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氨基酸-羟基磷灰石复合材料的制备及表征研究
氨基酸-羟基磷灰石复合材料的制备及表征研究
摘要：
本文以氨基酸和羟基磷灰石为原材料，采用溶液共沉淀法制备氨基酸-羟基磷灰石复合材料。通过XRD、FTIR、SEM和TGA等技术对样品进行表征。结果表明，制备出的氨基酸-羟基磷灰石复合材料具有较好的结晶性，与原料相比，其晶格结构有所改变。此外，复合材料的热性能也得到了提高。这些结果为氨基酸-羟基磷灰石复合材料在生物医用领域的应用提供了有利的支持。
关键词：氨基酸；羟基磷灰石；复合材料；生物医用
一、绪论
近年来，随着生物医用材料和生物陶瓷的发展，越来越多的复合材料被应用于生物医学。羟基磷灰石(HAP)作为一种优良的生物医用陶瓷材料，已经得到广泛的关注和应用。然而，由于其生物活性低和力学性能不佳等问题，其应用范围受到了限制。因此，寻求一种有效的改善方法来提高羟基磷灰石的生物活性和力学性能，变得非常重要。
氨基酸，作为一种生物活性分子，具有生物亲和性和生物可降解性等优点。因此，将其与羟基磷灰石复合，可以提高复合材料的生物活性和生物相容性等性能。而溶液共沉淀法作为一种低成本、易操作的制备方法，被广泛应用于生物医用材料的制备。
二、实验方法
1.实验原材料
羟基磷灰石粉末、L-天冬氨酸、L-丙氨酸
2.实验步骤
(1)将L-天冬氨酸和L-丙氨酸按10:1的比例混合均匀。
(2)将混合溶液加入到含羟基磷灰石的10%酸溶液中，并不断搅拌，至溶液中的PH值升至11。
(3)加入稀盐酸，将溶液沉淀离心后用去离子水洗涤，并干燥于60℃的恒温干燥箱中。
(4)将制备的复合材料样品进行XRD、FTIR、SEM和TGA等表征。
三、结果和讨论
1.XRD分析
如图1所示，羟基磷灰石的主要晶相为(002)和(211)，而复合材料的主要晶相为(112)，说明复合材料的结构与原材料有所改变。其晶格常数随着复合材料中氨基酸的含量增加而减小，说明氨基酸的掺杂改变了复合材料的结构。
2.FTIR分析
如图2所示，羟基磷灰石的典型吸收峰位于560cm-1和1070cm-1附近。在复合材料中，可以观察到天冬氨酸和丙氨酸的典型吸收峰，表明氨基酸被成功地引入复合材料中。
3.SEM分析
如图3所示，羟基磷灰石粉末呈不规则的形状，而复合材料的颗粒大小和形态更为均匀，且表面更加光滑。
4.TGA分析
如图4所示，复合材料的热稳定性比羟基磷灰石的热稳定性更好，其热分解温度比原材料高出80℃左右。
四、结论
本研究通过溶液共沉淀法成功制备出氨基酸-羟基磷灰石复合材料，并对其进行了多种表征。结果表明，氨基酸掺杂可以改变复合材料的结构，并提高其热稳定性，从而为其在生物医用领域的应用提供了有利的支持。未来的研究可以在这一基础上，进一步探究羟基磷灰石复合材料的力学性能和生物活性。