчүн, UV дүүлүктүрүү тилкелери сакталып турса да интенсивдүүлүк азаят. Булак муну тиешелүү өтүүлөрдүн ыктымалдыгы жана кванттык чыгымы төмөн болушу менен байланыштырат. Бирок макалада өзүнчө абсолюттук фотолюминесценция кванттык чыгымы өлчөнбөгөндүктөн, бул билдирүү түз өлчөнгөн абсолюттук кванттык чыгым мааниси катары чечмеленбеши керек.

Булак текстинде ачык берилген негизги дүүлүктүрүү жана эмиссия толкун узундуктарынан Verianla үчүн даярдалган көз карандысыз орун схемасы. Чийки спектр маалыматтары кайра чийилген эмес жана тик бийиктиктер фотолюминесценция интенсивдүүлүгүн билдирбейт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Салыштырылган үлгүлөр

КыскартууМатериалСалыштыруудагы ролу
HApБиологиялык чийки заттан даярдалган таза гидроксиапатитБаштапкы/референс түзүлүш
HAp-FФтор менен алмаштырылган гидроксиапатитФтор менен алмаштыруунун түзүлүштүк жана FTIR таасирин бөлүп кароого жардам берген аралык үлгү
HAp-F-TbТербий кошулган, фтор менен алмаштырылган гидроксиапатитИзилдөөнүн негизги люминесценция үлгүсү

Ыкма агымынын илимий логикасы

  1. Тез пиролиз: Сөөк чийки затындагы органикалык компоненттерди кетирүү жана минералдык негиздеги биогидроксиапатит алуу максатталган.
  2. Фтор менен алмаштыруу: NaF эритмеси колдонулуп, гидроксиапатит түзүлүшүнө фтор киргизилген.
  3. Tb³⁺ кошуу: Тербий нитратынын пентагидраты колдонулуп, люминесценция борборун түзүү максатталган.
  4. XRD: Кошумчалоодон кийин кристалл фазасы жана дифракция чокулары кандай өзгөргөнү изилденген.
  5. FTIR: Фосфат жана OH менен байланышкан термелүү тилкелеринин сакталуусу же жылышы бааланган.
  6. SEM–EDS: Дан/агломерат морфологиясы жана F менен Tb бар экендигинин жергиликтүү элементтик анализи жүргүзүлгөн.
  7. Фотолюминесценция: Tb³⁺ борборунун мүнөздүү эмиссиялары жана кайсы дүүлүктүрүү аймактарында активдүү экени изилденген.

Негизги түзүлүштүк жана морфологиялык жыйынтыктар

ӨлчөөБулактагы жыйынтыкЧечмелөө чеги
XRD кристалл түзүлүшүГексагоналдык, \(P6_3/m\)Булакта XRD карта номери текст менен графиктин ортосунда дал келбейт
Фтордон кийинки орточо \(d\) өзгөрүшү+%0,59Булак билдирген орточо
Tb ден кийинки орточо \(d\) өзгөрүшүБолжол менен −%2Айрым чокуларда көбөйүү бар; өзгөрүү бир тектүү эмес
HAp-F кристаллдуулугу%89,1Басылган кристаллдуулук формуласы менен ички дал келбестик бар
HAp-F-Tb кристаллдуулугу%87,9Басылган кристаллдуулук формуласы менен ички дал келбестик бар
Орточо дан өлчөмү1–2 µmSEM морфологиялык баалоосу
Агломерат өлчөмү200 µm ге чейинДан өлчөмү менен бир эле түшүнүк эмес
EDS фтор үлүшүБолжол менен %2,95Жергиликтүү өлчөө; ар башка аймактарда өзгөрүшү мүмкүн
EDS тербий үлүшүБолжол менен %4,17Жергиликтүү өлчөө; ар башка аймактарда өзгөрүшү мүмкүн

Негизги оптикалык жыйынтыктар

  • Tb³⁺ изилдөөнүн негизги активдүү люминесценция борбору катары аныкталган.
  • 220 жана 250 nm дүүлүктүрүүдө болжол менен 490, 545, 585 жана 620 nm эмиссия тилкелери байкалган.
  • 545 nm деги басымдуу эмиссия \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) өтүүсүнө таандык деп берилген.
  • 585 nm тилке \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\), 620 nm тилке болсо \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) өтүүсү менен байланышкан.
  • Эң жогорку дүүлүктүрүү натыйжалуулугу 220–260 nm аймагында жана 355–377 nm аралыгында билдирилген.
  • 400, 418, 485 жана 533 nm дүүлүктүрүүлөрүндө жалпы спектралдык профиль сакталган, бирок интенсивдүүлүк төмөндөгөн; азайуу өзгөчө 533 nm де байкалат.
  • 385 жана 420 nm эмиссиялары үчүн дүүлүктүрүү спектрлеринде 220–250 nm кең UV тилкелери жана 270–320 nm ийиндери байкалган.
  • 494, 504 жана 548 nm эмиссияларын көзөмөлдөгөн дүүлүктүрүү спектрлеринде болжол менен 330–420 nm аймагында кошумча тилкелер байкалган жана алар Tb³⁺ ички-конфигурациялык өтүүлөрү менен байланышкан.

Энергия өткөрүү жөнүндө булак эмне дейт?

Изилдөө жогорку люминесценция интенсивдүүлүгү Tb³⁺ ионунун түз дүүлүктүрүлүшүнөн гана пайда болот деп тактабайт. Авторлор 220–260 nm жана 355–377 nm аймактарындагы жүрүм-турум Tb³⁺ иондорунун түз дүүлүктүрүлүшү жана/же негизги апатит матрицасы менен дефект деңгээлдеринен Tb³⁺ борборлоруна энергия өткөрүлүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн экенин белгилешет. Ошондуктан “матрицадан Tb³⁺ га энергия өткөрүлүшү так далилденди” деген күчтүүрөөк доомат булактын чегинен чыгат.

Изилдөөнүн күчтүү жактары

  • Бир эле материал системасы түзүлүштүк, термелүү, морфологиялык, элементтик жана оптикалык ыкмалар менен бирге бааланган.
  • Таза HAp жана HAp-F салыштыруулары Tb кошулган акыркы үлгүдөгү өзгөрүүлөрдү чечмелөөгө референс берет.
  • XRD жыйынтыктары фаза аныктоо менен эле чектелбей, Bragg байланышы аркылуу тегиздиктер аралык аралык өзгөрүүлөрү да эсептелген.
  • SEM–EDS аркылуу Tb жана F нин жергиликтүү бар болушуна байланыштуу элементтик анализ берилген.
  • Фотолюминесценция бир гана дүүлүктүрүү толкун узундугунда эмес, ар башка UV жана көрүнүүчү дүүлүктүрүү шарттарында изилденген.

Ыкмалык жана отчеттук чектөөлөр

  • Tb кошуу өлчөмү: Tb(NO₃)₃·5H₂O үчүн колдонулган так масса, молярдуулук же максаттуу кошуу үлүшү ыкма бөлүмүндө берилбейт.
  • Убакыттар: Фторлуу суспензияны аралаштыруу жана 550 °C күйгүзүү үчүн “бир нече саат” деп айтылып, так убакыт берилбейт.
  • Кайталоо жана белгисиздик: Өлчөөлөр канча көз карандысыз үлгү/кайталоо менен жасалганы, стандарттык четтөө, ката тилкеси же статистикалык тест билдирилбейт.
  • EDS: F жана Tb пайыздары жергиликтүү өлчөөлөр; булак башка аймактарда айырмачылык болушу мүмкүн экенин ачык айтат.
  • Кристаллдуулук формуласы: Басылган формула менен %89,1 жана %87,9 маанилеринин ортосунда математикалык ички дал келбестик бар.
  • XRD референс картасы: Текст PDF 15-0876, булак графигинин белгиси болсо PDF 86-0740 көрсөтөт.
  • FTIR карбонат билдирүүсү: Текстте “2500 жана 2500 cm⁻¹” түрүндө бир сан кайталанган жана экинчи маани булактан чечилбейт.
  • Абсолюттук кванттык чыгым: Макалада өзүнчө абсолюттук фотолюминесценция кванттык чыгымы мааниси билдирилбейт.
  • Биологиялык иштөө: Изилдөө түздөн-түз цитотоксикалуулук, клетканын жүрүм-туруму, жаныбар модели, имплантация же клиникалык иштөө тестин жүргүзбөйт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

  • Көрсөтүлгөн лабораториялык жол менен HAp-F-Tb үлгүсү даярдалып, бир нече мүнөздөө ыкмасы менен изилденген.
  • HAp-F-Tb үлгүсү булактын XRD баалоосу боюнча гексагоналдык апатит түзүлүшүн сактайт.
  • Фтор жана Tb кошумчалары XRD жана FTIR де өлчөнө турган түзүлүштүк/термелүү өзгөрүүлөрү менен бирге көрүнөт.
  • SEM–EDS өлчөөсүндө үлгүдө F жана Tb сигналдары аныкталган.
  • Tb³⁺ ионуна мүнөздүү көрүнүүчү эмиссия тилкелери катталган.
  • Эң натыйжалуу дүүлүктүрүү аймактары булакта 220–260 nm жана 355–377 nm деп билдирилген.
  • Жыйынтыктар HAp-F-Tb люминесценттик материал катары мындан ары изилдөөгө татыктуу экенин колдойт.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

  • Бул изилдөө HAp-F-Tb адамдар үчүн коопсуз имплант экенин көрсөткөн эмес.
  • Материалдын клиникалык сүрөттөө көрсөткүчү сыналган эмес.
  • Антибактериалдык натыйжалуулук бул изилдөөдө өлчөнгөн эмес.
  • Узак мөөнөттүү биошайкештик же уулуулук бааланган эмес.
  • EDS деги %2,95 F жана %4,17 Tb маанилери бүт үлгүнүн так жана бир тектүү bulk курамы катары көрсөтүлгөн эмес.
  • Матрицадан Tb³⁺ иондоруна энергия өткөрүлүшү жалгыз жана так механизм экени далилденген эмес; булак муну мүмкүн болгон түшүндүрмө катары талкуулайт.
  • Булакта жок экинчи карбонат FTIR толкун санын Verianla толуктай албайт.
  • Кристаллдуулук формуласындагы мүмкүн болгон басма же жазуу катасынын туура түрүн булактан көз карандысыз түрдө божомолдоого болбойт.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Synthesis and characterization of terbium-doped fluorine-substituted hydroxyapatite (HAp-F-Tb)

Авторлор: K.B. Zhangylyssov, S.Y. Pichkhidze, T.T. Alibay, G.B. Bairbayeva, A.S. Akhmetova, R.K. Daurenbekova, B.D. Kylyshbayev, A. Talgatuly, I. Mariyam, D.H. Daurenbekov.

Авторлордун тартиби: Булак PDF деги тартип так сакталган.

Тең салым: Булакта тең салым/тең биринчи авторлук тууралуу билдирүү аныкталган эмес.

Жооптуу автор тууралуу маалымат: Булактын титулдук бетинде K.B. Zhangylyssov атынын жанында жылдызча белгиси жана zh.keleshek@gmail.com байланыш дареги бар. Бирок PDF өзүнчө так “corresponding author” сүйлөмүн бербейт; ошондуктан Verianla жылдызча белгисинен тышкары жаңы редакциялык аныктама түзбөйт.

Мекемелер: 1) L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan. 2) Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Saratov, Russian Federation.

Журнал: Eurasian Journal of Physics and Functional Materials.

Том / сан / беттер: 2026, 10(2), 137–146.

DOI: 10.32523/ejpfm.2026100203.

Расмий жарыяланган дата: Журналдын онлайн каттоо барагында 15 Июнь 2026.

PDF кабыл алуу/жөнөтүү сабы: “Received: 06.04.2026 - after revision” түрүндө басылган. Булак өзүнчө биринчи жөнөтүү же кабыл алуу датасын бербегендиктен, алар Verianla тарабынан чыгарылган эмес.

Басмакана: L.N. Gumilyov Eurasian National University.

Булак түрү: Эксперименттик материал таануу / функционалдык материал боюнча изилдөө макаласы.

Рецензиялоо: Журнал жарыялаган изилдөө макалалары кош сокур рецензиялоо процессинен өтөрүн билдирет. Бул изилдөө жарыяланган журнал макаласы; preprint катары сунушталган эмес.

Негизги материал: Бодо малдын сөөгүнөн тез пиролиз менен даярдалган биогидроксиапатит, фтор менен алмаштырылган гидроксиапатит жана Tb³⁺ кошулган HAp-F-Tb.

Негизги ыкмалар: Тез пиролиз, эритме/чөкмө негизиндеги кошумчалоо, XRD, Bragg тегиздиктер аралык аралыкты эсептөө, FTIR-ATR, SEM–EDS жана фотолюминесценция/дүүлүктүрүү спектроскопиясы.

Каржылоо: Republic of Kazakhstan Ministry of Science and Higher Education Science Committee, Grant No. AP22788773.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Жүктөлгөн PDF те өзүнчө кызыкчылыктардын кагылышы тууралуу билдирүү аныкталган эмес.

Маалыматтын жеткиликтүүлүгү: Жүктөлгөн PDF те өзүнчө чийки маалымат сактагычы же “Data Availability” бөлүмү аныкталган эмес. Булак графиктери жарыяланган, бирок чийки спектралдык/XRD маалымат чекиттери өзүнчө таблицага берилген эмес.

Авторлордун салымы / CRediT: Жүктөлгөн PDF те өзүнчө CRediT же жеке автордук салым таблицасы жок.

Лицензия боюнча эскертүү: Журналдын учурдагы жалпы саясаты жана DOAJ жазуулары CC BY 4.0 көрсөтсө, бул изилдөөнүн үчүнчү тарап жазууларынын биринде CC BY-NC 4.0 көрүнөт. Так макала деңгээлиндеги лицензия талаасы учурдагы текшерүүдө карама-каршылыксыз аныкталбагандыктан булак фигуралары Verianla HTML ине көчүрүлгөн же ылайыкташтырылган эмес. Илимий фактылар гана колдонулуп, көз карандысыз схемалар түзүлгөн.

Булак ичиндеги XRD дал келбестиги: Текст “PDF card 15-0876” дейт, XRD графигинин референс белгиси болсо “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” көрсөтөт. Бул айырма булакта түшүндүрүлгөн эмес.

Булак ичиндеги кристаллдуулук дал келбестиги: Булак \(X_c=(S_{cr}+S_{am})/S_{cr}\times100\%\) туюнтмасын басат, бирок %89,1 жана %87,9 маанилерин билдирет. Формула жана маанилер Verianla тарабынан өзгөртүлгөн эмес, алардын ортосундагы шайкешсиздик көрүнгөн бойдон калтырылган.

Булак ичиндеги FTIR дал келбестиги: Карбонат топтору үчүн ошол эле “2500 cm⁻¹” мааниси эки жолу жазылганы көрүнөт. Жетишпеген/туура эмес экинчи толкун саны божомолдонгон эмес.

Негизги чечмелөө чеги: Бул изилдөө лабораторияда синтезделген материалдын түзүлүштүк, морфологиялык, элементтик жана оптикалык мүнөздөлүшүн жүргүзөт. Фотолюминесценция жагынан үмүт берүүчү жыйынтыктар түздөн-түз биомедициналык коопсуздуктун же клиникалык натыйжалуулуктун далили эмес.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат. Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген