Hidroksiapatiti iliyodopiwa kwa terbium na kubadilishwa kwa fluorini (HAp-F-Tb), ni nyenzo ya msingi wa kalsiamu-fosfati ambapo sehemu ya vikundi vya hidroksili katika matriki ya hidroksiapatiti yenye asili ya kibayolojia imebadilishwa na fluorini na ioni za terbium zenye valensi tatu, Tb³⁺, zimeingizwa kwenye muundo. Katika utafiti, biohidroksiapatiti iliandaliwa kutoka mfupa wa ngʻombe kwa pirolisisi ya haraka, nyenzo ikatibiwa kwanza kwa suluhisho lenye fluorini na kisha ikadopiwa kwa terbium kwa kutumia Tb(NO₃)₃·5H₂O. Muundo wa kioo wa sampuli ulichunguzwa kwa X-ray diffraction (XRD), sifa za vifungo/mtetemo wa kemikali kwa FTIR, mofolojia na mgawanyo wa elementi kwa SEM–EDS, na sifa za optiki kwa spektroskopi ya photoluminescence.

Matokeo ya XRD yaliripoti muundo wa hexagonal kwa sampuli za HAp, HAp-F na HAp-F-Tb. Baada ya kuongezwa fluorini, umbali kati ya ndege za kioo uliongezeka kwa wastani wa %0,59, ilhali baada ya kuongeza Tb kwenye HAp-F ulipungua kwa wastani wa takriban %2; ongezeko la hadi takriban %0,6 pia lilionekana katika baadhi ya vilele vya diffraction. Chanzo kinaripoti kiwango cha crystallinity cha %89,1 kwa HAp-F na %87,9 kwa HAp-F-Tb. Hakuna awamu ya ziada ya kioo iliyoripotiwa kwenye muundo wa XRD, na waandishi walitafsiri hali hii kuwa inalingana na kuingizwa kwa fluorini na terbium kwenye muundo wa hidroksiapatiti bila kuunda kiwanja cha pili.

Katika uchunguzi wa SEM, sampuli ya HAp-F-Tb ilionyesha mofolojia inayofanana na unga; ukubwa wa wastani wa chembe uliripotiwa kuwa 1–2 µm, huku ukubwa wa aglomerati ukiwa hadi 200 µm. Katika kipimo cha eneo maalumu cha SEM–EDS, sehemu ya uzito ya takriban %2,95 ilipatikana kwa fluorini na takriban %4,17 kwa terbium. Waandishi wanasisitiza kwamba EDS ni uchanganuzi wa eneo maalumu na kwamba matokeo tofauti yanaweza kupatikana katika maeneo mengine.

Vipimo vya photoluminescence vinaonyesha kwamba kituo kikuu hai cha mwangaza katika mfumo wa HAp-F-Tb ni ioni ya Tb³⁺. Chini ya uchochezi wa 220 na 250 nm, bendi za emission zilirekodiwa karibu na 490, 545, 585 na 620 nm; bendi iliyo dhahiri zaidi ya 545 nm ilihusishwa na mpito wa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\). Bendi za 585 na 620 nm zilihusishwa kwa mtiririko huo na mipito ya \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) na \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\). Ufanisi wa juu zaidi wa uchochezi ulionekana katika eneo la 220–260 nm na kati ya 355–377 nm. Waandishi wanajadili kwamba tabia hii inaweza kuhusiana na uchochezi wa moja kwa moja wa ioni za Tb³⁺ na/au uhamishaji wa nishati kutoka matriki ya apatiti na viwango vya kasoro kwenda kwenye ioni za Tb³⁺.

Matokeo haya yanaonyesha kwamba HAp-F-Tb ni nyenzo yenye mwangaza inayostahili kuchunguzwa kwa tafiti za photonics na optoelectronics; hata hivyo, utafiti haukufanya majaribio ya matumizi ya kliniki, utendaji wa implant, sumu kwa seli, tabia ya in vivo au biocompatibility ya muda mrefu. Kwa hiyo, motisha ya kibayomedikali katika sehemu ya utangulizi haipaswi kutafsiriwa kama ufanisi wa kibayomedikali uliothibitishwa moja kwa moja na jaribio hili.

HAp-F-Tb ni Nini na Iliandaliwaje katika Utafiti?

HAp-F-Tb ni nyenzo ya majaribio ya apatiti iliyoandaliwa kwa kubadilisha kwanza biohidroksiapatiti iliyopatikana kutoka mfupa wa ngʻombe kwa fluorini na kisha kuidopia kwa ioni za Tb³⁺. Lengo kuu la utafiti si tu kutengeneza unga mpya; bali kubaini kwa mbinu za characterization jinsi nyongeza za fluorini na Tb³⁺ zinavyoonekana pamoja katika muundo wa kioo, sifa za mtetemo, mofolojia, mgawanyo wa elementi na hasa tabia ya photoluminescence.

Hidroksiapatiti, uingizwaji wa fluorini na doping ya terbium vinamaanisha nini?

Matriki ya hidroksiapatiti inayotumiwa na chanzo inaonyeshwa kama \(\mathrm{Ca_5(PO_4)_3(OH)}\). Muundo ni kimiani cha kioo cha apatiti kinachojumuisha kalsiamu, fosfati na hidroksili. Kauli “uingizwaji wa fluorini” inayotumika katika utafiti ina maana ya kubadilishwa kwa nafasi za kimiani zinazohusishwa na hidroksili kwa ushiriki wa ioni za fluorini. Kupungua kwa bendi inayohusishwa na OH⁻ katika matokeo ya FTIR pia kunahusishwa na waandishi na mchakato huu wa uingizwaji.

Terbium ni elementi adimu ya ardhini inayowakilishwa kwa alama Tb. Katika utafiti, spishi hai kwa optiki ni ioni ya valensi tatu \(\mathrm{Tb^{3+}}\). Mpito wa ioni ya Tb³⁺ kati ya viwango maalumu vya nishati ya kielektroni husababisha kutokea kwa bendi za emission za tabia katika eneo linaloonekana. Kiini cha sehemu ya optiki ya utafiti ni kubaini mipito hii ya viwango vya nishati inaonekana katika urefu gani wa mawimbi ya uchochezi na urefu gani wa mawimbi ya emission.

Maandalizi ya biohidroksiapatiti

Nyenzo ya kuanzia ni mfupa wa ngʻombe. Mpangilio wa maandalizi ulioripotiwa na chanzo ni huu:

1. Mifupa iliondolewa mafuta katika maji yanayochemka kwa 4–6 saa.
2. Mifupa ilikatwa kuwa vipande vyenye unene wa 3–8 mm.
3. Vipande vilikaushwa kwenye tanuru kwa takriban 200 °C.
4. Kiasi cha 300 g cha vipande vya mfupa vilivyoandaliwa kilifanyiwa pirolisisi ya haraka katika tanuru ya muffle iliyopashwa moto awali kwa \(750\pm10\ ^\circ\mathrm{C}\) kwa 30 dakika.
5. Baada ya mtengano wa joto wa vipengele vya kikaboni na kuondoka kwa gesi ya pirolisisi, bidhaa iliyopatikana ilisagwa kwenye kinu kwa saa kadhaa.

Chanzo pia kinaeleza, kwa kuzingatia uchunguzi wa awali, kwamba sampuli zilizopatikana katika halijoto za pirolisisi za 600 °C na chini zinaweza kuwa na takriban %4 ya mabaki ya bio-organic kwa uzito. Namba hii haipaswi kutafsiriwa kama kiasi cha mabaki katika sampuli ya sasa ya HAp-F-Tb kwa 750 °C; utafiti unaieleza kama uchunguzi wa awali kwa halijoto za chini zaidi.

Uingizwaji wa fluorini

Katika hatua ya kuongeza fluorini, 10 g ya hidroksiapatiti safi ilitumika. 1 g ya NaF iliyeyushwa katika 100 mL ya maji yaliyodeionishwa na suluhisho lililopatikana likachanganywa na unga wa hidroksiapatiti ili kuunda suspension. Suspension ilikorogwa kwa saa kadhaa, awamu ya kioevu ikatenganishwa kwa centrifugation, precipitate ikaoshwa mara kadhaa kwa maji yaliyodistiliwa na kukaushwa kati ya 80–110 °C.

Doping ya terbium

\(\mathrm{Tb(NO_3)_3\cdot5H_2O}\) ilitumika kama chanzo cha Tb³⁺. Chumvi iliyeyushwa katika maji yaliyodistiliwa na kuchanganywa na hidroksiapatiti iliyofluoriniwa. Chanzo kinaeleza kwamba pH iliwekwa katika 8–9 ili kuzuia kuyeyuka. Baada ya kuoshwa na kukaushwa, nyenzo ilifanyiwa annealing katika tanuru ya muffle kwa 550 °C kwa “saa kadhaa”.

Kikomo muhimu cha reproducibility: Makala haitoi katika sehemu ya mbinu uzito uliotumika, molarity au asilimia lengwa ya doping ya Tb ya Tb(NO₃)₃·5H₂O. Muda wa annealing pia umeripotiwa kama “saa kadhaa” badala ya idadi kamili ya saa. Taarifa hizi hazijakisiwa na Verianla.

Maandalizi ya sampuli ya photoluminescence

Kwa vipimo vya luminescence, unga ulipresiwa katika vishikio vya shaba kwa unene wa takriban 0,5 mm na kipenyo cha takriban 10 mm. Press ya mkono ilitumika na shinikizo la takriban 0,1–0,2 MPa likatumika.

Vifaa vya characterization vilivyotumika

Sheria ya Bragg Inahesabu Nini katika Utafiti Huu?

Sheria ya Bragg huhusisha pembe ya kilele maalumu cha diffraction katika XRD na urefu wa mawimbi unaojulikana wa X-ray ili kuhesabu umbali \(d\) kati ya familia husika ya ndege za kioo. Katika utafiti, \(\lambda=1.5406\) Å ilitumika, na mabadiliko ya umbali kati ya ndege katika sampuli za HAp, HAp-F na HAp-F-Tb yalilinganishwa kwa kutumia pembe iliyopimwa ya \(2\theta\) na nusu yake, yaani \(\theta\).

Mlinganyo uliotumika katika chanzo:

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

Hapa:

• \(d\): ni umbali kati ya ndege za kioo na unatolewa katika chanzo kwa Ångström, Å.
• \(\lambda\): ni urefu wa mawimbi ya X-ray iliyotumika; katika utafiti \(\lambda=1.5406\) Å.
• \(\theta\): ni pembe ya Bragg.
• Kwa kuwa mhimili mlalo katika grafu ya XRD ni \(2\theta\), chanzo hutumia \(\theta=(2\theta)/2\).

Kihisabati, \(\lambda\) ikiwa thabiti, kuongezeka kwa \(\theta\) huongeza \(\sin\theta\) na kupunguza umbali uliokokotolewa wa \(d\). Kwa hiyo, mabadiliko ya pembe ya kilele cha diffraction hutoa taarifa kuhusu mabadiliko ya nafasi kati ya ndege husika katika kimiani cha kioo. Hata hivyo, ndege tofauti za kioo si lazima zibadilike katika mwelekeo mmoja; chanzo pia kinaripoti kuwa baada ya doping ya Tb, \(d\) ilipungua katika baadhi ya vilele na kuongezeka katika vingine.

Muundo uliobainishwa kwa XRD

Chanzo kinaripoti kwamba sampuli zote tatu ziliendelea kuwa na muundo wa hexagonal na kikundi cha nafasi \(P6_3/m\) kulingana na nafasi za vilele vya diffraction. Baada ya kuongezwa fluorini, thamani za \(d\) ziliongezeka kwa wastani wa %0,59, na baada ya doping ya Tb³⁺ zikapungua kwa wastani wa takriban %2 ikilinganishwa na HAp-F. Ongezeko la karibu %0,6 katika baadhi ya vilele vya diffraction linaonyesha kwamba mabadiliko hayakuwa sare katika mielekeo yote ya kioo.

Kutolingana ndani ya chanzo kuhusu kadi ya rejea ya XRD

Maandishi ya chanzo yanatumia kauli “PDF card 15-0876” yakieleza nafasi za vilele. Kwa upande mwingine, pembeni ya mistari myekundu ya rejea katika grafu ya XRD kwenye ukurasa huohuo inaonekana lebo “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)”. Chanzo hakielezi kwa nini namba hizi mbili tofauti za kadi zimetolewa pamoja. Verianla haikutangaza moja kuwa sahihi na kubadilisha nyingine kimya kimya.

Kiwango cha crystallinity na tatizo katika fomula ya chanzo

Chanzo kinaripoti kiwango cha crystallinity cha %89,1 kwa HAp-F na %87,9 kwa HAp-F-Tb. Hivyo, thamani ya crystallinity iliyoripotiwa ya sampuli iliyodopiwa Tb ni chini kwa pointi 1,2 za asilimia kuliko sampuli ya HAp-F. Waandishi wanahusisha kupungua huku na uharibifu wa kimiani wa eneo maalumu na kuongezeka kwa kasoro zinazoweza kutokea kwa sababu ioni za Tb³⁺ zina radius ya ionic tofauti na ioni za Ca²⁺.

Hata hivyo, chanzo kimechapisha usemi ufuatao kwa crystallinity:

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

Chanzo hakifafanui kando jinsi ukubwa \(S_{cr}\) na \(S_{am}\) ulivyokokotolewa. Muhimu zaidi, ikiwa \(S_{cr}>0\) na \(S_{am}\geq0\) zitakubaliwa, usemi uliochapishwa hapo juu hutoa kihisabati matokeo ya %100 au zaidi; hali hii hailingani moja kwa moja na thamani za %89,1 na %87,9 zilizotolewa katika chanzo. Kwa hiyo, Verianla hairekebishi fomula kwa kukisia; inaeleza wazi kwamba kuna kutolingana ndani ya chanzo kati ya fomula iliyochapishwa na matokeo yaliyoripotiwa.

Uchanganuzi wa FTIR ulionyesha nini?

FTIR hutoa taarifa kuhusu sifa za mtetemo wa vifungo kwa kuchunguza ni katika namba zipi za mawimbi mwanga wa infraredi unaotumwa kwenye nyenzo unafyonzwa au upitishaji hubadilika. Katika utafiti, HAp safi, HAp-F na HAp-F-Tb zililinganishwa.

Bendi kuu katika sampuli ya HAp-F-Tb ambazo chanzo kimehusisha na ioni za fosfati:

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

Chanzo kinahusisha kundi la kwanza na mitetemo ya \(\nu_3\mathrm{PO_4^{3-}}\), na bendi za deformation na mitetemo ya \(\nu_4\mathrm{PO_4^{3-}}\). Ikilinganishwa na hidroksiapatiti safi, mabadiliko madogo ya bendi karibu na 1037 na 601 cm⁻¹ yalionekana, na inaelezwa kwamba hii inaweza kuhusiana na mabadiliko ya mazingira ya kemikali ya eneo maalumu ya vikundi vya fosfati baada ya doping.

Kudhoofika kwa bendi karibu na 630 cm⁻¹ inayohusishwa na uwepo wa OH⁻ katika sampuli iliyodopiwa kunatafsiriwa na chanzo kama dalili inayounga mkono uingizwaji wa nafasi za OH⁻ na F⁻.

Onyo la chanzo: Mwishoni mwa maelezo ya FTIR, thamani hiyo hiyo imeandikwa mara mbili kwa vikundi vya karbonati kama “2500 na 2500 cm⁻¹”. Kwa kuwa haiwezi kubainishwa kwa kuaminika kutoka chanzo thamani ya pili ilipaswa kuwa nini, Verianla haijabuni namba yoyote ya mawimbi.

Mofolojia ya SEM

Katika taswira za SEM, unga wa HAp-F-Tb unaonyesha mofolojia ya chembechembe/inayofanana na unga. Chanzo kinatoa ukubwa wa wastani wa chembe kuwa 1–2 µm. Hata hivyo, chembe binafsi huungana na kuunda aglomerati zinazoweza kufikia 200 µm.

Hapa “ukubwa wa chembe 1–2 µm” na “aglomerati ya 200 µm” si ukubwa uleule. Chembe inamaanisha sehemu ndogo ya kimuundo; aglomerati ni mkusanyiko mkubwa zaidi unaoundwa na kuungana kwa chembe nyingi.

Matokeo ya SEM–EDS

EDS hutumia ishara maalumu za X-ray za elementi katika eneo la ndani lililochaguliwa chini ya SEM kutathmini takriban muundo wa elementi. Sehemu za uzito za takriban katika utafiti ni:

Chanzo kinasisitiza hasa tabia ya eneo maalumu ya kipimo. Kwa hiyo, thamani za %2,95 na %4,17 hazipaswi kutafsiriwa kama muundo sahihi sana, sawia wa kimataifa wa molekuli yote ya unga; uwiano tofauti unaweza kupatikana katika maeneo mengine ya SEM–EDS.

Kilele cha 545 nm katika Spektra ya Photoluminescence Kinamaanisha Nini?

Bendi kali ya emission karibu na 545 nm imehusishwa katika utafiti na mpito wa kielektroni wa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) wa ioni ya Tb³⁺, na ni mojawapo ya alama za spektra zilizo wazi zaidi za mwangaza unaotokana na terbium katika mfumo wa HAp-F-Tb. Kuonekana kwa muundo uleule wa tabia wa emission chini ya hali tofauti za uchochezi, ikiwemo 220–250 nm, kunaunga mkono tafsiri kwamba ioni za Tb³⁺ ni vituo hai vya luminescence.

Tofauti kati ya spektra ya emission na ya uchochezi

Spektra ya emission, huonyesha ni katika urefu gani wa mawimbi sampuli hutoa mwanga wakati inachochewa kwa urefu fulani wa mawimbi. Spektra ya uchochezi huonyesha ni urefu gani wa mawimbi ya uchochezi unaozalisha emission hiyo kwa ufanisi zaidi wakati urefu fulani wa mawimbi ya emission unafuatiliwa. Utafiti unatumia aina zote mbili za vipimo kwa pamoja kutathmini njia ambazo vituo vya Tb³⁺ huchochewa.

Bendi za emission chini ya uchochezi wa 220 na 250 nm

Alama ya \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_J\) inasomwaje?

Alama hii ni ishara za term zinazofafanua viwango vya nishati katika spektroskopi ya atomiki. Muundo wa jumla ni \(^{2S+1}L_J\). Namba ya juu inawakilisha spin multiplicity, herufi familia ya orbital angular momentum, na \(J\) ya chini inawakilisha quantum number ya total angular momentum. Mshale unaonyesha mpito wa ioni ya Tb³⁺ kutoka hali ya nishati ya juu kwenda hali ya nishati ya chini. Tofauti ya nishati inapotolewa kama fotoni, bendi ya emission inayopimwa hutokea.

Kubadilisha urefu wa mawimbi ya uchochezi

Katika uchochezi wa 400, 418, 485 na 533 nm, profaili ya jumla ya spektra ilibaki, lakini intensity ya emission ilipungua. Chanzo kinasisitiza kwamba katika uchochezi wa 533 nm, uchochezi wa moja kwa moja wa Tb una ufanisi wa chini zaidi.

Katika kulinganisha uchochezi wa 318, 340, 355 na 377 nm, ingawa kiwango cha juu cha emission kilibaki karibu na 545 nm, intensity ilionekana kutegemea sana urefu wa mawimbi ya uchochezi. Kulingana na chanzo, intensity kubwa iliyopatikana kwa uchochezi wa 355 na 377 nm inaweza kuhusiana na uwezekano wa resonance energy transfer kutoka matriki kuu kwenda ioni za doping za Tb³⁺.

Eneo la uchochezi wa UV na mchango wa matriki

Katika spektra za uchochezi zilizopatikana kwa kufuatilia emission za 385 na 420 nm, bendi pana zilionekana katika eneo la UV la 220–250 nm na mabega kati ya 270–320 nm. Waandishi wanahusisha sifa hizi na mchango wa matriki ya fosfati na kasoro za kationi.

Katika spektra za uchochezi za emission za 494, 504 na 548 nm, pamoja na eneo la UV, kuna bendi za eneo linaloonekana/UV-karibu katika takriban 330–420 nm. Chanzo kinatafsiri bendi hizi kama mipito ya intra-configurational kati ya viwango vya \(^{5}G_6\), \(^{5}D_3\) na \(^{5}D_4\) katika ioni ya Tb³⁺.

Katika urefu mrefu zaidi wa mawimbi ya emission, kwa 594, 600 na 625 nm, bendi za uchochezi wa UV hubaki lakini intensity hupungua. Chanzo kinahusisha hii na uwezekano mdogo wa mipito husika na quantum yield ya chini. Hata hivyo, kwa kuwa makala hairipoti kipimo tofauti cha absolute photoluminescence quantum yield, kauli hii haipaswi kutafsiriwa kama thamani ya absolute quantum yield iliyopimwa moja kwa moja.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Sampuli zilizolinganishwa

Mantiki ya kisayansi ya mtiririko wa mbinu

1. Pirolisisi ya haraka: Lengo lilikuwa kuondoa vipengele vya kikaboni katika malighafi ya mfupa na kupata biohidroksiapatiti ya msingi wa madini.
2. Uingizwaji wa fluorini: Fluorini iliingizwa katika muundo wa hidroksiapatiti kwa kutumia suluhisho la NaF.
3. Doping ya Tb³⁺: Lengo lilikuwa kuunda kituo cha luminescence kwa kutumia terbium nitrate pentahydrate.
4. XRD: Ilitathminiwa jinsi awamu ya kioo na vilele vya diffraction vilivyobadilika baada ya doping.
5. FTIR: Kuhifadhiwa au kusogea kwa bendi za mtetemo zinazohusishwa na fosfati na OH kulipimwa.
6. SEM–EDS: Uchanganuzi wa eneo maalumu wa elementi ulifanywa kwa mofolojia ya chembe/aglomerati na uwepo wa F na Tb.
7. Photoluminescence: Emission za tabia za kituo cha Tb³⁺ na maeneo ya uchochezi ambako ni hai yalichunguzwa.

Matokeo makuu ya kimuundo na kimofolojia

Matokeo makuu ya optiki

• Tb³⁺ ilitambuliwa kama kituo kikuu hai cha luminescence cha utafiti.
• Katika uchochezi wa 220 na 250 nm, bendi za emission zilionekana karibu na 490, 545, 585 na 620 nm.
• Emission kuu ya 545 nm ilihusishwa na mpito wa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\).
• Bendi ya 585 nm ilihusishwa na \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\), na bendi ya 620 nm na mpito wa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\).
• Ufanisi mkubwa zaidi wa uchochezi uliripotiwa katika eneo la 220–260 nm na kati ya 355–377 nm.
• Katika uchochezi wa 400, 418, 485 na 533 nm, profaili ya jumla ya spektra ilibaki lakini intensity ilipungua; kupungua kulikuwa dhahiri hasa katika 533 nm.
• Katika spektra za uchochezi za emission za 385 na 420 nm, bendi pana za UV za 220–250 nm na mabega ya 270–320 nm yalionekana.
• Katika spektra za uchochezi zinazofuatilia emission za 494, 504 na 548 nm, bendi za ziada zilionekana katika eneo la takriban 330–420 nm na zilihusishwa na mipito ya intra-configurational ya Tb³⁺.

Chanzo kinasema nini kuhusu uhamishaji wa nishati?

Utafiti hauhitimishi kwa uhakika kwamba intensity kubwa ya luminescence hutokana tu na uchochezi wa moja kwa moja wa ioni ya Tb³⁺. Waandishi wanaeleza kwamba tabia katika maeneo ya 220–260 nm na 355–377 nm inaweza kuhusiana na uchochezi wa moja kwa moja wa ioni za Tb³⁺ na/au uhamishaji wa nishati kutoka matriki kuu ya apatiti na viwango vya kasoro kwenda vituo vya Tb³⁺. Kwa hiyo, dai lenye nguvu zaidi kama “uhamishaji wa nishati kutoka matriki kwenda Tb³⁺ ulithibitishwa kwa uhakika” linazidi mipaka ya chanzo.

Nguvu za utafiti

• Mfumo uleule wa nyenzo ulitathminiwa pamoja kwa mbinu za kimuundo, mtetemo, mofolojia, elementi na optiki.
• Ulinganisho wa HAp safi na HAp-F unatoa rejea ya kutafsiri mabadiliko katika sampuli ya mwisho iliyodopiwa Tb.
• Matokeo ya XRD hayakuishia kwenye utambuzi wa awamu pekee; mabadiliko ya umbali kati ya ndege pia yalikokotolewa kwa uhusiano wa Bragg.
• SEM–EDS ilitoa uchanganuzi wa elementi kuhusu uwepo wa eneo maalumu wa Tb na F.
• Photoluminescence ilichunguzwa si katika urefu mmoja wa mawimbi ya uchochezi tu bali katika hali tofauti za uchochezi wa UV na unaoonekana.

Vikwazo vya mbinu na uripoti

• Kiasi cha doping ya Tb: Uzito kamili, molarity au uwiano lengwa wa doping wa Tb(NO₃)₃·5H₂O haujatolewa katika sehemu ya mbinu.
• Muda: Kwa kuchanganya suspension ya fluorini na annealing ya 550 °C, imeandikwa “saa kadhaa” bila kutoa muda kamili.
• Marudio na kutokuwa na uhakika: Haijaripotiwa vipimo vilifanywa kwa sampuli/marudio huru ngapi, standard deviation, error bar au statistical test.
• EDS: Asilimia za F na Tb ni vipimo vya eneo maalumu; chanzo kinasema wazi kwamba tofauti zinaweza kutokea katika maeneo mengine.
• Fomula ya crystallinity: Kuna kutolingana kwa kihisabati ndani ya chanzo kati ya fomula iliyochapishwa na thamani za %89,1 na %87,9.
• Kadi ya rejea ya XRD: Maandishi yanaonyesha PDF 15-0876, huku lebo ya grafu ya chanzo ikionyesha PDF 86-0740.
• Kauli ya karbonati ya FTIR: Maandishi yana namba iliyorudiwa kama “2500 na 2500 cm⁻¹”, na thamani ya pili haiwezi kutatuliwa kutoka chanzo.
• Absolute quantum yield: Makala hairipoti thamani tofauti ya absolute photoluminescence quantum yield.
• Utendaji wa kibayolojia: Utafiti haufanyi moja kwa moja vipimo vya cytotoxicity, tabia ya seli, modeli ya wanyama, implantation au utendaji wa kliniki.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Sampuli ya HAp-F-Tb iliandaliwa kwa utaratibu wa maabara uliotajwa na kuchunguzwa kwa mbinu nyingi za characterization.
• Kwa tathmini ya XRD ya chanzo, sampuli ya HAp-F-Tb inaendelea kuwa na muundo wa apatiti wa hexagonal.
• Nyongeza za fluorini na Tb zinaonekana pamoja na mabadiliko ya kimuundo/mtetemo yanayopimika katika XRD na FTIR.
• Katika kipimo cha SEM–EDS, ishara za F na Tb ziligunduliwa katika sampuli.
• Bendi za tabia za emission zinazoonekana za ioni ya Tb³⁺ zilirekodiwa.
• Maeneo yenye ufanisi mkubwa zaidi wa uchochezi yaliripotiwa katika chanzo kama 220–260 nm na 355–377 nm.
• Matokeo yanaunga mkono kwamba HAp-F-Tb inastahili utafiti zaidi kama nyenzo ya luminescence.

Matokeo yasiyoungwa mkono na utafiti

• Utafiti huu haujaonyesha kwamba HAp-F-Tb ni implant salama kwa binadamu.
• Utendaji wa nyenzo katika imaging ya kliniki haujajaribiwa.
• Ufanisi wa antibacterial haukupimwa katika utafiti huu.
• Biocompatibility ya muda mrefu au toxicity haikutathminiwa.
• Thamani za %2,95 F na %4,17 Tb katika EDS hazijaonyeshwa kama muundo sahihi na sawia wa bulk wa sampuli nzima.
• Haijathibitishwa kwamba uhamishaji wa nishati kutoka matriki kwenda ioni za Tb³⁺ ni mekanizimu pekee na ya uhakika; chanzo kinaijadili kama maelezo yanayowezekana.
• Namba ya pili ya mawimbi ya karbonati ya FTIR ambayo haipo katika chanzo haiwezi kukamilishwa na Verianla.
• Umbo sahihi la kosa linalowezekana la uchapaji au uandishi katika fomula ya crystallinity haliwezi kudhaniwa bila kutegemea chanzo.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

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

Waandishi: 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.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio katika PDF ya chanzo umehifadhiwa kama ulivyo.

Mchango sawa: Hakuna taarifa ya mchango sawa/uandishi mwenza wa kwanza kwa usawa iliyobainishwa katika chanzo.

Taarifa ya mwandishi wa mawasiliano: Kwenye ukurasa wa kichwa wa chanzo kuna alama ya nyota karibu na jina K.B. Zhangylyssov na anwani ya mawasiliano zh.keleshek@gmail.com. Hata hivyo, PDF haitoi sentensi tofauti iliyo wazi ya “corresponding author”; kwa hiyo Verianla haitengenezi ufafanuzi mpya wa uhariri zaidi ya alama ya nyota.

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

Jarida: Eurasian Journal of Physics and Functional Materials.

Juzuu / toleo / kurasa: 2026, 10(2), 137–146.

DOI: 10.32523/ejpfm.2026100203.

Tarehe rasmi ya kuchapishwa: Kwenye ukurasa wa rekodi wa mtandaoni wa jarida, 15 Juni 2026.

Mstari wa kupokelewa/kuwasilishwa katika PDF: Umechapishwa kama “Received: 06.04.2026 - after revision”. Kwa kuwa chanzo hakitoi tarehe tofauti ya uwasilishaji wa kwanza au kukubaliwa, tarehe hizo hazijatolewa na Verianla.

Mchapishaji: L.N. Gumilyov Eurasian National University.

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti wa majaribio ya sayansi ya nyenzo / nyenzo za kiutendaji.

Peer review: Jarida linaeleza kwamba makala zake za utafiti hupitia mchakato wa double-blind peer review. Utafiti huu ni makala ya jarida iliyochapishwa; haukuwasilishwa kama preprint.

Nyenzo kuu: Biohidroksiapatiti iliyoandaliwa kutoka mfupa wa ngʻombe kwa pirolisisi ya haraka, hidroksiapatiti iliyobadilishwa kwa fluorini na HAp-F-Tb iliyodopiwa Tb³⁺.

Mbinu kuu: Pirolisisi ya haraka, doping ya msingi wa suluhisho/precipitation, XRD, hesabu ya umbali kati ya ndege kwa Bragg, FTIR-ATR, SEM–EDS na spektroskopi ya photoluminescence/uchochezi.

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

Mgongano wa maslahi: Hakuna taarifa tofauti ya mgongano wa maslahi iliyobainishwa katika PDF iliyopakiwa.

Upatikanaji wa data: Hakuna hifadhi tofauti ya data ghafi au sehemu ya “Data Availability” iliyobainishwa katika PDF iliyopakiwa. Grafu za chanzo zimechapishwa lakini pointi ghafi za data za spektra/XRD hazijapangwa katika jedwali tofauti.

Michango ya waandishi / CRediT: Hakuna CRediT tofauti au jedwali la michango ya waandishi binafsi katika PDF iliyopakiwa.

Dokezo la leseni: Ingawa sera ya sasa ya jumla ya jarida na rekodi za DOAJ zinaonyesha CC BY 4.0, mojawapo ya rekodi za upande wa tatu za utafiti huu inaonyesha CC BY-NC 4.0. Kwa kuwa eneo halisi la leseni katika ngazi ya makala halikuweza kubainishwa bila mgongano katika uthibitishaji wa sasa, michoro ya chanzo haikunakiliwa au kubadilishwa katika HTML ya Verianla. Michoro huru iliundwa kwa kutumia tu ukweli wa kisayansi.

Kutolingana ndani ya chanzo kwa XRD: Maandishi yanasema “PDF card 15-0876”, huku lebo ya rejea ya grafu ya XRD ikionyesha “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)”. Tofauti hii haijaelezwa katika chanzo.

Kutolingana ndani ya chanzo kwa crystallinity: Chanzo kinachapisha usemi \(X_c=(S_{cr}+S_{am})/S_{cr}\times100\%\), lakini kinaripoti thamani za %89,1 na %87,9. Fomula na thamani hazijabadilishwa na Verianla, na kutolingana kati yake kumeachwa kuonekana.

Kutolingana ndani ya chanzo kwa FTIR: Inaonekana thamani ileile ya “2500 cm⁻¹” imeandikwa mara mbili kwa vikundi vya karbonati. Namba ya pili ya mawimbi iliyo missing/isiyo sahihi haijakisiwa.

Kikomo kikuu cha tafsiri: Utafiti huu unafanya characterization ya kimuundo, kimofolojia, elementi na optiki ya nyenzo iliyosanisiwa maabara. Matokeo yanayotia matumaini kuhusu photoluminescence si ushahidi wa moja kwa moja wa usalama wa kibayomedikali au ufanisi wa kliniki.