Terbiy bilan legirlangan, ftor bilan almashilgan gidroksiapatit (HAp-F-Tb), biologik kelib chiqishli gidroksiapatit matritsasida gidroksil guruhlarining bir qismi ftor bilan almashilgan va tuzilishga uch valentli terbiy ionlari, Tb³⁺, kiritilgan kalsiy-fosfat asosidagi materialdir. Tadqiqotda qoramol suyagidan tez piroliz orqali biogidroksiapatit tayyorlangan, material avval ftor tutuvchi eritma bilan ishlov berilgan va soʻng Tb(NO₃)₃·5H₂O yordamida terbiy bilan legirlangan. Namunalarning kristall tuzilishi rentgen difraksiyasi (XRD), kimyoviy bogʻ/tebranish xususiyatlari FTIR, morfologiya va elementlar taqsimoti SEM–EDS, optik xususiyatlari esa fotolyuminessensiya spektroskopiyasi bilan oʻrganilgan.
XRD natijalarida HAp, HAp-F va HAp-F-Tb namunalari uchun geksagonal tuzilish qayd etilgan. Ftor qoʻshilgandan keyin tekisliklararo masofa oʻrtacha %0,59 oshgani, HAp-F ga Tb qoʻshilgandan keyin esa oʻrtacha taxminan %2 kamaygani aytiladi; ayrim difraksiya choʻqqilarida taxminan %0,6 gacha oshishlar ham kuzatilgan. Manba HAp-F uchun %89,1, HAp-F-Tb uchun %87,9 kristallik darajasini xabar qiladi. XRD naqshida qoʻshimcha kristall faza qayd etilmagan va mualliflar buni ftor hamda terbiyning ikkilamchi birikma hosil qilmasdan gidroksiapatit tuzilishiga kirishi bilan mos deb talqin qilgan.
SEM kuzatuvlarida HAp-F-Tb namunasi kukunsimon morfologiyani koʻrsatgan; oʻrtacha donacha oʻlchami 1–2 µm, aglomerat oʻlchami esa 200 µm gacha deb xabar qilingan. Mahalliy SEM–EDS oʻlchovida ftor uchun taxminan %2,95 va terbiy uchun taxminan %4,17 massa ulushi olingan. Mualliflar EDS mahalliy tahlil ekanini va boshqa hududlarda turli natijalar olinishi mumkinligini alohida taʼkidlaydi.
Fotolyuminessensiya oʻlchovlari HAp-F-Tb tizimining asosiy faol lyuminessensiya markazi Tb³⁺ ioni ekanini koʻrsatadi. 220 va 250 nm bilan qoʻzgʻatish ostida taxminan 490, 545, 585 va 620 nm da emissiya polosalari qayd etilgan; eng yaqqol 545 nm polosa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) oʻtishiga tegishli deb belgilangan. 585 va 620 nm polosalar mos ravishda \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) va \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) oʻtishlari bilan bogʻlangan. Eng yuqori qoʻzgʻatish samaradorligi 220–260 nm sohada va 355–377 nm oraligʻida kuzatilgan. Mualliflar bu xatti-harakat Tb³⁺ ionlarining bevosita qoʻzgʻatilishi va/yoki apatit matritsasi hamda nuqson sathlaridan Tb³⁺ ionlariga energiya uzatilishi bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligini muhokama qiladi.
Bu natijalar HAp-F-Tb fotonika va optoelektronika tadqiqotlari uchun oʻrganishga arziydigan lyuminessent material ekanini koʻrsatadi; biroq tadqiqot klinik qoʻllash, implant ishlashi, hujayra toksikligi, in vivo xatti-harakat yoki uzoq muddatli biomoslik sinovini oʻtkazmagan. Shu sababli kirish qismidagi biotibbiy motivatsiya ushbu tajriba bevosita isbotlagan biotibbiy samaradorlik sifatida talqin qilinmasligi kerak.
HAp-F-Tb Nima va Tadqiqotda Qanday Tayyorlangan?
HAp-F-Tb qoramol suyagidan olingan biogidroksiapatit avval ftor bilan almashilib, soʻng Tb³⁺ ionlari bilan legirlanishi natijasida tayyorlangan eksperimental apatit materialidir. Tadqiqotning asosiy maqsadi faqat yangi kukun ishlab chiqarish emas; ftor va Tb³⁺ qoʻshimchalari kristall tuzilish, tebranish xususiyatlari, morfologiya, elementlar taqsimoti va ayniqsa fotolyuminessensiya xatti-harakatida qanday birga namoyon boʻlishini tavsiflash usullari bilan aniqlashdir.
Gidroksiapatit, ftor almashinuvi va terbiy bilan legirlash nimani anglatadi?
Manba asos qilib olgan gidroksiapatit matritsasi \(\mathrm{Ca_5(PO_4)_3(OH)}\) koʻrinishida berilgan. Tuzilish kalsiy, fosfat va gidroksil tarkibiy qismlaridan iborat apatit kristall panjarasidir. Tadqiqotda ishlatilgan “ftor bilan almashinish” iborasi gidroksil bilan bogʻliq panjara oʻrinlarining ftor ionlari ishtirokida almashtirilishini anglatadi. FTIR natijalarida OH⁻ bilan bogʻliq polosaning kamayishi ham mualliflar tomonidan shu almashinish jarayoni bilan bogʻlanadi.
Terbiy Tb belgisi bilan ifodalanadigan noyob yer elementidir. Tadqiqotda optik faol tur uch valentli \(\mathrm{Tb^{3+}}\) ionidir. Tb³⁺ ionining muayyan elektron energiya sathlari oʻrtasida oʻtishi koʻrinadigan sohada xarakterli emissiya polosalarini hosil qiladi. Tadqiqotning optik qismi markazida bu energiya-sathi oʻtishlari qaysi qoʻzgʻatish toʻlqin uzunliklarida va qaysi emissiya toʻlqin uzunliklarida kuzatilishini aniqlash turadi.
Biogidroksiapatitni tayyorlash
Boshlangʻich material qoramol suyagidir. Manbada berilgan tayyorlash ketma-ketligi quyidagicha:
- Suyaklar qaynoq suvda 4–6 soat yogʻdan tozalangan.
- Suyaklar 3–8 mm qalinlikdagi boʻlaklarga ajratilgan.
- Boʻlaklar pechda taxminan 200 °C da quritilgan.
- Tayyorlangan suyak boʻlaklaridan 300 g miqdor oldindan qizdirilgan mufel pechida \(750\pm10\ ^\circ\mathrm{C}\) da 30 daqiqa tez pirolizga uchratilgan.
- Organik tarkibiy qismlarning termik parchalanishi va piroliz gazi chiqib ketganidan soʻng olingan mahsulot bir necha soat hovonchada maydalangan.
Manba shuningdek oldingi kuzatuvga tayangan holda 600 °C va undan past piroliz haroratlarida olingan namunalarda massa boʻyicha taxminan %4 bioorganik qoldiq boʻlishi mumkinligini qayd etadi. Bu son joriy HAp-F-Tb namunasining 750 °C dagi qoldiq miqdori sifatida talqin qilinmasligi kerak; tadqiqot buni pastroq haroratlar uchun oldingi kuzatuv sifatida beradi.
Ftor almashinuvi
Ftor qoʻshish bosqichida 10 g sof gidroksiapatit ishlatilgan. 1 g NaF, 100 mL deionizatsiyalangan suvda eritilib, hosil boʻlgan eritma gidroksiapatit kukuni bilan suspenziya hosil qiladigan tarzda aralashtirilgan. Suspenziya bir necha soat aralashtirilgan, suyuq faza sentrifugalash orqali ajratilgan, choʻkma bir necha marta distillangan suv bilan yuvilgan va 80–110 °C oraligʻida quritilgan.
Terbiy bilan legirlash
Tb³⁺ manbai sifatida \(\mathrm{Tb(NO_3)_3\cdot5H_2O}\) ishlatilgan. Tuz distillangan suvda eritilib, ftorlangan gidroksiapatit bilan aralashtirilgan. Manba erib ketishni oldini olish uchun pH 8–9 oraligʻida saqlanganini bildiradi. Yuvish va quritishdan keyin material 550 °C da mufel pechida “bir necha soat” tavlangan.
Muhim takrorlanuvchanlik cheklovi: Maqola usul boʻlimida ishlatilgan Tb(NO₃)₃·5H₂O massasini, molyarligini yoki maqsadli Tb legirlash foizini bermaydi. Tavlash davomiyligi ham aniq soatlarda emas, “bir necha soat” koʻrinishida qayd etilgan. Bu maʼlumotlar Verianla tomonidan taxmin qilinmagan.
Fotolyuminessensiya namunasini tayyorlash
Lyuminessensiya oʻlchovlari uchun kukunlar mis ushlagichlarga taxminan 0,5 mm qalinlikda va taxminan 10 mm diametrda presslangan. Qoʻl pressi ishlatilgan va taxminan 0,1–0,2 MPa bosim qoʻllangan.
Ishlatilgan tavsiflash asboblari
| Usul | Asbob | Oʻlchash oraligʻi / shart | Asosiy maqsad |
|---|---|---|---|
| Fotolyuminessensiya | Solar CM 2203 spektroflyuorimetr | 200–700 nm | Emissiya va qoʻzgʻatish xususiyatlari |
| FTIR | Jasco IR-4700, ATR moduli | 400–4000 cm⁻¹ | Fosfat, OH va boshqa tebranish polosalarini oʻrganish |
| XRD | Bruker D6 Phaser | \(2\theta=20^\circ\)–\(80^\circ\) | Faza va kristall tuzilish tahlili |
| SEM–EDS | Hitachi TM4000plusII + Bruker EDS | Manbada yagona umumiy skanerlash oraligʻi berilmagan | Morfologiya va mahalliy element tarkibi |
Bragg Qonuni Ushbu Tadqiqotda Nimani Hisoblaydi?
Bragg qonuni XRD da muayyan difraksiya choʻqqisining burchagini maʼlum rentgen nuri toʻlqin uzunligi bilan bogʻlab, kristaldagi tegishli tekisliklar oilasi orasidagi \(d\) masofani hisoblaydi. Tadqiqotda \(\lambda=1.5406\) Å ishlatilgan va oʻlchangan \(2\theta\) burchagining yarmi boʻlgan \(\theta\) orqali HAp, HAp-F va HAp-F-Tb namunalaridagi tekisliklararo masofa oʻzgarishlari taqqoslangan.
Manbada ishlatilgan tenglama:
\[ d=\frac{\lambda}{2\sin\theta} \tag{1} \]
Bu yerda:
- \(d\): kristall tekisliklari orasidagi masofa boʻlib, manbada Ångström, Å, birliklarida beriladi.
- \(\lambda\): ishlatilgan rentgen nurining toʻlqin uzunligi; tadqiqotda \(\lambda=1.5406\) Å.
- \(\theta\): Bragg burchagi.
- XRD grafigida gorizontal oʻq \(2\theta\) boʻlgani sababli manba \(\theta=(2\theta)/2\) dan foydalanadi.
Matematik jihatdan \(\lambda\) oʻzgarmas boʻlganda \(\theta\) ning ortishi \(\sin\theta\) ni oshiradi va hisoblangan \(d\) masofani kamaytiradi. Shu sababli difraksiya choʻqqisi burchagining oʻzgarishi kristall panjaradagi tegishli tekisliklar oraligʻining oʻzgarishi haqida maʼlumot beradi. Biroq turli kristall tekisliklari bir xil yoʻnalishda oʻzgarishi shart emas; manbada ham Tb qoʻshilgandan soʻng ayrim choʻqqilarda \(d\) kamaygan, boshqalarida esa oshish qayd etilgan.
XRD orqali aniqlangan tuzilish
Manba uchala namunaning ham difraksiya choʻqqilari joylashuviga koʻra geksagonal tuzilish va \(P6_3/m\) fazoviy guruhni saqlab qolganini bildiradi. Ftor qoʻshilgandan keyin \(d\) qiymatlari oʻrtacha %0,59 oshgani, Tb³⁺ qoʻshilgandan keyin esa HAp-F ga nisbatan oʻrtacha taxminan %2 kamaygani yozilgan. Ayrim difraksiya choʻqqilarida taxminan %0,6 atrofida oshish kuzatilishi oʻzgarish barcha kristall yoʻnalishlarda bir xil emasligini koʻrsatadi.
| Choʻqqi № | Referens \(2\theta\) | Referens \(d\) (Å) | HAp \(\Delta d\) | HAp-F \(\Delta d\) | HAp-F-Tb \(\Delta d\) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 31.96° | 2.798 | −0.22% | 0.22% | −2.52% |
| 3 | 34.15° | 2.623 | −0.52% | 0.15% | 0.49% |
| 4 | 40.1° | 2.247 | 0.08% | 0.36% | −2.06% |
| 5 | 46.94° | 1.934 | −0.02% | 0.24% | −1.56% |
| 6 | 50.86° | 1.794 | 2.17% | 2.58% | 0.81% |
XRD referens kartidagi manba ichki nomuvofiqligi
Manba matni choʻqqi joylashuvlarini tushuntirar ekan, “PDF card 15-0876” iborasidan foydalanadi. Bunga qarshi ravishda, ayni sahifadagi XRD grafigining qizil referens chiziqlari yonida “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” yorligʻi koʻrinadi. Manba bu ikki xil karta raqami nega birga keltirilganini tushuntirmaydi. Verianla ulardan birini toʻgʻri deb eʼlon qilib, ikkinchisini yashirincha oʻzgartirmagan.
Kristallik darajasi va manba formulasidagi muammo
Manba HAp-F uchun kristallik darajasini %89,1, HAp-F-Tb uchun %87,9 deb beradi. Shunga koʻra Tb qoʻshilgan namunaning qayd etilgan kristallik qiymati HAp-F namunasidan 1,2 foiz punktga past. Mualliflar bu kamayishni Tb³⁺ ionlari Ca²⁺ ionlaridan farqli ion radiusiga ega boʻlgani sababli yuzaga kelishi mumkin boʻlgan mahalliy panjara buzilishlari va nuqsonlar ortishi bilan bogʻlaydi.
Biroq manbada kristallik uchun quyidagi ifoda bosilgan:
\[ X_c= \frac{S_{cr}+S_{am}}{S_{cr}} \times100\%. \]
Manba \(S_{cr}\) va \(S_{am}\) kattaliklari qanday hisoblanganini alohida aniqlamaydi. Eng muhimi, agar \(S_{cr}>0\) va \(S_{am}\geq0\) deb olinsa, yuqorida bosilgan ifoda matematik jihatdan %100 yoki undan katta natija beradi; bu holat manbada berilgan %89,1 va %87,9 qiymatlari bilan bevosita mos emas. Shu sababli Verianla formulani taxmin bilan “tuzatmaydi”; bosilgan formula bilan qayd etilgan natijalar oʻrtasida manba ichki nomuvofiqlik borligini ochiq koʻrsatadi.
FTIR tahlili nimani koʻrsatdi?
FTIR materialga yoʻnaltirilgan infraqizil yorugʻlik qaysi toʻlqin sonlarida yutilishini yoki oʻtkazuvchanlik oʻzgarishini oʻrganib, bogʻlarning tebranish xususiyatlari haqida maʼlumot beradi. Tadqiqotda sof HAp, HAp-F va HAp-F-Tb taqqoslangan.
HAp-F-Tb namunasida manba fosfat ionlariga tegishli deb belgilagan asosiy polosalar:
- 1097 cm⁻¹,
- 1041 cm⁻¹,
- 960 cm⁻¹,
- 604 cm⁻¹,
- 574 cm⁻¹,
- 472 cm⁻¹.
Manba birinchi guruhni \(\nu_3\mathrm{PO_4^{3-}}\), deformatsiya polosalarini esa \(\nu_4\mathrm{PO_4^{3-}}\) tebranishlari bilan bogʻlaydi. Sof gidroksiapatitga nisbatan 1037 va 601 cm⁻¹ atrofidagi polosalarda kichik siljishlar kuzatilgani va bu qoʻshishdan keyin fosfat guruhlarining mahalliy kimyoviy muhiti oʻzgarishi bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligi aytiladi.
630 cm⁻¹ atrofida OH⁻ mavjudligi bilan bogʻlangan polosaning qoʻshilgan namunada zaiflashishi manba tomonidan OH⁻ oʻrinlarining F⁻ bilan almashinishini qoʻllab-quvvatlovchi topilma sifatida talqin qilinadi.
Manba ogohlantirishi: FTIR izohining oxirida karbonat guruhlari uchun “2500 va 2500 cm⁻¹” koʻrinishida ayni qiymat ikki marta yozilgan. Ikkinchi qiymat nima boʻlishi kerakligini manbadan ishonchli aniqlab boʻlmagani sababli Verianla hech qanday toʻlqin sonini uydirmagan.
SEM morfologiyasi
SEM tasvirlashda HAp-F-Tb kukuni donador/kukunsimon morfologiyani koʻrsatadi. Manba oʻrtacha donacha oʻlchamini 1–2 µm deb beradi. Shu bilan birga, alohida donachalar birlashib 200 µm gacha yetadigan aglomeratlar hosil qiladi.
Bu yerda “1–2 µm donacha oʻlchami” bilan “200 µm aglomerat” bir xil kattalik emas. Donacha kichikroq strukturaviy zarrachani, aglomerat esa koʻp donachalarning birlashishidan hosil boʻlgan kattaroq toʻplamni anglatadi.
SEM–EDS natijasi
EDS SEM ostida tanlangan mahalliy hududdagi elementlarning xarakterli rentgen signallaridan foydalanib, taxminiy element tarkibini baholaydi. Tadqiqotdagi taxminiy massa ulushlari:
| Element | Taxminiy massa ulushi | Talqin chegarasi |
|---|---|---|
| Ftor (F) | %2,95 | Mahalliy EDS oʻlchovidir |
| Terbiy (Tb) | %4,17 | Mahalliy EDS oʻlchovidir |
Manba oʻlchovning mahalliy xususiyatini alohida taʼkidlaydi. Shu sababli %2,95 va %4,17 qiymatlari butun kukun massasining yuqori aniqlikdagi bir jinsli global tarkibi sifatida talqin qilinmasligi kerak; boshqa SEM–EDS hududlarida boshqa nisbatlar olinishi mumkin.
Fotolyuminessensiya Spektridagi 545 nm Choʻqqi Nimani Anglatadi?
545 nm atrofidagi kuchli emissiya polosasi tadqiqotda Tb³⁺ ionining \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) elektron oʻtishiga tegishli deb belgilangan va HAp-F-Tb tizimidagi terbiyga bogʻliq lyuminessensiyaning eng yaqqol spektral belgilaridan biridir. Tadqiqotda 220–250 nm jumladan turli qoʻzgʻatish sharoitlarida ayni xarakterli emissiya tuzilishining kuzatilishi Tb³⁺ ionlari faol lyuminessensiya markazlari ekanini talqin qilishni qoʻllab-quvvatlaydi.
Emissiya va qoʻzgʻatish spektri oʻrtasidagi farq
Emissiya spektri, namuna muayyan toʻlqin uzunligida qoʻzgʻatilganda qaysi toʻlqin uzunliklarida yorugʻlik chiqarishini koʻrsatadi. Qoʻzgʻatish spektri esa muayyan emissiya toʻlqin uzunligi kuzatilayotganda qaysi qoʻzgʻatish toʻlqin uzunliklari ushbu emissiyani eng samarali hosil qilishini koʻrsatadi. Tadqiqot har ikkala oʻlchov turidan birga foydalanib, Tb³⁺ markazlari qaysi yoʻllar bilan qoʻzgʻatilishini baholaydi.
220 va 250 nm qoʻzgʻatishdagi emissiya polosalari
| Taxminiy emissiya toʻlqin uzunligi | Manbada berilgan tayinlash | Kuzatilgan soha |
|---|---|---|
| 490 nm | Tb³⁺ xarakterli emissiya tuzilishining bir qismi | Koʻrinadigan soha |
| 545 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) | Yashil; asosiy choʻqqi |
| 585 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\) | Sariq tomonidagi koʻrinadigan soha |
| 620 nm | \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) | Toʻq sariq-qizil tomonidagi koʻrinadigan soha |
\(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_J\) belgilanishi qanday oʻqiladi?
Bu belgilanish atom spektroskopiyasida energiya sathlarini taʼriflaydigan term belgilaridir. Umumiy tuzilma \(^{2S+1}L_J\) koʻrinishidadir. Yuqoridagi son spin karraligini, harf orbital burchak impulsi oilasini, pastki \(J\) esa umumiy burchak impulsi kvant sonini ifodalaydi. Oʻq belgisi Tb³⁺ ionining yuqoriroq energiya holatidan pastroq energiya holatiga oʻtishini koʻrsatadi. Energiya farqi foton sifatida chiqarilganda oʻlchanadigan emissiya polosasi paydo boʻladi.
Qoʻzgʻatish toʻlqin uzunligini oʻzgartirish
400, 418, 485 va 533 nm qoʻzgʻatishlarda umumiy spektral profil saqlangan, ammo emissiya intensivligi kamaygan. Manba ayniqsa 533 nm qoʻzgʻatishda bevosita Tb qoʻzgʻatish samaradorligi pastroq ekanini bildiradi.
318, 340, 355 va 377 nm qoʻzgʻatishlarni taqqoslaganda emissiya maksimumi 545 nm atrofida qolishiga qaramay, intensivlik qoʻzgʻatish toʻlqin uzunligiga kuchli bogʻliqligi kuzatilgan. Manbaga koʻra 355 va 377 nm qoʻzgʻatishlarda yuqori intensivlik olinishi asosiy matritsadan Tb³⁺ qoʻshimcha ionlariga rezonans energiya uzatilishi ehtimoli bilan bogʻliq boʻlishi mumkin.
UV qoʻzgʻatish sohasi va matritsa hissasi
385 va 420 nm emissiyalar kuzatilgan holda olingan qoʻzgʻatish spektrlarida 220–250 nm UV sohasida keng polosalar va 270–320 nm oraligʻida yelkalar kuzatilgan. Mualliflar bu xususiyatlarni fosfat matritsasi va kation nuqsonlarining hissasi bilan bogʻlaydi.
494, 504 va 548 nm emissiyalar uchun olingan qoʻzgʻatish spektrlarida UV sohasidan tashqari taxminan 330–420 nm oraligʻida koʻrinadigan/yaqin-UV polosalar mavjud. Manba bu polosalarni Tb³⁺ ionidagi \(^{5}G_6\), \(^{5}D_3\) va \(^{5}D_4\) sathlari orasidagi intrakonfiguratsion oʻtishlar bilan talqin qiladi.
Uzunroq emissiya toʻlqin uzunliklarida, 594, 600 va 625 nm uchun, UV qoʻzgʻatish polosalari saqlanadi, ammo intensivlik kamayadi. Manba buni tegishli oʻtishlarning ehtimoli va kvant samaradorligi pastroq boʻlishi bilan bogʻlaydi. Biroq maqolada alohida mutlaq fotolyuminessensiya kvant samaradorligi oʻlchovi qayd etilmaganligi sababli bu ifoda bevosita oʻlchangan mutlaq kvant samaradorligi qiymati sifatida talqin qilinmasligi kerak.
Tadqiqot Usuli va Natijalari
Taqqoslangan namunalar
| Qisqartma | Material | Taqqoslashdagi roli |
|---|---|---|
| HAp | Biologik xomashyodan tayyorlangan sof gidroksiapatit | Boshlangʻich/referens tuzilma |
| HAp-F | Ftor bilan almashilgan gidroksiapatit | Ftor almashinuvining strukturaviy va FTIR taʼsirini ajratishga yordam beruvchi oraliq namuna |
| HAp-F-Tb | Terbiy bilan legirlangan, ftor bilan almashilgan gidroksiapatit | Tadqiqotning asosiy lyuminessensiya namunasi |
Usul oqimining ilmiy mantiqi
- Tez piroliz: Suyak xomashyosidagi organik tarkibiy qismlarni yoʻqotish va mineral asosdagi biogidroksiapatit olish maqsad qilingan.
- Ftor almashinuvi: NaF eritmasidan foydalanib gidroksiapatit tuzilishiga ftor kiritilgan.
- Tb³⁺ bilan legirlash: Terbiy nitrat pentagidratdan foydalanib lyuminessensiya markazi hosil qilish maqsad qilingan.
- XRD: Legirlashdan keyin kristall faza va difraksiya choʻqqilari qanday oʻzgargani oʻrganilgan.
- FTIR: Fosfat va OH bilan bogʻliq tebranish polosalarining saqlanishi yoki siljishi baholangan.
- SEM–EDS: Donacha/aglomerat morfologiyasi hamda F va Tb mavjudligining mahalliy element tahlili bajarilgan.
- Fotolyuminessensiya: Tb³⁺ markazining xarakterli emissiyalari va qaysi qoʻzgʻatish sohalarida faol ekani oʻrganilgan.
Asosiy strukturaviy va morfologik natijalar
| Oʻlchov | Manba natijasi | Talqin chegarasi |
|---|---|---|
| XRD kristall tuzilishi | Geksagonal, \(P6_3/m\) | Manbada XRD karta raqami matn va grafik oʻrtasida nomuvofiq |
| Ftordan keyingi oʻrtacha \(d\) oʻzgarishi | +%0,59 | Manbada qayd etilgan oʻrtacha |
| Tb dan keyingi oʻrtacha \(d\) oʻzgarishi | Taxminan −%2 | Ayrim choʻqqilarda oshish bor; oʻzgarish bir jinsli emas |
| HAp-F kristalligi | %89,1 | Bosilgan kristallik formulasi bilan ichki nomuvofiqlik mavjud |
| HAp-F-Tb kristalligi | %87,9 | Bosilgan kristallik formulasi bilan ichki nomuvofiqlik mavjud |
| Oʻrtacha donacha oʻlchami | 1–2 µm | SEM morfologiya bahosi |
| Aglomerat oʻlchami | 200 µm gacha | Donacha oʻlchami bilan bir xil tushuncha emas |
| EDS ftor ulushi | Taxminan %2,95 | Mahalliy oʻlchov; turli hududlarda oʻzgarishi mumkin |
| EDS terbiy ulushi | Taxminan %4,17 | Mahalliy oʻlchov; turli hududlarda oʻzgarishi mumkin |
Asosiy optik natijalar
- Tb³⁺ tadqiqotning asosiy faol lyuminessensiya markazi sifatida aniqlangan.
- 220 va 250 nm qoʻzgʻatishda taxminan 490, 545, 585 va 620 nm emissiya polosalari kuzatilgan.
- 545 nm dagi dominant emissiya \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_5\) oʻtishiga tegishli deb belgilangan.
- 585 nm polosa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_4\), 620 nm polosa esa \(^{5}D_4\rightarrow{}^{7}F_3\) oʻtishi bilan bogʻlangan.
- Eng yuqori qoʻzgʻatish samaradorligi 220–260 nm sohada va 355–377 nm oraligʻida qayd etilgan.
- 400, 418, 485 va 533 nm qoʻzgʻatishlarda umumiy spektral profil saqlangan, ammo intensivlik kamaygan; kamayish ayniqsa 533 nm da yaqqol.
- 385 va 420 nm emissiyalar uchun qoʻzgʻatish spektrlarida 220–250 nm keng UV polosalari va 270–320 nm yelkalari kuzatilgan.
- 494, 504 va 548 nm emissiyalarni kuzatuvchi qoʻzgʻatish spektrlarida taxminan 330–420 nm sohada qoʻshimcha polosalar kuzatilgan va ular Tb³⁺ intrakonfiguratsion oʻtishlari bilan bogʻlangan.
Energiya uzatilishi haqida manba nima deydi?
Tadqiqot yuqori lyuminessensiya intensivligi faqat Tb³⁺ ionining bevosita qoʻzgʻatilishi bilan yuzaga kelishini qatʼiy tasdiqlamaydi. Mualliflar 220–260 nm va 355–377 nm sohalaridagi xatti-harakat Tb³⁺ ionlarining bevosita qoʻzgʻatilishi va/yoki asosiy apatit matritsasi hamda nuqson sathlaridan Tb³⁺ markazlariga energiya uzatilishi bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligini bildiradi. Shu sababli “matritsadan Tb³⁺ ga energiya uzatilishi qatʼiy isbotlangan” degan kuchliroq daʼvo manba chegarasidan oshadi.
Tadqiqotning kuchli tomonlari
- Ayni material tizimi strukturaviy, tebranish, morfologik, element va optik usullar bilan birgalikda baholangan.
- Sof HAp va HAp-F taqqoslashlari Tb qoʻshilgan yakuniy namunadagi oʻzgarishlarni talqin qilish uchun referens beradi.
- XRD natijalari faqat fazani aniqlash bilan cheklanmagan, Bragg munosabati yordamida tekisliklararo masofa oʻzgarishlari ham hisoblangan.
- SEM–EDS orqali Tb va F ning mahalliy mavjudligiga oid element tahlili taqdim etilgan.
- Fotolyuminessensiya faqat bitta qoʻzgʻatish toʻlqin uzunligida emas, turli UV va koʻrinadigan qoʻzgʻatish sharoitlarida oʻrganilgan.
Usuliy va hisobot cheklovlari
- Tb qoʻshish miqdori: Tb(NO₃)₃·5H₂O uchun ishlatilgan aniq massa, molyarlik yoki maqsadli qoʻshish nisbati usul boʻlimida berilmagan.
- Davomiyliklar: Ftorli suspenziyani aralashtirish va 550 °C tavlash uchun “bir necha soat” deyiladi, aniq davomiylik berilmaydi.
- Takror va noaniqlik: Oʻlchovlar nechta mustaqil namuna/takror asosida bajarilgani, standart ogʻish, xato chizigʻi yoki statistik test qayd etilmagan.
- EDS: F va Tb foizlari mahalliy oʻlchovlardir; manba boshqa hududlarda farq boʻlishi mumkinligini ochiq aytadi.
- Kristallik formulasi: Bosilgan formula bilan %89,1 va %87,9 qiymatlari oʻrtasida matematik ichki nomuvofiqlik mavjud.
- XRD referens kartasi: Matn PDF 15-0876, manba grafigi yorligʻi esa PDF 86-0740 ni koʻrsatadi.
- FTIR karbonat ifodasi: Matnda “2500 va 2500 cm⁻¹” koʻrinishida takrorlangan son bor va ikkinchi qiymat manbadan aniqlanmaydi.
- Mutlaq kvant samaradorligi: Maqolada alohida mutlaq fotolyuminessensiya kvant samaradorligi qiymati qayd etilmagan.
- Biologik ishlash: Tadqiqot bevosita sitotoksiklik, hujayra xatti-harakati, hayvon modeli, implantatsiya yoki klinik ishlash testini bajarmaydi.
Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan natijalar
- Koʻrsatilgan laboratoriya tartibi bilan HAp-F-Tb namunasi tayyorlangan va bir nechta tavsiflash usullari bilan oʻrganilgan.
- HAp-F-Tb namunasi manbadagi XRD bahosiga koʻra geksagonal apatit tuzilishini saqlab qoladi.
- Ftor va Tb qoʻshimchalari XRD va FTIR da oʻlchanadigan strukturaviy/tebranish oʻzgarishlari bilan birga kuzatiladi.
- SEM–EDS oʻlchovida namunada F va Tb signallari aniqlangan.
- Tb³⁺ ioniga xos xarakterli koʻrinadigan emissiya polosalari qayd etilgan.
- Eng samarali qoʻzgʻatish sohalari manbada 220–260 nm va 355–377 nm deb qayd etilgan.
- Natijalar HAp-F-Tb lyuminessent material sifatida keyingi tadqiqotlarga arzigulik ekanini qoʻllab-quvvatlaydi.
Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan natijalar
- Ushbu tadqiqot HAp-F-Tb odamlar uchun xavfsiz implant ekanini koʻrsatmagan.
- Materialning klinik tasvirlash ishlashi sinovdan oʻtkazilmagan.
- Antibakterial samaradorlik ushbu tadqiqotda oʻlchanmagan.
- Uzoq muddatli biomoslik yoki toksiklik baholanmagan.
- EDS dagi %2,95 F va %4,17 Tb qiymatlari butun namunaning aniq va bir jinsli bulk tarkibi sifatida koʻrsatilmagan.
- Matritsadan Tb³⁺ ionlariga energiya uzatilishi yagona va qatʼiy mexanizm ekanligi isbotlanmagan; manba buni ehtimoliy izoh sifatida muhokama qiladi.
- Manbada yoʻq ikkinchi karbonat FTIR toʻlqin soni Verianla tomonidan toʻldirilishi mumkin emas.
- Kristallik formulasidagi ehtimoliy bosma yoki yozuv xatosining toʻgʻri shaklini manbadan mustaqil ravishda faraz qilib boʻlmaydi.
Manba va Usul Haqida Izoh
Asl sarlavha: Synthesis and characterization of terbium-doped fluorine-substituted hydroxyapatite (HAp-F-Tb)
Mualliflar: 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.
Mualliflar tartibi: Manba PDF dagi tartib aynan saqlangan.
Teng hissa: Manbada teng hissa/teng birinchi mualliflik bayonoti aniqlanmagan.
Masʼul muallif maʼlumoti: Manba sarlavha sahifasida K.B. Zhangylyssov nomi yonida yulduzcha belgisi va zh.keleshek@gmail.com aloqa manzili bor. Biroq PDF alohida ochiq “corresponding author” jumlasini bermaydi; shu sababli Verianla yulduzcha belgisidan tashqari yangi tahririy taʼrif yaratmaydi.
Muassasalar: 1) L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan. 2) Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Saratov, Russian Federation.
Jurnal: Eurasian Journal of Physics and Functional Materials.
Jild / son / sahifalar: 2026, 10(2), 137–146.
DOI: 10.32523/ejpfm.2026100203.
Rasmiy nashr sanasi: Jurnalning onlayn qayd sahifasida 15 Iyun 2026.
PDF qabul/yuborish satri: “Received: 06.04.2026 - after revision” koʻrinishida bosilgan. Manba alohida dastlabki yuborish yoki qabul sanasini bermagani sababli ular Verianla tomonidan chiqarib olinmagan.
Nashriyot: L.N. Gumilyov Eurasian National University.
Manba turi: Eksperimental materialshunoslik / funksional material tadqiqot maqolasi.
Taqriz: Jurnal nashr qiladigan tadqiqot maqolalari ikki tomonlama koʻr taqrizdan oʻtishini bildiradi. Bu tadqiqot nashr qilingan jurnal maqolasidir; preprint sifatida taqdim etilmagan.
Asosiy material: Qoramol suyagidan tez piroliz bilan tayyorlangan biogidroksiapatit, ftor bilan almashilgan gidroksiapatit va Tb³⁺ bilan legirlangan HAp-F-Tb.
Asosiy usullar: Tez piroliz, eritma/choʻktirish asosidagi legirlash, XRD, Bragg tekisliklararo masofa hisobi, FTIR-ATR, SEM–EDS va fotolyuminessensiya/qoʻzgʻatish spektroskopiyasi.
Moliyalashtirish: Republic of Kazakhstan Ministry of Science and Higher Education Science Committee, Grant No. AP22788773.
Manfaatlar toʻqnashuvi: Yuklangan PDF da alohida manfaatlar toʻqnashuvi bayonoti aniqlanmagan.
Maʼlumotlar mavjudligi: Yuklangan PDF da alohida xom maʼlumotlar ombori yoki “Data Availability” boʻlimi aniqlanmagan. Manba grafiklari nashr qilingan, biroq xom spektral/XRD maʼlumot nuqtalari alohida jadvalga kiritilmagan.
Muallif hissalari / CRediT: Yuklangan PDF da alohida CRediT yoki individual muallif hissalari jadvali mavjud emas.
Litsenziya izohi: Jurnalning joriy umumiy siyosati va DOAJ qaydlari CC BY 4.0 ni koʻrsatsa-da, ushbu tadqiqotning uchinchi tomon qaydlaridan birida CC BY-NC 4.0 koʻrinadi. Aniq maqola darajasidagi litsenziya maydoni mavjud tekshiruvda ziddiyatsiz aniqlanmagani sababli manba figuralari Verianla HTML iga koʻchirilmagan yoki moslashtirilmagan. Faqat ilmiy faktlardan foydalanib mustaqil sxemalar yaratilgan.
Manba ichki XRD nomuvofiqligi: Matnda “PDF card 15-0876” deyiladi, XRD grafigining referens yorligʻi esa “PDF 86-0740, Ca₅(PO₄)₃(OH)” ni koʻrsatadi. Bu farq manbada izohlanmagan.
Manba ichki kristallik nomuvofiqligi: Manba \(X_c=(S_{cr}+S_{am})/S_{cr}\times100\%\) ifodasini bosadi, biroq %89,1 va %87,9 qiymatlarini qayd etadi. Formula va qiymatlar Verianla tomonidan oʻzgartirilmagan, ular orasidagi nomuvofiqlik koʻrinadigan holda qoldirilgan.
Manba ichki FTIR nomuvofiqligi: Karbonat guruhlari uchun ayni “2500 cm⁻¹” qiymati ikki marta yozilgani koʻrinadi. Yetishmayotgan/notoʻgʻri ikkinchi toʻlqin soni taxmin qilinmagan.
Asosiy talqin chegarasi: Ushbu tadqiqot laboratoriyada sintez qilingan materialning strukturaviy, morfologik, element va optik tavsifini beradi. Fotolyuminessensiya nuqtayi nazaridan umidli natijalar bevosita biotibbiy xavfsizlik yoki klinik samaradorlik isboti emas.
Izoh qoldiring
E-pochta manzilingiz chop etilmaydi. Majburiy maydonlar * bilan belgilangan