Un equipo de científicos del Departamento de Química del Estado Sólido de la Universidad Lobachevsky bajo el Dr. Evgeny Bulanov ha desarrollado un nuevo método para obtener apatita que contiene bismuto y ha estudiado su estructura cristalina y propiedades termodinámicas con el propósito de modelar su comportamiento en condiciones de servicio.
Los materiales basados en compuestos con una estructura cristalina de apatita tienen una amplia gama de aplicaciones, desde fertilizantes hasta conductores iónicos. Esto se debe al hecho de que casi cualquier elemento del sistema periódico puede incorporarse a la estructura de tales sustancias, lo que resulta en un cambio en las características de desempeño del material.
Hidroxiapatita con fórmula Ca 5 (CORREOS 4 ) El 3OH se aplica ampliamente en el campo de la medicina como base para los materiales utilizados para restaurar el tejido óseo. Es química y estructuralmente similar al componente inorgánico del hueso.
Los estudios de este compuesto y sus análogos se han realizado en el Departamento de Química del Estado Sólido de la UNN durante aproximadamente 10 años. Uno de los últimos logros es la introducción de átomos de bismuto en la estructura cristalina del compuesto. El bismuto y sus compuestos exhiben actividad antimicrobiana, por lo tanto, La apatita que contiene bismuto se puede utilizar para producir un material que combine biocompatibilidad y propiedades antimicrobianas.
Para obtener la sustancia, se propuso un esquema de síntesis en fase sólida, lo que hizo posible bajar sustancialmente la temperatura del proceso en comparación con los datos de la literatura. El refinamiento de la estructura cristalina del compuesto se llevó a cabo mediante el método de Rietveld permitiendo la determinación de la distribución de átomos a lo largo de posiciones cristalográficas. Es necesario conocer esta distribución para explicar posteriormente las propiedades de la sustancia.
Evgeny Bulanov, investigador principal del Departamento de Química del Estado Sólido de la UNN, enfatiza que en el caso de los biomateriales es importante no solo encontrar formas de obtener una sustancia, sino también para saber cómo se comportará el material en condiciones de funcionamiento.
"El modelado termodinámico puede dar la respuesta a esta pregunta. Las funciones termodinámicas estándar determinadas experimentalmente de la apatita que contiene bismuto se utilizarán para analizar posibles transformaciones de la sustancia ya implantada en el cuerpo humano. Es necesario para predecir posibles consecuencias negativas (destrucción de el material causado por un cambio en su composición de fase), "Observa Evgeny Bulanov.
Los investigadores de la Universidad Lobachevsky han descubierto una serie de cambios anómalos en las propiedades de los materiales en la región de baja temperatura. que requieren más estudio:la formación de una superestructura en la región de 173 K, y un aumento de la capacidad calorífica a temperaturas inferiores a 8 K.
