Образец синтетического гидроксиапатита Са10(РО4)6ОН
				Материал используемый для регенерации костной ткани
15 500																											hkl_Phase 0.00 %
15 000
14 500
14 000
13 500
13 000																					d = 22 нм
12 500
12 000
11 500
11 000
10 500
10 000
9 500
9 000
8 500
8 000
7 500
7 000
6 500
6 000
5 500
5 000
4 500
4 000
3 500
3 000
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0
-500
-1 000
-1 500
-2 000
-2 500
-3 000
-3 500
-4 000
2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60
Степень кристалличности – 82%. Аморфная часть показана
коричневой линией. Нижняя синяя линия – вклад
кристаллической части

Для изготовления имплантов необходима высокая степень измельчения!

30. Причины расхождений с данными ПЭМ (1)

Формула Шеррера – одинаковый	Приближение Вильямсона-Холла
размер, простая форма	одинаковый размер, любая форма

Но действительность ближе к такому:

Наночастицы платины Углеродная подложка Нужен другой метод!

31. Причины расхождений с данными ПЭМ (2)

Kβ =4/3 для частиц сферической формы

Mi = ∞∫Di g(D)dD

0

Моменты логнормального распределения

Mi = exp(kμ + k 22σ2 )

Средний размер	Расчет по формуле
частиц	Шеррера

Результаты сильно завышаются из-за наличия широкого распределения частиц по размерам!

P. Scardi and M. Leoni, Acta Crystallogr A Found Crystallogr, 2001, 57, 604-613.

32. WPPM – Метод моделирования полной формы

дифракционного профиля

Разработан в 2000е Маттео Леони с коллегами

Форма линий рассчитывается на основе заданной физической модели

Физическая модель наночастиц платины –

совокупность наночастиц с разными размерами

Логнормальное распределение типично для свободнорастущих частиц

	1			−	(ln d −μ)2
fd (d) =			e		2σ2	, d > 0
	dσ	2π

2 уточняемых параметра – μ и σ определяют распределение частиц по размерам

P. Scardi and M. Leoni, Acta Crystallogr A Found Crystallogr, 2002, 58, 190-200.

33. Особенности уточнения (2)

Содержание платины в образцах низкое – необходимо

учитывать отражения углеродных нановолокон!

Именно эти образцы проявляют наибольшую каталитическую активность

Отражение наночастиц платины

Отражения углеродных нановолокон

Дифрактограмма углеродных нановолокон была смоделирована с помощью WPPM

34. Особенности уточнения (3)

Соотношение интенсивностей отражений наночастиц платины было уточнено по дифрактограмме с большим содержанием платины

Все это позволило сократить число уточняемых параметров, то есть получить дополнительную информацию

8 уточняемых параметров, 47 постоянных

6000 экспериментальных точек

35. Результаты, полученные с помощью WPPM

Результаты WPPM		Данные ПЭМ
	140
	120									EG5
4%	100
	80
Pt	Counts 60
	40
	20
	0
		0,5	1,0		1,5		2,0		2,5		3,0		3,5	4,0
								C
D=1.2 нм				D=1.2 нм
		60
49%		50							EG50
	Counts	40
Pt
		30
		20
		10
		0
		0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5
								C
D=2.1 нм					D=2.2 нм

36. Сравнение результатов

Масс. доля	D(нм)	D(нм)	D(нм)	D(нм)	*D(нм)	Wуд,
Pt (%)	Шеррер	TOPAS	WPPM	ПЭМ	ЦВА	мВт/мг
4	9.5	5.5	1.2(1)	1.2	3.9	161
12	9.9	3.9	1.2(1)	1.6	1.3	1050
23	3.7	1.1	1.21(6)	2.1	1.7	344
34	2.2	1.3	1.08(2)	1.7	2.1	408
49	5.5	5.0	2.15(6)	2.2	7.5	144
61	7.0	3.9	2.6(1)	2.6	4.5	279

Увеличение размера кристаллитов объясняет резкое падение активности

вобразцах с высоким содержанием платины (49% и 61%)

*Рассчитаны из удельной электрохимической площади поверхности