Nano boyutlu hidroksiapatit kristalizasyonunun polielektrolitlerle kontrolü

Abstract

Gelişmiş ve gelişmekte olan teknolojiler inorganik kristallerin yapısı, büyüklüğü ve morfolojisini kontrol edebilecek kristalizasyon prosesine gerek duymaktadır. Bu isteğin uzun yıllardan bu yana olmasının nedeni, pek çok malzeme üretimi belirli bir boyut ve şekilde parçacıklar gerektirmektedir. Kristal büyüme prosesini ve çekirdek oluşumunu (nükleasyon) düzenleyecek ve kontrol edebilecek termodinamik ve kinetik faktörler çok olmasına rağmen, özel tasarım amaçlı ekonomik kristal maddelerin tekrarlanabilir üretimi en önemli araştırma konularından biridir. Diğer yandan bazı moleküllerin kristalizasyon kontrolünde büyük rol aldığı bilinmektedir ve bu konuya biyomineralizasyon alanında yapılan çalışmalar ışık tutmaktadır. Genelde biyomineraller kalsiyum karbonat, kalsiyum fosfat ve diğer minerallerin polimerik doku maddesine çökmesiyle oluşur. Organik polimer matrisinin mikro yapının kontrolünde anahtar görevi gördüğü düşünülmektedir. Bu biyolojik katı hal reaksiyonunun anlaşılması pek çok alanda önem taşımaktadır. Bu çalışmada, polimerik katkı maddelerinin hidroksiapatit (HAP) kristalizasyonuna etkisi kristal aşılama metodu kullanılarak aşın doymuş kararlı kalsiyum fosfat çözeltisinde incelenmiştir. Aşı kristaller SEM, BET, FT-IR ve X-ışınlan toz difraksiyon metotları ile karakterize edilmiştir. Polimerik katkı maddesi olarak PAA (poliakrilik asit), PMAA (polimetakrilik asit) homopolimerleri ve farklı molekül ağırlığına ve farklı asit içeriğine sahip poli(etilen glikol-b-akrilik asit), poli(etilen glikol-b-metakHlik asit) kopolimerleri kullanılmıştır. HAP kristalizasyonunun kinetik sonuçlan, kristal büyüme deneyleri süresince reaktif konsantrasyonlarının sabit tutulduğu sabit kompozisyon metodu kullanılarak elde edilmiştir. Polimer yapısının ve polimer konsantrasyonunun kristalizasyon prosesinin hızım etkilediği görülmüştür. Kristalizasyon reaksiyonlan Langmuir adsorpsiyon modeli ile açıklanmıştır. Aynca yerinde büyütme (in-situ growth) yöntemiyle kompozit malzeme elde edilmeye çalışılmış, vinilfosfonik asit-4-vinilimidazol (VPA-co-4-VIm) kopolimerleri üzerinde HAP kristalinin birikme hızı incelenmiştir.