TiO₂/ZnO–HAp kompoziti, titanyum dioksit (TiO₂), çinko oksit (ZnO) ve hidroksiapatitin (HAp) aynı katı malzeme içinde birleştirildiği üç bileşenli bir inorganik kompozit sistemidir. Bu çalışmada HAp, Anadara granosa olarak tanımlanan kan midyesi kabuğu atığından çöktürme yöntemiyle sentezlenmiş; ardından TiO₂ ve ZnO ile TiO₂:ZnO:HAp = 1:2:1 ve 2:1:1 kütle oranlarında birleştirilmiştir. İki kompozit Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD) ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) kullanılarak karşılaştırılmıştır.

1:2:1 oranlı Numune A'da yarı nicel XRD analizinin göreli kristalin faz katkıları %40,4 zincite (ZnO), %38,5 hidroksiapatit ve %21,1 anatase (TiO₂) olarak bulunmuştur. 2:1:1 oranlı Numune B'de anatase katkısı %53,2'ye çıkarken HAp %23,5 ve zincite %23,3 olarak raporlanmıştır. Bu yüzdeler başlangıçtaki kütle oranlarının doğrudan son kütle yüzdeleri değildir; XRD difraksiyon şiddetlerinden Match yazılımıyla elde edilen yarı nicel göreli kristalin faz katkılarıdır.

SEM analizinde Numune A daha düzenli ve görece yuvarlak agregalar oluşturmuş; agregaların çapı 1,5–5,0 µm, ortalaması 2,85 ± 0,72 µm olarak ölçülmüştür. Kaynak, Numune A agregalarının 100–300 nm büyüklüğündeki birincil parçacıkların aglomerasyonu sonucunda oluştuğunu belirtmektedir. Numune B ise 2,0–12,0 µm aralığında ve ortalama 5,42 ± 1,85 µm büyüklüğünde daha düzensiz agregalar göstermiştir.

FTIR sonuçları iki kompozitte HAp'ye özgü O–H ve PO₄³⁻ gruplarının yanı sıra Ti–O ve Zn–O titreşimleriyle ilişkilendirilen düşük dalga sayılı bantların bulunduğunu göstermiştir. TiO₂ miktarının arttığı Numune B'de anatase fazının XRD'deki göreli katkısı yükselmiş ve SEM morfolojisi daha düzensiz hale gelmiştir.

Çalışma iki bileşim noktasını karşılaştırmaktadır ve yazarlar araştırmanın bir optimum TiO₂/ZnO oranı belirlemek amacıyla yapılmadığını açıkça belirtmektedir. Ayrıca bu makalede katalitik aktivite, fotokatalitik bozunma, antibakteriyel özellik, biyouyumluluk veya implant performansı test edilmemiştir. Sonuçlar yalnız sentezlenen kompozitlerin kimyasal bağ özellikleri, kristalin faz dağılımı ve morfolojisi hakkında kanıt sağlamaktadır.

TiO₂/ZnO–HAp Kompozitinde TiO₂/ZnO Oranı Neden Önemlidir?

TiO₂/ZnO oranı, aynı miktarda başlangıç HAp oranı korunurken kompozitte hangi metal oksidin baskın olduğunu değiştirir; bu çalışmada ZnO ağırlıklı 1:2:1 bileşim daha yüksek zincite katkısıyla ve daha düzenli agregalarla, TiO₂ ağırlıklı 2:1:1 bileşim ise daha yüksek anatase katkısıyla ve daha iri, düzensiz agregalarla ilişkilendirilmiştir.

TiO₂ nedir?

Titanyum dioksit (TiO₂), farklı kristal polimorfları bulunabilen bir metal oksittir. Bu çalışmada XRD'de gözlenen TiO₂ kristalin fazı anatase olarak tanımlanmıştır. Anatase tetragonal kristal sistemine sahiptir.

Kaynak Numune B'deki yüksek başlangıç TiO₂ oranıyla birlikte XRD'de anatase fazının göreli katkısının %53,2'ye yükseldiğini göstermektedir. Bunun anlamı “Numune B'nin kütlesinin kesin olarak %53,2'si TiO₂'dir” değildir; değer yarı nicel XRD faz analizinin göreli kristalin katkısıdır.

ZnO nedir?

Çinko oksit (ZnO), çalışmada ticari toz olarak kullanılan ikinci metal oksittir. XRD analizinde ZnO, zincite kristalin fazıyla temsil edilmiştir. Zincite bu çalışmanın faz tanımlamasında hexagonal kristal sistemindedir.

Numune A'daki başlangıç bileşiminde ZnO miktarı TiO₂'den daha yüksektir ve XRD analizinde zincite %40,4 ile en büyük göreli kristalin katkıyı göstermiştir.

Hidroksiapatit nedir?

Hidroksiapatit (HAp), kimyasal formülü:

\[ \mathrm{Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2} \]

olan kalsiyum fosfat temelli kristalin bir malzemedir. Formüldeki 10 kalsiyum atomunun 6 fosfor atomuna oranı:

\[ \frac{10}{6}\approx1.67 \]

olduğu için çalışmada HAp çöktürme işlemi sırasında kullanılan Ca/P molar oranı 1,67 olarak ayarlanmıştır. Bu, kaynağın belirttiği stokiyometrik hidroksiapatit oranıdır.

HAp'nin bu çalışmadaki özel yönü, ticari bir kalsiyum kaynağından değil Anadara granosa kabuk atığındaki kalsiyum bileşiklerinden hazırlanmasıdır.

Anadara granosa kabuğu neden kullanıldı?

Anadara granosa kabuğu kalsiyum bileşikleri bakımından zengin bir biyomineral atıktır. Araştırmacılar kabuktaki kalsiyum karbonatı termal olarak kalsiyum okside dönüştürmüş, ardından fosfat kaynağıyla reaksiyona sokarak HAp hazırlamıştır.

Bu yaklaşımın bilimsel amacı atık kabuk malzemesini daha yüksek katma değerli bir inorganik kompozitin HAp bileşenine dönüştürmektir. Çalışma bunun ekonomik veya çevresel yaşam döngüsü üstünlüğünü nicel olarak test etmemektedir.

Çalışmanın literatür boşluğu neydi?

Kaynağa göre TiO₂/ZnO ikili sistemleri daha önce yaygın biçimde incelenmiş, kabuk atıklarından HAp sentezi de ayrı bir araştırma alanı oluşturmuştur. Buna karşılık TiO₂ ve ZnO'nun Anadara granosa kökenli HAp ile aynı kompozitte bir araya getirildiği ve TiO₂/ZnO baskınlığının değiştirilmesinin yapıya etkisinin incelendiği çalışmalar daha sınırlıdır.

Bu nedenle araştırmanın tasarımı HAp'nin başlangıç oranını aynı tutup TiO₂ ile ZnO arasındaki göreli ağırlığı değiştirmeye dayanmıştır.

Numune A ile Numune B arasındaki temel fark

Her iki bileşimde HAp için oran değeri 1 olarak tutulmuştur. Ancak bu başlangıç reçetesi bilgisi, XRD'den hesaplanan göreli HAp kristalin faz yüzdesinin de aynı olacağı anlamına gelmez.

HAp kabuk atığından nasıl üretildi?

Kan midyesi kabukları önce yıkanmış, fırçalanmış ve oda sıcaklığında kurutulmuştur. Kuruyan kabuklar öğütülmüş, 150 °C'de 1 saat kurutulmuş ve 120-mesh elekten geçirilmiştir.

Kabuk tozu daha sonra 1000 °C'de 5 saat kalsine edilmiştir. Kaynak bu işlemin kabuktaki kalsiyum karbonatı kalsiyum okside dönüştürmek amacıyla yapıldığını belirtmektedir.

Kaynağın tanımladığı temel termal dönüşüm:

\[ \mathrm{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2} \]

şeklindedir. Burada CaCO₃ kalsiyum karbonat, CaO kalsiyum oksit ve CO₂ karbondioksittir.

Kalsinasyon sonrasında 5,6 g CaO tozu 100 mL damıtılmış suya dağıtılmış ve 40 °C'de 400 rpm hızla 2 saat karıştırılmıştır. Ardından 100 mL 0,6 M H₃PO₄ çözeltisi sürekli karıştırma altında kademeli olarak eklenmiştir.

Karışım 60 °C'de 1 saat ısıtılmış, 1 M NaOH ile pH 10'a ayarlanmış ve oda sıcaklığında 24 saat yaşlandırılmıştır. Oluşan çökelti filtrelenmiş, damıtılmış suyla yıkanmış ve 110 °C'de 2 saat kurutulmuştur. Son olarak 800 °C'de 10 saat sinterlenerek HAp tozu elde edilmiştir.

TiO₂/ZnO–HAp kompoziti nasıl hazırlandı?

TiO₂, ZnO ve önceden sentezlenen HAp tozları önce 110 °C'de 3 saat kurutulmuş, soğutulmuş ve öğütülmüştür.

Bileşenler Numune A için 1:2:1, Numune B için 2:1:1 TiO₂:ZnO:HAp kütle oranına göre tartılmış ve homojen hale gelene kadar karıştırılıp öğütülmüştür. Kaynak her bileşenin gram cinsinden kesin miktarını vermemekte, yalnız kütle oranlarını bildirmektedir.

Karışım etanol içinde dağıtılmış ve oda sıcaklığında 60 dakika karıştırılmıştır. Ardından süspansiyon 60 °C'de, 400 rpm karıştırma altında 4 saat tutulmuş ve macun benzeri bir yapı oluşturulmuştur.

Macun 110 °C'de 3 saat kurutulmuş, yeniden öğütülmüş ve son olarak 500 °C'de 3 saat kalsine edilmiştir.

Kaynakta listelenen metanol nerede kullanıldı?

Materyaller bölümünde metanol (CH₃OH) kullanılan kimyasallar arasında listelenmiştir. Ancak HAp sentezi ve TiO₂/ZnO–HAp kompozit sentezinin açıklanan işlem basamaklarında metanolün hangi adımda, hangi miktarda veya hangi amaçla kullanıldığı belirtilmemektedir. Bu nedenle Verianla metanol için kaynakta bulunmayan bir kullanım adımı eklememektedir.

FTIR neyi ölçüyor?

Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), malzemedeki kimyasal bağların kızılötesi ışınla etkileşen titreşimlerini inceleyerek karakteristik fonksiyonel grupların tanımlanmasına yardımcı olan spektroskopik yöntemdir.

Bu çalışmada FTIR ölçümü KBr pellet yöntemiyle 4000–400 cm⁻¹ aralığında gerçekleştirilmiştir.

Numune A'nın FTIR sonuçları

Numune A'da 3570,24 cm⁻¹ keskin bandı HAp kristal kafesindeki O–H gerilmesine; 3444,87 cm⁻¹ geniş bandı fiziksel olarak adsorbe olmuş suyun O–H titreşimlerine atanmıştır.

1647,21 cm⁻¹ bandı H–O–H bükülmesiyle ilişkilendirilmiştir.

Fosfat grupları için:

• PO₄³⁻ ν₃ asimetrik gerilmesi: 1041,56 ve 1095,57 cm⁻¹,
• PO₄³⁻ ν₁ simetrik gerilmesi: 962,48 cm⁻¹,
• PO₄³⁻ ν₄ bükülmesi: 570,93 ve 601,79 cm⁻¹.

1458,18 ve 1541,12 cm⁻¹ bölgelerindeki karbonat bantları kaynak tarafından B-tipi karbonat ikamesi ile ilişkilendirilmiştir.

B-tipi karbonat ikamesi nedir?

B-tipi karbonat ikamesi, apatitin kristal yapısındaki bazı PO₄³⁻ gruplarının CO₃²⁻ iyonlarıyla kısmen yer değiştirmesi olarak yorumlanan yapısal durumdur. Kaynak, kabuk kökenli materyalde kalan biyojenik karbonat ve işlem sırasında atmosferik CO₂'nin yeniden alınmasının karbonatlanmış hidroksiapatit oluşumuna katkıda bulunabileceğini tartışmaktadır.

Yazarlar bu karbonatlanmış biyojenik apatitin doğal kemiğin inorganik kompozisyonuna benzer özellikler taşıyabileceğini belirtmektedir. Ancak mevcut çalışma kemik biyouyumluluğu, hücre davranışı veya implant performansı testi yapmadığından bu ifade yalnız FTIR ve malzeme kimyası bağlamındaki yazar yorumudur.

Numune B'nin FTIR sonuçları nasıl farklıydı?

TiO₂ oranının daha yüksek olduğu Numune B'de 3570,24 cm⁻¹ HAp kafes O–H bandının şiddeti Numune A'ya göre azalmıştır. 3672,47 cm⁻¹ bandı yüzey O–H veya görece serbest hidroksil titreşimleriyle ilişkilendirilmiştir.

600 cm⁻¹'nin altındaki metal–oksijen bölgesi genişlemiş ve metal–O bandı Numune A'daki 501,49 cm⁻¹'den Numune B'de 505,35 cm⁻¹'e kaymıştır. Kaynak bunu Ti–O ve Zn–O titreşim katkılarındaki değişimle ilişkilendirmektedir.

XRD'deki Faz Yüzdeleri Başlangıç Kütle Oranlarıyla Neden Aynı Değildir?

XRD'deki faz yüzdeleri doğrudan başlangıç reçetesinin kütle yüzdeleri değildir; Match yazılımının kristalin difraksiyon piklerinin şiddetlerinden hesapladığı yarı nicel göreli katkılardır ve atomik saçılma gücü, kristallik, kristalit özellikleri, düşük kristallikli/amorf fraksiyonlar, pik çakışmaları ve ısıl işlem bu değerleri etkileyebilir.

XRD nasıl yapıldı?

X-ışını kırınımı ölçümleri Malvern Panalytical XRD cihazıyla Cu-Kα ışınımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

• Gerilim: 40 kV
• Akım: 30 mA
• 2θ tarama aralığı: 5°–70°
• Adım büyüklüğü: 0,0200°
• Tarama hızı: 2°/dk

Faz tanımlaması Match yazılımıyla ve Crystallography Open Database'in COD-Inorg REV218120 sürümü temel alınarak yapılmıştır.

Yarı nicel faz analizi ne demektir?

Yarı nicel faz analizi, difraksiyon desenindeki kristalin fazların göreli katkısını yaklaşık nicel biçimde karşılaştırır. Kaynak bu değerlerin mutlak kütle fraksiyonu olarak yorumlanmaması gerektiğini açık biçimde belirtmektedir.

Örneğin Numune A başlangıçta TiO₂:ZnO:HAp = 1:2:1 oranında hazırlanmıştır; ancak XRD sonucu basit biçimde %25 TiO₂, %50 ZnO ve %25 HAp şeklinde çıkmamıştır. XRD sonuçları %21,1 anatase, %40,4 zincite ve %38,5 HAp göreli katkısı vermiştir.

Bu fark bir hesap hatası olarak yorumlanmamalıdır; başlangıç kütle bileşimi ile kristalin XRD şiddetlerinden hesaplanan göreli faz katkısı aynı fiziksel büyüklük değildir.

Numune A'nın XRD sonucu

Numune B'nin XRD sonucu

Ångström (Å), atomik ve kristal kafes ölçeklerinde kullanılan uzunluk birimidir; 1 Å = 10⁻¹⁰ metredir. Buradaki a ve c değerleri kristal birim hücresinin farklı yönlerdeki kafes parametrelerini ifade eder.

ZnO neden XRD şiddetine güçlü katkı sağlayabilir?

Kaynak, çinkonun atom numarasının Zn için Z=30, titanyumun ise Ti için Z=22 olduğunu vurgulamakta ve çinko atomlarının daha yüksek elektron yoğunluğu, kütle zayıflatma katsayısı ve X-ışını saçılma faktörü nedeniyle zincite fazının kompozit difraksiyon şiddetine görece güçlü katkıda bulunabileceğini açıklamaktadır.

Ayrıca kabuk atığından çöktürmeyle hazırlanan HAp'nin kristallik ve kristalit özellikleri ticari TiO₂ ve ZnO tozlarından farklı olabilir. Düşük kristallikli veya amorf bölgeler keskin piklere aynı ölçüde katkıda bulunmadığından Match yazılımıyla hesaplanan HAp göreli yüzdesi başlangıç reçetesinden farklı çıkabilir.

500 °C'deki kompozit kalsinasyonu ve faz piklerinin birbiriyle çakışması da XRD yoğunluklarını etkileyebilen diğer faktörler olarak belirtilmiştir.

HAp iki numunede gerçekten sabit mi?

Başlangıç sentez reçetesinde evet: her iki TiO₂:ZnO:HAp oranında HAp katsayısı 1'dir. Ancak XRD'nin yarı nicel göreli kristalin HAp katkısı Numune A'da %38,5, Numune B'de %23,5'tir. Bu nedenle “HAp sabit tutuldu” ifadesi başlangıç kompozisyon tasarımına aittir; XRD faz yüzdesinin sabit kaldığı anlamına gelmez.

SEM'deki Agrega Boyutu ile Birincil Parçacık Boyutu Arasındaki Fark Nedir?

Birincil parçacık tek tek küçük katı tanecikleri, agrega veya aglomerat ise bu taneciklerin bir araya gelerek oluşturduğu daha büyük kümeyi ifade eder; çalışmada Numune A'nın mikrometre ölçekli agregalarının 100–300 nm birincil parçacıkların aglomerasyonundan oluştuğu belirtilmiştir.

SEM analizi ne için kullanıldı?

Taramalı elektron mikroskopisi, iki kompozitin yüzey morfolojisini, agrega biçimini, aglomerasyon derecesini ve parçacık/agrega dağılımını karşılaştırmak amacıyla kullanılmıştır.

Kaynak SEM cihazını INSPECT F50 olarak belirtmektedir. Yayımlanan mikrograflar 1000× büyütmede gösterilmiştir.

Numune A'nın morfolojisi

Numune A görece yuvarlak ve daha düzenli agregalar göstermiştir.

• Agrega boyut aralığı: 1,5–5,0 µm
• Ortalama agrega çapı: 2,85 ± 0,72 µm
• Kaynakta belirtilen birincil parçacık boyutu: 100–300 nm

Kaynak, bu birincil parçacıkların 500 °C'deki kalsinasyon sırasında önemli ölçüde aglomere olarak daha büyük agregaları oluşturduğunu yorumlamaktadır.

Numune B'nin morfolojisi

Numune B daha düzensiz agrega biçimleri, daha düzensiz parçacık düzeni ve görece daha gevşek yüzey dokusu göstermiştir.

• Agrega boyut aralığı: 2,0–12,0 µm
• Ortalama agrega çapı: 5,42 ± 1,85 µm

Numune B için ayrı bir 100–300 nm benzeri birincil parçacık boyutu kaynakta raporlanmamıştır. Bu nedenle Numune A'nın birincil parçacık değeri Numune B'ye aktarılmamalıdır.

Anatase fazı düzensiz morfolojiye neden oldu mu?

Kaynak, Numune B'deki %53,2 anatase baskınlığının aglomerasyon sürecini ve mikro yapı oluşumunu etkilemiş olabileceğini belirtmektedir. Ancak çalışma faz oranı ile agrega biçimi arasında kontrollü bir nedensellik deneyi yapmamıştır.

Bu nedenle doğru yorum “yüksek anatase göreli katkısı daha düzensiz morfolojiyle birlikte gözlendi” şeklindedir; “anatase artışı kesin olarak düzensiz agregalara neden oldu” ifadesi kaynak kanıtını aşar.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Materyaller

Kaynakta kullanılan temel materyaller şunlardır:

• Anadara granosa kabuk atığı — Makassar'daki yerel bir deniz ürünleri restoranından,
• TiO₂,
• ZnO — Merck,
• H₃PO₄ — Merck,
• NaOH — Merck,
• etanol,
• metanol — Merck,
• damıtılmış su.

Temel cihazlar

• FTIR: Shimadzu,
• XRD: Malvern Panalytical,
• SEM: INSPECT F50,
• muffle fırını, etüv, manyetik karıştırıcı, hot plate, porselen kroze, havan ve tokmak, 120-mesh elek ve filtre kâğıdı.

HAp sentez parametreleri

Kompozit sentez parametreleri

FTIR karakterizasyon koşulları

FTIR analizleri KBr pellet yöntemi kullanılarak 4000–400 cm⁻¹ aralığında gerçekleştirilmiştir. Amaç HAp'nin O–H ve PO₄³⁻ karakteristiklerini ve TiO₂/ZnO sisteminin metal–oksijen titreşim bölgelerini karşılaştırmaktır.

XRD karakterizasyon koşulları

XRD analizi Cu-Kα ışınımıyla 40 kV ve 30 mA'de yapılmış; 2θ=5–70° aralığı 0,0200° adım ve 2°/dk tarama hızıyla ölçülmüştür. Faz tanımlaması Match yazılımı ve COD-Inorg REV218120 veritabanına dayanmaktadır.

XRD'deki temel bileşim değişimi

Başlangıçta TiO₂ miktarının ZnO'ya göre artırılması, XRD'deki anatase göreli katkısının %21,1'den %53,2'ye yükselmesiyle birlikte gözlenmiştir. ZnO'nun göreli zincite katkısı ise %40,4'ten %23,3'e düşmüştür.

HAp'nin başlangıç oran katsayısı her iki reçetede de aynı olmasına rağmen XRD göreli katkısı %38,5'ten %23,5'e değişmiştir. Bu sonuç XRD faz yüzdelerinin başlangıç kütle oranlarıyla bire bir eşit olmadığının önemli bir örneğidir.

SEM'deki temel morfoloji değişimi

Çalışmanın doğrudan desteklediği sonuçlar

• Anadara granosa kabuğu, çalışmanın yöntemiyle HAp sentezinde kalsiyum kaynağı olarak kullanılmıştır.
• HAp, TiO₂ ve ZnO ile 1:2:1 ve 2:1:1 başlangıç kütle oranlarında kompozit haline getirilmiştir.
• Her iki kompozitte HAp ile uyumlu O–H ve PO₄³⁻ FTIR bantları gözlenmiştir.
• Her iki kompozitte metal–oksijen titreşim bölgesi bulunmuştur.
• Numune B'deki yüksek TiO₂ başlangıç oranı, daha yüksek anatase göreli XRD katkısıyla birlikte görülmüştür.
• Numune A'da zincite %40,4 ile en yüksek göreli faz katkısını göstermiştir.
• Numune B'de anatase %53,2 ile en yüksek göreli faz katkısını göstermiştir.
• Numune A, Numune B'den daha küçük ve daha düzenli agregalar göstermiştir.
• TiO₂/ZnO oranındaki değişim kristalin faz dağılımı ve SEM morfolojisindeki değişimlerle ilişkilendirilmiştir.

Çalışmanın doğrudan desteklemediği sonuçlar

• 1:2:1 veya 2:1:1 oranlarından herhangi birinin optimum olduğu gösterilmemiştir.
• Tüm TiO₂/ZnO bileşim aralığı taranmamıştır.
• Kompozitlerin fotokatalitik aktivitesi ölçülmemiştir.
• Herhangi bir kirleticinin bozunma verimi ölçülmemiştir.
• Reaksiyon kinetiği veya katalitik hız sabiti ölçülmemiştir.
• Antibakteriyel performans test edilmemiştir.
• Biyouyumluluk veya hücre deneyi yapılmamıştır.
• Doğal kemiğe kimyasal benzerlik tartışması biyomedikal implant başarısını kanıtlamaz.
• XRD yarı nicel faz yüzdeleri mutlak kütle yüzdeleri olarak yorumlanamaz.
• Numune B için birincil parçacık boyutu raporlanmamıştır.
• Yüksek anatase katkısının morfolojik değişimin tek ve kanıtlanmış nedeni olduğu gösterilmemiştir.

Çalışmanın başlıca yöntemsel sınırlılıkları

Araştırma yalnız iki başlangıç bileşimini karşılaştırmaktadır. Bu nedenle TiO₂/ZnO oranı ile kristal yapı veya morfoloji arasındaki ilişkinin tüm kompozisyon aralığındaki biçimi belirlenmemiştir.

XRD faz sonuçları yarı niceldir ve mutlak kütle fraksiyonu değildir. Kaynak ayrıca amorf/düşük kristallikli HAp bölgelerinin keskin XRD piklerine aynı ölçüde katılmayabileceğini belirtmektedir.

SEM için ortalama agrega boyutları standart sapmayla sunulmuştur; ancak ana metinde kaç agrega ölçüldüğü, ölçüm yazılımı/segmentasyon prosedürü veya bağımsız bir hipotez testi ayrıntılı biçimde verilmemektedir. Bu nedenle iki numune arasındaki morfoloji farkı için kaynakta bulunmayan p değeri veya istatistiksel anlamlılık iddiası üretilemez.

Materyaller listesinde metanol bulunmasına rağmen sentez adımlarında metanolün kullanım yeri açıklanmamıştır.

Çalışma yalnız FTIR, XRD ve SEM karakterizasyonu yapmaktadır. Kompozitlerin hedeflenen olası katalitik uygulamalardaki gerçek performansı ayrı çalışmalarla doğrulanmalıdır.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün çalışma: Effect of TiO₂/ZnO Ratio on The Crystal Structure and Morphology of TiO₂/ZnO–HAp Composites Derived from Anadara granosa Shell Waste

Yazarlar: Desy Nurhasanah Sari; Andriani Usman; Andi Nuraeni; Paulina Taba; Linda Bismawati.

Sorumlu yazar: Desy Nurhasanah Sari.

Sorumlu yazar e-postası: desynurhasanahsari@gmail.com

Kurum 1: Department of Chemistry, Syekh Yusuf Al Makassari Gowa University, Gowa, Indonesia.

Kurum 2: Department of Environmental Engineering, Syekh Yusuf Al Makassari Gowa University, Gowa, Indonesia.

Kurum 3: Department of Chemistry, Sipatokkong Mambo University, Bone, Indonesia.

Kurum 4: Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Science, Hasanuddin University, Makassar, Indonesia.

Dergi: Indonesian Journal of Chemical Analysis (IJCA).

Cilt / sayı: 9 / 2.

Sayfalar: 213–223.

DOI: 10.20885/ijca.vol9.iss2.art6.

Alınma tarihi: 29 Ağustos 2026.

Revizyon tarihi: 24 Eylül 2026.

Yayın tarihi: 30 Eylül 2026.

Kaynak türü: Özgün laboratuvar ölçekli malzeme sentezi ve karakterizasyon araştırması.

Hakemlik: Indonesian Journal of Chemical Analysis'ın Articles bölümündeki makaleler çift anonim dış hakem değerlendirmesine tabidir ve en az iki hakem kullanılmaktadır.

Yayınevi / platform: Universitas Islam Indonesia bünyesindeki Indonesian Journal of Chemical Analysis.

Lisans: Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International — CC BY-SA 4.0.

Finansman: Yazarlar, Ministry of Higher Education, Science, and Technology bünyesindeki Directorate of Research and Community Service tarafından 2026 mali yılı Early Career Researcher (PDP) hibesi aracılığıyla finansal destek sağlandığını belirtmektedir.

Kurumsal destek: Universitas Syekh Yusuf Al Makassari Gowa'ya kurumsal destek için teşekkür edilmiştir.

Çıkar çatışması: İncelenen ana PDF'de ayrı bir Conflict of Interest / Competing Interests beyanı bulunmamaktadır.

Veri erişilebilirliği: İncelenen ana PDF'de ayrı bir Data Availability bölümü bulunmamaktadır.

Yazar katkıları: İncelenen ana PDF'de ayrı bir CRediT veya Author Contributions bölümü bulunmamaktadır.

Eşit katkı: Ana PDF'de eşit katkı veya eş birinci yazarlık beyanı bulunmamaktadır.

HAp sentezi: Kabuk ön işlemi → 1000 °C'de 5 saat kalsinasyon → 5,6 g CaO'nun 100 mL suda dağıtılması → 100 mL 0,6 M H₃PO₄ eklenmesi → Ca/P=1,67 → 60 °C'de 1 saat → pH 10 → 24 saat yaşlandırma → filtrasyon/yıkama → 110 °C'de 2 saat kurutma → 800 °C'de 10 saat sinterleme.

Kompozit sentezi: TiO₂:ZnO:HAp = 1:2:1 ve 2:1:1 → tozların 110 °C'de 3 saat kurutulması → öğütme → etanole dispersiyon → 60 dakika oda sıcaklığında karıştırma → 60 °C, 400 rpm, 4 saat → 110 °C'de 3 saat kurutma → öğütme → 500 °C'de 3 saat kalsinasyon.

FTIR: Shimadzu cihazı, KBr pellet yöntemi, 4000–400 cm⁻¹.

XRD: Malvern Panalytical, Cu-Kα; 40 kV; 30 mA; 2θ=5–70°; 0,0200° adım; 2°/dk; Match yazılımı ve COD-Inorg REV218120.

SEM: INSPECT F50; kaynak SEM figürü 1000× büyütmede sunulmuştur.

Ana XRD sonucu: Numune A: %40,4 zincite, %38,5 HAp, %21,1 anatase. Numune B: %53,2 anatase, %23,5 HAp, %23,3 zincite. Bu yüzdeler yarı nicel göreli kristalin faz katkılarıdır; mutlak kütle fraksiyonu değildir.

Ana SEM sonucu: Numune A 1,5–5,0 µm ve ortalama 2,85 ± 0,72 µm görece yuvarlak agregalar; Numune B 2,0–12,0 µm ve ortalama 5,42 ± 1,85 µm daha düzensiz agregalar göstermiştir.

Birincil parçacık–agrega ayrımı: Kaynak yalnız Numune A agregalarının 100–300 nm birincil parçacıklardan oluştuğunu belirtmektedir. Numune B için ayrı bir birincil parçacık boyutu verilmemiştir.

Kompozisyon sınırı: Araştırmanın amacı optimum TiO₂/ZnO oranını belirlemek değildir. Yalnız ZnO-baskın 1:2:1 ve TiO₂-baskın 2:1:1 iki karşılaştırma noktası incelenmiştir.

XRD yorum sınırı: Başlangıçtaki TiO₂:ZnO:HAp kütle oranları ile Match yazılımından elde edilen yarı nicel XRD faz yüzdeleri aynı büyüklük değildir. Başlangıçta HAp oranının iki reçetede aynı tutulması, ölçülen XRD HAp katkısının aynı olması anlamına gelmemektedir.

FTIR yorum sınırı: B-tipi karbonat ikamesi ve karbonatlanmış hidroksiapatit yorumu FTIR bantlarına dayanmaktadır. Çalışmada ayrı bir biyolojik kemik uyumluluğu deneyi yapılmamıştır.

Morfoloji yorum sınırı: Numune B'deki anatase baskınlığı ile daha düzensiz agregasyon birlikte görülmüş ve kaynak bunun aglomerasyon üzerinde etkili olabileceğini tartışmıştır; çalışma tek başına anatase artışının morfolojik değişime nedensel olduğunu kanıtlamamaktadır.

Katalitik uygulama sınırı: Makale TiO₂/ZnO–HAp sisteminin olası katalitik uygulamalar için temel oluşturabileceğini belirtmektedir; ancak mevcut çalışmada herhangi bir katalitik veya fotokatalitik performans testi yapılmamıştır.

Yöntemsel eksik bilgi: Materyaller listesinde metanol bulunmasına rağmen açıklanan sentez prosedüründe metanolün kullanım basamağı belirtilmemiştir. SEM agrega ölçümlerinde de ölçülen nesne sayısı ve ayrı istatistiksel test ayrıntıları raporlanmamıştır.