Радионуклидно-микроскопическая диагностика эволюции малорастворимых дисперсных веществ на примере дигидрата сульфата кальция и гидроксиапатита тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.14 ВАК РФ

Московский Государственный Университет имени М В Ломоносова ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Северин Александр Валерьевич

РАДИОНУКЛИДНО-МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЭВОЛЮЦИИ МАЛОРАСТВОРИМЫХ ДИСПЕРСНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПРИМЕРЕ ДИГИДРАТА СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ И ГИДРОКСИАПАТИТА

Специальность 02 00 14 - радиохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой' канди дата химических на

аоз164Э4Э

Москва-2008

Работа выполнена на кафедре радиохимии химического факультета Московского Государственного университета им М В Ломоносова

Научный руководитель доктор химических наук, член-корр РАН Мелихов Игорь Витальевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, член-корр РАН Чекмарев Александр Михайлович Российский химико-технологический университет им Д И Менделеева, Москва

кандидат химических наук Лебедев Вячеслав Яковлевич Лаборатория ядерных реакций им ГН Флерова, ОИЯИ, Дубна

Защита состоится "28'" февраля 2008 года в 15® на заседании Диссертационного Совета Д 501 001 42 при Московском Государственном университете им MB Ломоносова по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские Горы, МГУ им M В Ломоносова, д 1, стр 10, Химический факультет, кафедра радиохимии, ауд 308

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ им M В Ломоносова

Ведущая организация ГЕОХИ им В И Вернадского РАН

Автореферат разослан « » января 2008 г

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д 501 001 42, кандидат химических наук

Бунцева И M

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследования физико-химии гетерогенных систем все в большей степени направлены на изучение процессов, протекающих в условиях, далеких от термодинамического равновесия Необходимость подобных исследований связана с бурным развитием химической технологии, биохимии и медицины Вдали от равновесия эволюция казвдой конкретной дисперсной системы, а именно изменение ее свойств и их переход в новое качество при длительном взаимодействии системы с внешней средой, может существенно отличаться от классических моделей В подобных системах такие важнейшие процессы, как нуклеация, рост и агрегация образующейся и эволюционирующей твердой фазы могут происходить не только последовательно, но и параллельно с такими высокими скоростями, которые не позволяют разделить эти процессы и изучить их обособленно в рамках классических исследований В наибольшей степени это проявляется у систем, находящихся в наносостоянии, а также радиохимических систем с высоким уровнем радиоактивности

Детальная диагностика эволюции дисперсной твердой фазы возможна на основе информации о размере, форме, составе (в том числе и изотопном), структуре, рельефе поверхности, дефектности, химической активности, а также подвижности атомов всех составляющих фазу твердых тел в любой момент эволюционного процесса Чтобы получить эту информацию, необходим комплекс методов, который должен наиболее полно характеризовать потоки вещества и энергии из внешней среды в систему и их распределение внутри системы В идеале этот метод должен работать in situ и обладать адекватным математическим аппаратом описания полученных данных

Этим требованиям отвечает комплекс методов радионуклидно-микроскопической диагностики Радионуклидные методы позволяют получать данные о потоках вещества в каждую частицу твердой фазы, причем из этих данных удается извлечь информацию об особенностях строения как внешнего (приповерхностного) слоя кристаллов (электронного состояния, адсорбционных свойствах поверхности, подвижности поверхностных атомов и их ближайшего окружения), так и их внутреннего строения (дефектность, блочность, наличие внутренних полостей и др), в том числе и о текстуре иерархически организованных агрегатов (иерархическая система пор, доступность индивидуальных частиц и т д) Микроскопические методы предоставляют информацию о динамике процесса роста кристаллов, морфологии отдельных частиц и текстуры в целом, с их помощью можно диагностировать тонкую структурную организацию дисперсной фазы, вплоть до атомного разрешения Однако широкому использованию этих методов для изучения быстротекущих процессов вдали от равновесия должно предшествовать доказательство возможности использования радионуклидно-микроскопической диагностики в получении общей картины физико-химической эволюции дисперсной твердой фазы в широком интервале > ий

Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны изотермические водные суспензии растущих кристаллов дигидрата сульфата кальция Са8042Н20 (гипса) (как модель ростовой стадии эволюции) и агломерирующих нанокристаллов гидроксиапатита Саю(Р04)б(0Н)2 (как модель агломерационной стадии эволюции) Гипс и гидроксиапатит широко применяют на практике, так что целесообразность использования их в качестве модельных объектов не вызывает сомнений Практическая значимость гипса связана, в частности, с его использованием в производстве строительных материалов, а также с выделением при сернокислотной переработке минерального сырья Гидроксиапатит находит широкое применение в медицинской и биохимической практике

Цель работы состояла в отработке основ методологии радионуклидно-микроскопической диагностики физико-химической эволюции малорастворимых дисперсных, в том числе нанодисперсных веществ

С помощью разработанного комплекса методов предполагалось выявить основной эволюционный маршрут объектов исследования, в частности, особенности роста кристаллов гипса из водных растворов в широком диапазоне пересыщений и многостадийной агломерации в суспензии нанокристал-лического гидроксиапатита

Предполагалось также, используя данные об эволюции гидроксиапатита, разработать новые подходы к технологии гибкого производства ряда лекарственных форм на его основе

Научная новизна. Методами радионуклидно-микроскопической диагностики выявлен многостадийный характер физико-химической эволюции малорастворимых дисперсных твердых веществ, приводящей к образованию многоярусных иерархических текстур

Доказано кинетическое самоподобие основных стадий агломерации гидроксиапатита, в основе которого лежит явление морфологического отбора, приводящее к накоплению в системе более упорядоченных агломератов.

Выявлен механизм возникновения макрофлуктуаций скорости роста частиц кристаллической фазы и разработан формализм их описания

Обнаружено и описано явление адсорбционного торможения роста кристаллов гипса из высокопересыщенных растворов, связанное с затрудненной десольватацией ионов кристаллизанта, образующих адсорбционный слой на поверхности растущего кристалла

Методами радионуклидно-микроскопической диагностики показана связь трансляционной подвижности кристаллизанта с образованием и развитием микроблочной текстуры гипса Установлен механизм ликвидации неравновесных дефектов, захваченных в процессе его роста

Разработан ряд способов управления морфолого-структурной эволюцией гидроксиапатита в рамках задачи создания технологии «гибкого» производства текстурированных продуктов медицинского назначения

Практическая значимость работы. Накоплен экспериментальный материал, важный для понимания и оптимизации процессов, происходящих при выделении гипса в условиях производства фосфорной кислоты, производстве

вяжущих материалов, а также при борьбе с образованием минеральных отложений в технологических сетях

Предложен способ получения гранулированного материала, основанный на явлении механостимулированного морфологического отбора в суспензии наногидроксиапатита Разработаны методические схемы использования эволюционного подхода для получения новых наноформ гидроксиапатита медицинского назначения

Апробация работы. Результаты работы доложены на VII Международной конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах» (Иваново, 1998), на I и III Международной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации» (Иваново, 2000, 2004), на 14-ом Международном конгрессе «Chemical and Process Engineering» (Прага, 2000), на Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы» (Екатеринбург, 2000), на Международной научной конференции «Кристаллизация в наносистемах» (Иваново, 2002), на V Всероссийской конференции «Керамика и композиционные материалы» (Сыктывкар, 2004), на Международном симпозиуме "Nanoparticles, Nanostructures & Nanocomposites" (Санкт-Петербург, 2004), на 1-ой Всероссийской конференции по наноматериалам «Нано-2004» (Москва, 2004), на Московской международной конференции «Биотехнология и медицина» (Москва, 2006), на IV Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации Нанокристаллизация Биокристаллизация» (Иваново, 2006), а также на научных конференциях МГУ «Ломоносовские чтения 2000» и «Ломоносовские чтения 2005»

Публикации. Материалы диссертационной работы опубликованы в 20 работах, в том числе в 5 статьях в российских научных журналах и в тезисах 15 докладов на международных и всероссийских конференциях

Вклад автора в разработку проблемы. В работу вошли экспериментальные материалы и теоретические разработки, самостоятельно выполненные диссертантом в период 1992—2007 гг в лаборатории гетерогенных процессов кафедры радиохимии химического факультета МГУ им М В Ломоносова, а также совместно с Институтом химической физики им Н Н Семенова РАН (позитронная дефектоскопия), Институтом кристаллографии им А И. Шубникова РАН (высокоразрешающая электронная микроскопия), РНЦ «Курчатовский институт» (рентгено-электронная спектроскопия)

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 165 страницах машинописного текста, иллюстрирована 86 рисунками и 19 таблицами Работа состоит из введения, двух основных глав (обзор литературы и экспериментальная часть), выводов, списка цитируемой литературы, который содержит 180 ссылок, и трех приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель, показаны научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе представлены основные теоретические подходы к изучению физико-химической эволюции твердых веществ. Рассмотрены современные принципы описания кинетики фазовых переходов и особенности кристаллизации из высокопересыщенных растворов Обоснован выбор радионуклидных и микроскопических методов диагностики физико-химической эволюции твердого вещества и приведены их краткие характеристики Представлены литературные данные об особенностях строения и роста кристаллов дигидрата сульфата кальция, а также о способах получения нанокристаллического гидроксиапатита, механизме агломерации его нанокристаллов и образования из них иерархических текстур На основе анализа литературных данных поставлены конкретные задачи исследования

Описана методологическая схема радионуклидно-мнкроскопической диагностики многостадийного эволюционного процесса, включающая рассмотрение на макро- (дисперсная фаза и среда в целом), мезо- (частицы дисперсной фазы) и микроуровнях (кластеры и атомы) структурной организации фазы В рамках данной схемы каждая стадия эволюции описывается набором характеристических параметров, которые позволяют проводить динамический мониторинг системы с учетом того, что процессы эволюции малорастворимых веществ идут быстро, а выделяющаяся твердая фаза лабильна (рис 1)

Вторая глава — экспериментальная часть работы, состоящая из трех частей

Часть 1 посвящена исследованию ростовой стадии эволюции малорастворимых веществ на примере роста кристаллов дигидрата сульфата кальция (гипса) в высокопересыщенных водных растворах

Приведены сведения об использованных реагентах, физико-химических методах и экспериментальных методиках, составляющих основу радионукшздно-микроскопической диагностики эволюции гипса Представлены результаты экспериментов и их обсуждение

Радиохимическая часть диагностики обеспечивалась комплексным использованием ряда радионуклидов, а именно 45Са (Тщ=153 сут, Е=0,256 МэВ), 35Я (Т,д=87,1 сут, Е=0,167 МэВ), а также 22Ш (Тш=2,58 года, Е=0,54 МэВ) (источник позитронов в позитронной дефектоскопии)

Основу исследования роста на мезоуровне составила оптическая микроскопия, а на макроуровне — волюмометрия Идентификацию твердой фазы проводили методами рентгенофазового анализа (ДРОН-2а, СиКа излучение)

Методом оптической микроскопии исследован рост [001] и [010] граней индивидуальных кристаллов гипса, находящихся в потоке пересыщенного раствора в термостатируемой оптической кювете при температурах 293, 298 и 303 К Наблюдения проводили с помощью оптического микроскопа МБИ-1594 2 с фото-приставкой (ЛОМО, Россия) в интервале пересыщений §=(а/а«,)-1= 3-11, где а и ах — термодинамические активности Са804 в используемом и насыщенном растворах

Зарождение

МАКРОУРОВЕНЬ

Метод р/а индикаторов

Оптическая

микроскопия

Рентгенография

растворов

ЯМР

МЕЗОУРОВЕНЬ

ТЭМ, тем, АСМ Микродифракция

МИКРОУРОВЕНЬ

врэм, тем ОЖС, РЭС Нанодифракция

Рост

МАКРОУРОВЕНЬ

Метод р/а индикаторов

Оптическая

микроскопия

Рентгенография

ЯМР

сэм, тэм, тем, асм

МЕЗОУРОВЕНЬ

Оптическая микроскопия

сэм, тэм, тем, асм

РСЗ Микродифракция Изотопный обмен МИКРОУРОВЕНЬ

врэм, тем

ОЖс, РЭС Нанодифракция

Мессбауэровская сп-ия Позитронная дефектоскопия Изотопный обмен

Агрегаци.Еф.

Спонтанное упорядочение

МАКРОУРОВЕНЬ

Оптическая микроскопия

сэм, тэм, тем, асм

Рентгенография ЯМР

Авторадиография МЕЗОУРОВЕНЬ

сэм, тэм, тем, АСМ

Микродифракция Изотопный обмен РСЗ

Авторадиография Позитронная дефектоскопия МИКРОУРОВЕНЬ

ВРЭМ, тем ОЖс, РЭС Нанодифракция Мессбауэровская сп-ия Позитронная дефектоскопия Изотопный обмен

МАКРОУРОВЕНЬ

Оптическая микроскопия сэм, тэм, тем, АСМ Рентгенография ЯМР

Авторадиография

МЕЗОУРОВЕНЬ

сэм, тэм, тем, АСМ Микродифракция Изотопный обмен РСЗ

Авторадиография Позитронная дефектоскопия МИКРОУРОВЕНЬ

врэм, тем

ОЖс, РЭС Нанодифракция Мессбауэровская сп-ия Позитронная дефектоскопия Изотопный обмен

Рис. 1. Методологическая схема диагностики основных стадий эволюции малорастворимых дисперсных фаз. Сокращения на схеме: АСМ — атомно-силовая микроскопия; ВРЭМ — высокоразрешающая электронная микроскопия; ОЖс — ОЖ-спектроскопия; РСЗ — радионуклидно-сорбционное зондирование; РЭС — рентгено-электронная спектроскопия; СЭМ — сканирующая электронная микроскопия; ТСМ — туннельная сканирующая микроскопия; ТЭМ — трансмиссионная электронная микроскопия; ЯМР — ядерный магнитный резонанс

При использовании волюмометрии наблюдали за изменением объема A W в однородной изотермической суспензии (298 К), вызванного ростом ее кристаллов. По данным о AFT и градуировочным кривым (с учетом материального баланса по всем компонентам суспензии) рассчитывали скорости роста кристаллов. Волюмометрия позволила получить данные о росте кристаллов в интервале пересыщений —21.

Диагностику кристаллов гипса на мезо- и микроуровне проводили с помощью методов электронной сканирующей (Hitachi-S-405 с разрешающей способностью 5 нм) и трансмиссионной микроскопии (JEM-100B с разрешением 0,3 нм). С помощью данных методов были охарактеризованы изменение функций распределения кристаллов гипса по размерам и особенности поведения элементов микрорельефа растущих кристаллов. С помощью методов изотопного обмена, позитрон ной дефектоскопии и рН-метрии была исследована трансляционная подвижность атомов кристаллов, а также кинетика образования и залечивания ростовых дефектов. При этом

кинетику изотопного обмена изучали при различных временах старения твердой фазы в маточном растворе при 298 К. Спустя определенное время старения, в систему вводили раствор 45Са или раствор 35S (по 10 МБк в опыт). После этого отбирали пробы суспензии, разделяли фазы и определяли удельную радиоактивность фильтрата с помощью жидкостного сцинтилляционного счетчика Mark III. В параллельных экспериментах непрерывно измеряли рН раствора (рН-метр MV88, точность 0,01 рН). В ходе экспериментов отбирали пробы для позитронной дефектоскопии с целью определения количественных и размерных характеристик ростовых дефектов.

Рост и морфология кристаллов. Измерения показали, что значения скорости G], найденные при прямом наблюдении за одиночными кристаллами, совпали с результатами определения скорости роста в волюмометрическом эксперименте (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость скорости роста кристаллов гипса от пересыщения: 1, 2, 3 — рост отдельных кристаллов при температурах 291, 298 и ЗОЗК; 4 — экспериментальные данные по росту кристаллов в однородной суспензии при 298К

Кристаллы росли в кинетическом режиме, о чем свидетельствует независимость скорости роста от размера кристаллов. Отношение скоростей роста б/ и С2 торцевых и боковых граней сохранялось неизменным

5,0+2,0.

Кристаллы росли с флуктуирующей скоростью, причем флуктуации роста каждой из граней кристаллов описывались уравнением типа Фоккера-Планка. Функция распределения ф(Д/) граней [001] по приращению их длины

I) = — имела следующий вид: ^ N дЬ

Ф (Ь,1)= 1 ,/ехр(-х2)--~еир)е''ск, (1)

(тгрО^р р-^п •

где тУг. — число измерений, в которых длина ребра не превышала Ь, N — общее

число измерений, х - ^± Р — параметр, характеризующий масштаб

флуктуаций, С, — средняя скорость направленного увеличения осредненная по интервалу времени с (табл. 1).

Таблица 1

Скорости роста торцевых граней, осредненные по коллективу кристаллов, и параметры распределения ср(1,/)__

т, к Скорость роста, осредненная по коллективу кристаллов, <0>-Ю9, м/с С,-109, м/с Р, нм

6,6 7,6 ± 0,3 5,2±0,3 6,2±0,7

8,4 16,1 ±0,7 14,2±0,6 6,8±0,9

291 9,3 25,0 ±0,7 22,8±0,7 9,5±1,0

10,3 32,1 ± 1,0 28,6±0,9 11,8+1,0

11,3 39,2 ± 3,0 31,4±2,5 19,0±1,1

6,6 21,2 ± 1,7 17,8±2,5 6,6±0,8

8,4 49,1 ±3,0 42,7±3,5 ! 9,0+1,0

303 9,3 66,0 ± 4,5 60,1±3,0 20,0±1,2

10,3 72,6 + 4,5 56,6±6,0 47,2±2,3

11,3 83,3 ± 6,0 61,6±7,0 58,3±3,0

Макрофлуктуации приводили к ступенчатому рельефу торцевых граней и широкой функции распределения ступеней по их высоте. Минимальная высота ступеней Им=10±2 нм оказалась близка к 2р (рис. 3). Частота появления таких ступеней была равна со = 0,/2/?=0,4—1,5 с 1 и слабо зависела от £ и Т. Масштаб флуктуаций не зависел от размера растущих кристаллов.

а ь

Рис. 3. Ступенчатый рельеф торцевых граней растущих кристаллов гипса (сканирующий электронный микроскоп НкасЫ-8-405 с гониометрической приставкой, разрешение 5 нм) (а) и интегральная функция распределения ступеней по их высоте И (б) (Г- 291 К, ?;=6,6)

О 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

И, мкм

Экспериментальные данные показали, что скорости С; и С2 имели пределы Сл„ причем экспериментальные значения С№ соответствовали теоретическим, рассчитанным по формулам

°,р=О,0ехР

ЛГ Т0

(2)

(^Г = 6П - ^)ехр[-г2(\ - в)/ЯТ] при (3)

°1Р а

йА (4)

[Аа + ехр(-ъъ<д/ЯТ)]'

где и С]0 — предельные скорости при температурах Т и Т0, £]=49,5 кДж/моль, е2/Я7ЫЗ,2, е3/ЛГ=4,12, <4=0,018 Данные значения в,, г2 и е3 приводят к отклонению расчета от эксперимента не более чем на 1%

Приведенные данные указывают на следующее Грани кристаллов гипса нарастали по механизму послойного роста путем образования квазидвумерных кластеров, которые разрастались за счет присоединения к ним частично десольватированных адсорбированных молекул с энергетическим барьером десольватации Е! (формула 2) Адсорбционный слой был структурирован, причем по мере его заполнения кристаллизантом энергия связи атомов друг с другом возрастала, вследствие чего повышался энергетический барьер ухода атомов из слоя в раствор Адсорбция протекала относительно быстро, так что адсорбционный слой находился в состоянии квазиравновесия, а концентрация СаБ04 в слое соответствовала изотерме Гуггенгейма-Фаулера-Фрумкина (формула 4) Кристаллы не могли расти при а<а„, (при см рис 2), что приводило к состоянию системы, описываемой формулой (3)

Соотношения (3) и (4) характеризуют связь скорости роста с кинетикой формирования квазидвумерных гидратных структур с заторможенной десольватацией Образование подобных структур можно рассматривать как фактор торможения роста Действие этого фактора проявлялось в том, что зависимость принимала ^-образный вид Скорость дегидратации на любом участке граней флуктуировала В результате этого скорость распространения некоторых квазидвумерных кластеров по грани замедлялась настолько, что кластеры превращались в трехмерные выросты, которые, сливаясь друг с другом, формировали макроступени разной высоты (см рис 3)

Радионуклидная диагностика трансляционной подвижности атомов и дефектности кристаллов. О трансляционной подвижности атомов кристаллов гипса судили по коэффициенту диффузии радионуклидов 45Са и 35Б из раствора в объем кристаллов Миграция этих радионуклидов в кристаллы является многостадийным процессом (рис 4) На первой стадии происходит относительно быстрый (время релаксации изотопного состава 2—5 мин) переход радионуклидов на поверхность кристаллов по механизму изотопного обмена При этом обменной емкости (Р/) кристаллов гипса соответствует

удельная поверхность (3 м2/г), в 2 раза превышающая его удельную геометрическую поверхность (1,75 м2/г) Это связано с тем, что в обмене участвуют границы блоков, из которых состоит кристалл На второй стадии атомы радионуклидов диффундируют с границ блоков внутрь их объема Блоки захватывают большое количество ростовых дефектов, что обеспечивает относительно большую скорость диффузии на начальном этапе второй стадии Для описания этой стадии и определения коэффициентов диффузии (Д) радионуклидов 358 и 45Са применяли модель диффузии в частицы полидисперсного сорбента из ограниченного объема водного раствора для нормального распределения частиц по размеру со средним размером г= 1 мкм и дисперсией ст2=0,09г2, найденными экспериментально. Соответствие расчетов и эксперимента достигалось при значениях Д, приведенных в табл 2 По данным о Д судили о подвижности атомов в объеме блоков, оценивая ее по формуле

А = ехР(~%/КТ)> (5)

где к и И — постоянные Больцмана и Планка, %у — вероятность смещения атома по ^маршруту при единичном тепловом колебании, су — доля положений, которые могут быть заняты смещающимся атомом и оказались свободными при ./-маршруте диффузии, Ъч — радиальная составляющая вектора смещения, ги — энергия активации диффузии. Оценка величины с, была сделана с помощью метода позитронной дефектоскопии, ее значение составило 10"4 мольных долей Характеристика подвижности %у, рассчитанная при приведенном значении с3 , Г=298 К и типичных значениях г,, ~ £1=49,5 кДж/моль, Ьа = 1,5 нм, приведена в табл 2 Начальный этап второй стадии завершался примерно за 50—70 мин, после чего происходило постепенное уменьшение коэффициента диффузии до уровня ~ 10"14 см2/с В табл 2 также приведена степень обмена Р2 в момент завершения начального этапа второй стадии Экспериментальная зависимость изменения коэффициента диффузии для 35Б от общего времени старения фазы представлена на рис 5

Таблица 2

Характеристики стадий изотопного обмена

Время старения Радионуклид ¥х ¥2 Д-1013, см2/с ъ ю8

8 мин 358 0,009+0,001 0,49+0,02 9,7 6,9

60 мин 0,0И±0,001 0,38+0,02 7,2 5,1

14 сут 0,010+0,001 0,13±0,006 4,4 зд

8 мин 45Са 0,008±0,001 0,13±0,006 8,1 5,8

мин

Рис. 4. Степень изотопного обмена Р кристаллов гипса при вариации времени старения кристаллов до обмена: 1 — 8 мин (358); 2 — 60 мин (358); 3 — 14 сут (358); 4 — 8 мин (45Са) Р, см21с

Рис. 5. Изменение коэффициента диффузии £> радионуклида "в при старении кристаллов (7 — интервал времени от завершения синтеза до введения 358 в систему, логарифмическая шкала)

Данные о Д и изменения рН в ходе кристаллизации позволяют представить следующую картину. В пересыщенном растворе содержатся комплексные ионы СаОИ+ и ШС>4~. В процессе роста эти формы вместе с компенсирующими их заряд противоионами входят в состав адсорбционного слоя и захватываются в составе квазидвумерных кластеров. В квазихимическом виде эти процессы могут быть записаны в виде реакций:

2[Са01Г] + 8042" -> 2[Са2+]Са* + [8О42-]304* +{[УюГ]-2[01Г|1во}*,

2[Ш04"] + Са2+ -> [Са2+]Са* +{[УсЛ"2[Н804Ъо4}*.

Первая реакция доминирует на ранних стадиях кристаллизации; в результате в кристаллах скапливаются избыточные анионные вакансии,

способствуя большему поглощению 35Б (в виде Н804~ группы) в сравнении с 45Са В ходе кристаллизации реализуется и вторая реакция, но при этом уровень катионных вакансий ниже

Согласно данным табл 2, коэффициенты Д у 35Б и 45Са практически одинаковы, т е атомы Б и Са перемещаются группой Это указывает на образование в объеме блоков ассоциатов катионных и анионных вакансий (диполонов) или бивакансий в водной подрешетке Наличие подобных вакансий было подтверждено методами позитронной дефектоскопии, а их содержание составило величину порядка ~10"6 мольных долей.

Со временем вакансии «залечиваются», поглощая недостающее вещество из раствора и взаимодействуя между собой Блоки агломерируют и совершенствуются, приобретая структуру монокристалла гипса Это приводит к уменьшению Д вплоть до величины 10"1 см2/с

Часть 2 посвящена исследованию закономерностей агломерационной стадии эволюции малорастворимых веществ на примере водной суспензии нанокрнсталлов гидроксиапатита (Саю(Р04)б(0Н)2). Приведены характеристики используемых в данной части работы реагентов, методы синтеза нанокристаллов, а также физико-химические методы анализа, составляющие основу радионуклидно-микроскопической диагностики нанофазы Представлены результаты экспериментов и их обсуждение

Радиохимическая часть диагностики основывалась на использовании радионуклидного зонда, в качестве которого применяли меченный тритием сукцинат натрия (3Н-сукцинат натрия) 22№а использовали как источник позитронов в позитронной дефектоскопии

Синтез гидроксиапатита (ГАП) осуществляли путем кратковременной подачи в лабораторный реактор, заполненный раствором Са(ОН)2, раствора Н3РО4 при интенсивном перемешивании и термостатировании (атомное отношение количеств кальция и фосфора Са/Р=1,67+0,03) или путем экспрессного смешивания реагентов в специальном реакторе по методике [1,2] На макроуровне синтез ГАП контролировали с помощью рН-метрии (точность 0,01 рН), а фазовый состав — методами РФА и ИК-спектроскопии

На мезоуровне в основу рассмотрения легли результаты электронной сканирующей, трансмиссионной и атомно-силовой микроскопии (ЗМЕИА ИТ-МОТ, (Россия) и РепйоБсап (Россия) с разрешающей способность 0,5 нм), позволяющие прослеживать динамику изменения функции распределения нанокристаллов и их агрегатов по размеру, а также выявлять особенности строения внутренней и внешней поверхности образующихся иерархических текстур С помощью методов атомно-силовой и туннельной (СТМ НС 100-1у, Россия) микроскопии удалось оценить количество нанокристаллов в агрегатах, а также толщину индивидуальных пластинчатых кристаллов ГАП Диагностика агрегатов в водной суспензии базировалась на методах радионуклидно-сорбционного зондирования (с применением 3Н-сукциыата натрия в качестве зонда), авторадиографии и позитронной дефектоскопии, а также ртутной

порометрии и порометрии БЭТ

Образование и рост сферических агрегатов в суспензии ГАП отслеживали с помощью оптической микроскопии Дополнительно характеризовали реологические свойства суспензии, а механическую прочность текстур определяли с помощью прибора для измерения прочности гранул ИПГ-1М (Россия)

На микроуровне особенности электронного строения поверхности нанокристаллов диагностировали методом рентгеноэлектронной спектроскопии (спектрометр МКП VG Scientific) Кристаллическую структуру наночастиц выявляли с помощью высокоразрешающей электронной микроскопии (Philips EM 430ST, ускоряющее напряжение 300 kV, атомарное разрешение) и нанодифракции Этим методом удалось с большой точностью определить толщину индивидуального нанокристалла ГАП

Экспериментальные данные позволили построить маршрут агломерационной стадии эволюции ГАП в виде схемы, приведенной на рис 6

Первоначально в пересыщенном растворе образуются кластеры фосфата кальция [Са3(Р04)з]з (см рис 6, 1), которые очень быстро агрегируют с образованием округлых аморфных частиц (2) (обнаружить и проанализировать эту стадию удалось путем введения в синтез ГАП большого количества молекул коллагена и прерывания процесса на ранних стадиях) В толще аморфных частиц (2) образуются пластинчатые нанокристаллы октакальцийфосфата СаД^РО^б (ОКФ) Они изменяют свой размер L в соответствии с уравнением <5<р д д2

где L — ширина пластины, G — скорость ее роста Соответствие уравнения (6) опытным данным показано в специальных экспериментах

Нанокристаллы ОКФ захватывают Са(ОН)2 из раствора, превращаясь в ГАП с сохранением размера и габитуса Нанопластины ГАП (3) имеют состав Саю(Р04)б(0Н)г ЗН20, причем по данным структурного анализа молекулы воды не входят в кристаллическую решетку, а образуют гидратный «ковер» на плоских гранях пластин, удерживаемый за счет сил хемосорбции

Анализ данных электронной микроскопии высокого разрешения позволяет сделать вывод, что толщина нанопластин как ОКФ, так и ГАП равна 1—3 параметра кристаллической ячейки (0,68—2,0 нм) Этот вывод подтверждают и данные туннельной и атомно-силовой микроскопии, с помощью которых удалось оценить функции распределения нанокристаллов по толщине Таким образом, синтезированное вещество можно назвать двумерно-кристаллическим гидроксиапатитом В рентгеноэлектронном спектре этого вещества присутствуют 5 линий с энергией Еь <12 эВ, которые характеризуют валентные электроны Среди них линия с энергией Еь = 5,9±0,1 эВ характерна исключительно для двумерно-кристаллического ГАП

-—(G^ + p^G^), (6)

Са-Р кластеры

Первичные сфероидные частицы

индивидуальные нанокристаллы

пакеты (до 20шт) индивидуальных нанокристаллов

511 пт

увеличение 300000

Неупорядоченные флокулы

344 пш

Микросфероиды

образование ! холодной керамики

5,0 шкт

'Обратимые

Макросфероиды

Рис. 6. Схема основного маршрута морфолого-структурной эволюции гидроксиапатита: 1 — кальций-фосфатные кластеры; 2 — первичные сфероидные частицы; 3 — пластинчатые нанокристаллы; 4 — первичные агломераты; 5 — микросфероиды; 6 — макросфероиды; 7 — текстура типа «холодной керамики» (1, 2, 3 — по данным высокоразрешающей электронной микроскопии; 4, 5 — по данным атомно-силовой микроскопии; 6, 7 — по данным сканирующей электронной микроскопии)

При t = 0—102 с в процессе роста нанокристаллов на каждой их грани формируются квазидвумерные кластеры, которые разрастаются вдоль грани На гранях оснований, блокированных хемосорбированной водой, образование поверхностных кластеров происходит на 5 порядков реже, чем на боковых гранях Поэтому вскоре после зарождения каждый нанокристалл превращается в пластину, основания которой составлены молекулярно гладкими, а боковые поверхности — молекулярно-шероховатыми гранями На ранних стадиях основания пластин нарастают медленно, а боковые поверхности быстро, в результате чего пластины расширяются почти без утолщения. В интервале t = 20—105 с размер и форма нанопластин практически не изменяются При t > 105 с становится заметным, что пластины совершенствуют огранку и утолщаются

Агрегация протекает одновременно с зарождением и ростом нанопластин и к моменту t —> 105 с в суспензии практически все нанопластины собраны в первичные агрегаты, содержащие от 3 до 2,0 нанопластин (см рис 6, 4) В суспензии первичные агрегаты образуют пространственные структуры, что проявляется в увеличении вязкости суспензии

Нанопластины, входящие в первичные агрегаты, сохраняют индивидуальность в сорбционных процессах Это подтверждают данные радионуклидно-сорбционного зондирования, основанного на изучении поверхностной адсорбции 3Н-сукцината натрия, полученного методом термической активации трития Экспериментальная изотерма адсорбции имеет ^-образный вид и описывается уравнением (4) с коэффициентом адсорбции А=25,6±1,5 л/моль и предельной адсорбцией 0®=(5,2±O,3) 10"3 молей сукцината натрия на 1 г ГАП Это значение соответствует удельной поверхности ГАП 650—700 м2/г, что близко к его геометрической поверхности 900 м2/г (если принять, что все нанокристаллы имеют толщину h= 1 нм) Это означает, что сукцинат-ион способен проникать внутрь агрегатов, размещаясь на всех гранях нанопластин При этом происходит связывание сукцинат-ионов с их поверхностью с образованием монослоя Данные рентгеноэлектронного анализа показали, что при адсорбции сукцината характерная для нанопластин специфическая линия с энергией £¿=5,9+0,1 эВ исчезает Следовательно, молекулы сукцината вызывают перестройку приповерхностных электронных структур нанокристаллического ГАП

Пластинчатые агрегаты собираются в лабильные рыхлые макрофлокулы, образующие неупорядоченную пространственную сеть В .объеме флокул формируются компактные агрегаты, которые укрупняются путем присоединения пластинчатых частиц и слияния друг с другом, превращаясь в микрочастицы сфероидной формы (микросфероиды) (см рис 6, 5) В результате морфологического отбора за счет теплового движения и потоков естественной конвекции практически все пластинчатые частицы переходят в объем микросфероидов за время t ~ 6 мес.

Стадии агломерации оказались кинетически самоподобными (рис 7) на всех стадиях изменение состояния частиц можно описать уравнением (6), характеризуя наночастицы и их агрегаты разных поколений скоростями G их направленного укрупнения и коэффициентами р флуктуаций этих скоростей

в

10,9-

0,8-

0,70,60,5-

л ,о

■ 1

Д 2 О 3 О 4

0,4-

0,1- А

оо-0

2

т-'/'о

Рис. 7. Интегральные функции распределения нанокристаллов и агломератов гидроксиапатита различных уровней (в — доля частиц, размер которых меньше /, 1о — нормирующий множитель): 1 — первичные наночастицы (1о = 20 нм); 2 — микросфероиды {1о =500 нм); 3 — макросфероиды на ранних стадиях кипячения (10 = 7 мкм); 4 — макросфероиды после кипячения (/о=150 мкм)

Более крупные агрегаты с заметной скоростью формируются в условиях механостимулированного морфологического отбора при кипячении суспензии. Частицы укрупняются, сохраняя сфероидную форму, превращаясь в макросфероиды (см. рис. 6, 6) (число микросфероидов при этом уменьшается), так что справедливо соотношение:

где <Ь> и Ьо — средний размер частиц суспензии в момент т и в начале кипячения, соответственно, То и Ьм — эмпирические параметры. О динамике роста макросфероидов можно судить по изменению их функций распределения Ф(Ь,() по размеру (рис. 8). При /=1200—7200 с функция распределения бимодальна, причем первая мода (£„,/) сохраняет свое положение во всех экспериментах, а вторая — сдвигается (1т2—>Ьт1). Это означает, что укрупнение агрегатов происходит в результате столкновения и слипания микросфероидов, а затем и их агрегатов.

В результате агломерации образуются многоуровневые иерархические текстуры. В объеме макросфероидов сохраняются границы между составляющими их микросфероидами, внутри каждого из которых сохраняют индивидуальность пластинчатые агрегаты нанокристаллов ГАП и, возможно, индивидуальные нанокристаллы. Это проявляется в особенностях рельефа внутренней и внешней поверхности текстур (см. рис. 6, 7), а также в образовании иерархической системы свободного пространства (порового пространства) в объеме. Этот факт подтверждается данными ртутной порометрии, БЭТ и позитронной дефектоскопии (табл. 3).

Ч/

'М

(7)

О 50 100 150 200 250 300

/,мкм

Рис. 8. Эволюция полимодальных функций распределения макросфероидов по размерам в зависимости от времени кипячения

По данным гравиметрии, порометрии и электронной сканирующей микроскопии сколов макросфероидов, при слипании между ними остаются макропоры, заполненные водой (в исследованных условиях пористость £=0,89). В свою очередь, в самих микросфероидах имеются включения воды, которые можно назвать микропорами (г=0,02). В пластинчатых агрегатах, составляющих микросфероиды, каждая нанопластина отделена от соседней слоем адсорбированной воды, который образует систему нанопор (е = 0,003). После ваккуумной сушки эти нанопоры (~0,5 нм) удалось обнаружить с помощью позитрон ной дефектоскопии.

Таблица 3

Характеристика текстур препаратов ГАГГ

Объект Плотность р, г/см3 Пористость Б, % Удельная поверхность S, м2/г Размер пор, нм

Суспензия (сублимационная сушка) 2,03 80+5(2) 170(2) 0,5(3), 9(2), 8(3), 20(1), 300(1)

«Холодная керамика» (сушка на воздухе) 2,4 62+5(1) 71(1) 19(1)

«Горячая керамика» (1473 К, 3 ч) 3,1 22±3(1) 19(1) 27(1)

Микросфероиды 1,07 60±5(1) 89(1) 13(1)

Макросфероиды 1Д5 65+3(1) 72(1) 19(1)

Макросфероиды, спеченные при 1073 К 2,9 38+3(1) 55(1) 19(1)

Макросфероиды, спеченные при 1473 К 3,1 10+2(1) 45(1) 27(1)

Примечание: в круглых скобках цифрами указан метод определения параметра: 1 — ртутная порометрия; 2 — порометрия БЭТ; 3 — позитронная дефектоскопия

При сушке макросфероидов макропоры исчезают и объем

макросфероидов уменьшается. Пористость сухих макросфероидов можно принять равной 0,62±0,08. Остающиеся микропоры в сухих макросфероидах можно рассматривать как зазоры между пластинчатыми агрегатами. По данным табл. 3, размер зазоров может быть соизмерим с размером агрегатов (10—30 нм).

Особенности поведения подобных текстур были выявлены при адсорбции макросфероидами 3Н-сукцината натрия. Методика проведения эксперимента аналогична эксперименту по адсорбции в суспензии ГАП. Опыты показали, что адсорбция макросфероидами протекает в 2 стадии (в отличие от одностадийного процесса в случае суспензии). На обеих стадиях адсорбция описывается изотермой Гуггенгейма-Фаулера-Фрумкина. На первой (относительно быстрой) стадии сукцинат адсорбируется на внешней поверхности макросфероидов (рис. 9, 1) и в микропорах с адсорбционной емкостью ©0О=(1,58±0,1)-Ю~3 моль сукцината натрия на 1 г ГАП, что соответствует удельной поверхности, участвующей в адсорбции -160 м2/г. Данное значение близко к значению удельной поверхности суспензии, подвергнутой сублимационной сушке (см. табл. 3). В дальнейшем процесс адсорбции продолжается, по-видимому, за счет проникновения сукцината внутрь микросфероидов (рис. 9, 2), из которых состоят макросфероиды. Сорбционная емкость микросфероидов (0Ж=(2,5±О,1)-1О~3 моль сукцината натрия на 1 г ГАП) соответствует удельной поверхности сорбента 250—300 м2/г.

Рис. 9. Авторадиограммы макросфероидов в процессе адсорбции 3Н-сукцината натрия (время контакта: 1 — 3 ч; 2 — 7 сут)

При нагреве макросфероидов выше 1100 К адсорбированные молекулы воды удаляются и нанокристаллы начинают контактировать плоскими гранями. В результате происходит структурно-морфологическая перестройка макросфероидов с образованием изометричных кристаллов с толщиной 10—100 нм в их объеме, что сопровождается изменением механической прочности макросфероидов. При этом в их рентгено-электронных спектрах характерная линия с энергией £¿,=5,9+0,1 эВ исчезает.

На основании полученных данных были разработаны подходы к управлению агломерационными процессами в суспензии гидроксиапатита на разных стадиях эволюции. В основу такого подхода заложен тот факт, что на каждой стадии эволюционного процесса твердая фаза приобретает новые

особые свойства. Чтобы их использовать необходимо воздействовать на систему в момент, когда формирование данного свойства завершено, т.е. в конце одной из эволюционных стадий. Наложение воздействия (химического, механического, теплового, радиационного или электромагнитного) в любой другой момент времени не будет эффективно в отношении этого свойства. Применительно к ГАП наиболее интересным и перспективным является применение химического воздействия с использованием биологически активных веществ, таких как коллаген, желатина или ионы магния.

Например, введение коллагена в ходе синтеза ГАП и прерывание процесса на ранних стадиях дает возможность остановить агломерацию первичных кластеров путем «замораживания» их в коллагеновых глобулах. Если процесс не прерывать, а концентрацию коллагена уменьшить, то можно существенно замедлить агрегацию нанопластин между собой.

Введение при синтезе ГАП желатины не только тормозит агломерацию нанокристаллов между собой, но и существенно влияет на сами наночастицы. Данные РФА показывают, что размер структурных блоков ГАП, образовавшихся в присутствии желатины, заметно уменьшается по сравнению с обычным ГАП (13,0 нм против 25,2 нм). Изменяются и параметры кристаллической решетки. По степени и механизму воздействия на наночастицы действие желатины сходно с действием ионов На самых

ранних стадиях образования ГАП введение ионов М§2+ приводит к их сорбции на боковых гранях растущих частиц, как бы «инкрустируя» их, после чего подобная частица перестает участвовать в агломерационном процессе.

Значительно повлиять на образование иерархических текстур можно при введении модификаторов-биополимеров на стадии образования микросфероидов. В зависимости от концентрации модификатора можно получать твердые или гелеобразные текстуры. Например, применение коллагена приводит к образованию твердой губчатой текстуры с большим количеством крупных пор, а применение желатины — к ажурной текстуре, в которой частицы ГАП выстилают дендритообразный каркас (рис. 10).

Ц мкм I I

0.4 0.5

а 6

Рис. 10. Текстура образцов ГАП, модифицированного желатиной (а) и функция распределения структурных элементов этой текстуры по размерам (б)

Часть 3 посвящена практическим приложениям результатов работы. Экспериментальный материал может быть применим для оптимизации процессов, происходящих при выделении гипса в условиях производства фосфорной кислоты, при производстве строительных вяжущих материалов, а также для борьбы с образованием минеральных отложений в технологических сетях.

На основе полученных экспериментальных данных разработаны методики модифицирования препарата «ОСТИМ-ЮО» [1], который уже показал свою эффективность в медицинской практике, для расширения спектра его применения. Разработана принципиальная схема гибкого производства лекарственных препаратов типа «ОСТИМ», представленная на рис. 11.

«ОСТИМ-ЮО»: 1 — реактор; 2 — дезинтегратор; 3 — мешалка; 4 — циркуляционный насос; 5 — фильтр; 6 — аппарат для отмывки суспензии; 7 — накопитель готового продукта; 8 — емкости для хранения растворов солей компонентов; 9 — дозаторы; 10 — скоростной смеситель с изменяемой геометрией точек ввода реагентов; 11 — контрольно-измерительный блок; 12 — регуляторы потока; 13 —датчик скорости циркуляции; 14 — приводы

Разрабатываются новые материалы медицинского назначения на основе композиций ГАП—коллаген и ГАП—янтарная кислота.

Исследована возможность создания на основе наиокристаллического и текстурированного ГАП материалов для офтальмологии (борьба с близорукостью и глазное протезирование).

Изучается перспективность применения наиокристаллического ГАП в экологических целях для борьбы с биоэрозией.

выводы

1. Разработана методологическая схема радионуклидно-микроскопической диагностики эволюции дисперсных твердых фаз, обладающих иерархической текстурой, и с ее помощью вьивлен и охарактеризован основной маршрут многостадийной физико-химической эволюции гипса и гидроксиапатита

2. На примере гипса и гидроксиапатита установлены основные закономерности формирования иерархических текстур малорастворимых веществ Эти закономерности описывают явление многостадийности каждого из этапов эволюционного процесса, наличие макрофлуктуаций, а также кинетическое самоподобие основных стадий эволюции, в основе которого лежит явление морфологического отбора

3. Методами изотопного обмена с применением радионуклидов 45Са и 35S, позитронной дефектоскопии (22Na) и рН-метрии выявлены характеристики трансляционной подвижности атомов кристаллизанта и их связь с микроблочной текстурой кристаллов гипса, а также с динамикой образования и отжига ростовых дефектов.

4. При изучении роста кристаллов гипса из высокопересыщенных водных растворов обнаружена и описана неизвестная ранее разновидность кинетического режима роста, характерной особенностью которого является уменьшение зависимости скорости роста кристаллов от пересыщения, названное адсорбционным торможением Разработана модель описания данного явления, связывающая адсорбционное торможение с замедленностью десольватации ионов кристаллизанта

5. Установлены условия образования многоярусных иерархических текстур ГАП с регулируемой адсорбционной емкостью С помощью разработанной диагностики и применения 3Н-сукцината натрия в качестве радионуклидного зонда определены их физико-химические характеристики

6. Разработан эволюционный подход к технологии получения лекарственных средств на основе нанокристаллического гидроксиапатита Путем целенаправленного воздействия на процесс агломерации на различных стадиях эволюции ГАП получен ряд модифицированных препаратов медицинского назначения с заранее заданными свойствами.

Список цитируемой литературы:

1. Rudm VN, Komarov VF, Melikhov IV, et al Stomatic Composition Europen Patent №950 354.7,2001.

2, Рудин BH, Комаров В Ф, Мелихов ИВ и др Способ получения суспензии гидроксиапатита Патент РФ № 2122520, 1998.

Основное содержание работы представлено в публикациях:

1 Комаров ВФ, Мелихов ИВ, Суворова ЕИ, Северин А В Сольватация двумерных нанокристаллов гидроксиапатита // VII Международная конференция «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах» Сб трудов —Иваново, 1998 —С 63

2 Комаров В Ф, Северин А В Двумерные нанокристаллы гидроксиапатита // Научная конференция «Ломоносовские чтения», секция «Химия» Сб трудов. — М, 2000 — С 20

3 Комаров ВФ, Северин АВ, Мелихов ИВ Флуктуации скорости роста кристаллов гипса // Кристаллография — 2000 — Т 45 — № 2 — С 364— 370

4 Комаров ВФ, Божевольнов В Е, Мелихов ИВ, Северин А В Двумерно-кристаллический гидроксиапатит // Доклады Академии Наук — 2000 — Т 373 — №3 —С 355—358

5 Северин А В, Комаров В Ф Особенности кристаллизации наногидроксиапатита // Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации» Сб трудов —Иваново, 2000 —С 156.

6 Комаров В Ф, Северин А В Д вумерная кристаллизация фосфатов кальция // Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации». Сб. трудов —Иваново, 2000 —С 144

7 Комаров В Ф, Божевольнов В Е, Северин А В, Рудин В И, Мелихов ИВ Hydroxyapatite nanocrystals // 14th International Congress of Chemical and Process Engineering — Praha, 2000 — P 56

8 Северин А В, Комаров В Ф, Божевольнов В Е, Рудин В И, Мелихов ИВ Иерархическая текстура на основе нанокристаллов гидроксиапатита // Всероссийская конференция «Химия твердого тела и функциональные материалы» Сб. трудов — Екатеринбург, 2000 — С 55

9 Комаров В Ф, Северин А В Самоорганизация иерархических текстур в суспензии нанодисперсного двумернокристаллического гидроксиапатита // Международная научная конференция «Кристаллизация в наносистемах» Тез докл — Иваново, 2002 —С 144

10Мелихов ИВ, Северин АВ, Рудин ВН, Ветошкин ДА, Козлова МГ Способы управления текстурированием наногидроксиапатита // V Всероссийская конференция «Керамика и композиционные материалы» Тез докл —Сыктывкар, 2004 —С 203

11 Северин А В, Комаров ВФ, Мелихов ИВ, Рудин ВН, Ветошкин ДА Multistages of an agglomeration in nanosystems // "Nanoparticles, Nanostructures & Nanocomposites" Topical meeting of the European Ceramic Society Тез докл — Санкт-Петербург,2004 —С 30

12 Северин АВ, Божевольнов BE, Комаров ВФ, Рудин ВН, Горбачевский АЯ, Козлова МГ Явление морфологического отбора при агломерации нанодисперсного гидроксиапатита в движущихся средах // III Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации» Тез докл — Иваново, 2004 — С 54

13 Северин АВ, Комаров ВФ, Рудин ВН, Ветошкин ДА, Козлова МГ Управление многоступенчатой агломерацией нанодисперсного гидроксиапатита на различных иерархических уровнях // III Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации» Тез докл — Иваново, 2004 — С 177

\4.Северин АВ, Комаров ВФ, Рудин ВН, Ветошкин ДА Стабилизация наноструктурных элементов в текстурированных материалах на основе гидроксиапатита // 1-ая Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2004». Тез докл — М,2004 — С 189

15 Северин АВ, Божеволънов ВЕ, Комаров ВФ, Мелихов ИВ Морфологический отбор в суспензии нанокристаллического гидроксиапатита, приводящий к сфероидным агрегатам // Журн неорг хим — 2005. — Т 50 —№ 1 —С 76—81

16 Северин А В, Рудин ВН, Козлова МГ Условия возникновения морфологического отбора в нанодисперсном гидроксиапатите при кипячении // Научная конференция «Ломоносовские чтения - 2005» Тез докл — М, 2005 —С 49

17 Рудин ВН, Северин АВ, Мелихов ИВ, Егоров АМ Морфологическое многообразие нанодисперсных форм гидроксиапатита // Московская международная конференция «Биотехнология и медицина» Материалы конференции. — М, 2006 — С 23

18 Северин А В, Рудин В Н Эволюционный подход к созданию лекарственных форм на основе гидроксиапатита // IV Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации Нанокристаллизация Биокристаллизация» Тез докл — Иваново, 2006 — С 56

19 Суворова Е И, Клечкоеская В В, Комаров В Ф, Северин А В, Мелихов И В, Ви$[а1 РА Электронная микроскопия биоматериалов на основе гидроксиапатита//Кристаллография —2006 —Т 51 — №5 —С 939— 946

20 Крылова ИВ, Иванов ЛН, Божеволънов ВЕ, Северин А В Процессы самоорганизации и структурные фазовые переходы в нанокристаллическом гидроксиапатите по данным экзоэмиссии // Журн физ хим ■— 2007 — Т 81 — №2 — С 300—304

Подписано в печать 22 01 2008 Формат 60x88 1/16 Объем 1 75 п л Тираж 100 экз Заказ № 684 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119992 г Москва, Ленинские горы, д 1 Главное здание МГУ, к. А-102

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Подходы к изучению физико-химической эволюции твердых веществ.

1.1. Современные принципы рассмотрения кинетики фазовых переходов.

1.1.1. Устойчивость твердой фазы.

1.1.2. Иерархический подход к рассмотрению кинетики фазовых переходов.

1.1.3. Принцип вариабельности и масштаб флуктуаций.

1.1.4. Принцип стадийности.

1.1.5. Эволюционный подход.

1.1.6. Особенности наносостояния вещества.

1.2. Особенности кристаллизации из высокопересыщенных растворов.

2. Методы радионуклидно-микроскопической диагностики.

2.1. Радионуклидные методы диагностики.

2.1.1. Изотопные методы анализа.

2.1.2. Спектральные методы анализа.

2.1.3. Позитронная дефектоскопия.

2.1.4. Авторадиография.

2.2. Современные микроскопические методы исследования.

2.2.1. Высокоразрешающие методы РЭМ и ТЭМ.

2.2.2. Атомно-силовая микроскопия.

2.2.3. Туннельная микроскопия.

3. Физико-химические свойства и особенности объектов исследования.

3.1. Подходы к выбору объектов исследования.

3.2. Дигидрат сульфата кальция (гипс).

3.2.1. Структура и свойства.

3.2.2. Кристаллизация из водных растворов.

3.2.3. Особенности поведения при кристаллизации из высокопересыщенных водных растворов.

3.3. Гидроксиапатит (ГАП).

3.3.1. Структура и свойства.:.

3.3.2. Синтез гидроксиапатита в наносостоянии.

3.3.3. Агломерация нанокристаллов.

4. Методологическая схема радионуклидно-микроскопической диагностики и ее применение для исследования выбранных объектов. 51 III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

1. Изучение ростовой стадии эволюции гипса.

1.1. Материалы, и методы.

1.2. Изучение роста кристаллов гипса из высокопересыщенных водных растворов.

1.2.1. Рост индивидуальных кристаллов гипса.

1.2.2. Рост кристаллов в однородной суспензии.

1.3. Радионуклидная диагностика изменения трансляционной подвижности атомов и дефектности кристаллов.

1.3.1. Определение коэффициентов диффузии радионуклидов S и 45Са из раствора в твердую фазу.

1.3.2. Изменение рН'суспензии кристаллов гипса при захвате и «отжиге» ростовых дефектов.

1.3.3. Диагностика размерных и концентрационных характеристик дефектов с помощью позитронной дефектоскопии.

1. 4. Обсуждение результатов.

1.4.1. Механизм возникновения макрофлуктуаций скорости роста кристаллов гипса.

1.4.2. Явление адсорбционного торможения роста кристаллов гипса из высокопересыщенных растворов.

1.4.3. Радионуклидная диагностика трансляционной подвижности атомов и дефектности кристаллов.

1.5. Маршрут ростовой стадии эволюции гипса.

2. Изучение агломерационной стадии эволюции нанокристаллов гидроксиапатита в водной суспензии.

2.1. Материалы и методы.

2.2. Синтез нанокристаллического гидроксиапатита.

2.3. Изучение агрегации и морфологического отбора в суспензии наногидроксиапатита.

2.4. Изучение условий образования и свойств многоуровневых иерархических текстур гидроксиапатита.

2.5. Изучение электронной структуры нанокристаллов гидроксиапатита с помощью метода рентгеноэлектронной спектроскопии.

2.6. Диагностика агрегатов и иерархических текстур гидроксиапатита с помощью радионуклидно-сорбционного зондирования и авторадиографии.

2.7. Вискозиметрия водных суспензий гидроксиапатита.

2.8. Воздействие на многостадийную агломерацию нанокристаллов гидроксиапатита с помощью химических модификаторов.

2.8.1. Применение биополимеров в качестве модификаторов.

2.8.2. Применение в качестве модификаторов катионов Mg.

2.9. Обсуждение результатов.

2.9.1. Образование двумернокристаллического гидроксиапатита.

2.9.2. Особенности агломерации и морфологического отбора в суспензии нанокристаллического гидроксиапатита.

2.9.3. Особенности образования иерархических текстур.

2.9.4. Подходы к управлению агломерационными процессами в суспензии наногидроксиапатита.

2.10. Маршрут агломерационной стадии эволюции нанокристаллического гидроксиапатита.'

3. Практическое применение полученных результатов.

3.1. Оптимизация технологий производств, в которых участвует гипс.

3.2. Разработка технологии гибкого производства лекарственных веществ на основе гидроксиапатита и их применение в медицинской практике

IV. ВЫВОДЫ.

Современное развитие физико-химии гетерогенных систем все в большей степени направлено на изучение процессов, протекающих в условиях, далеких от термодинамического равновесия. Необходимость подобных исследований диктует бурное развитие химической технологии, биохимии и медицины. Все больше в научную и повседневную жизнь вторгаются такие понятия, как нанохимия и I нанотехнология [1].

При огромных движущих силах, характерных для процессов, протекающих в условиях, далеких от равновесия, эволюция каждой конкретной дисперсной системы может существенно отличаться от классических моделей. Под эволюцией системы здесь подразумевается накопление количественных изменений свойств системы и переход их в новое качество при длительном ее взаимодействии с внешней средой. В подобных системах такие важнейшие процессы, как нуклеация, рост и агрегация твердой фазы могут происходить не только последовательно, но и параллельно с такими высокими'скоростями, которые не позволяют разделить эти процессы и изучить их обособленно в рамках классических исследований. Более того, малейшее изменение условий протекания процесса или флуктуации внутри системы могут направить эволюцию твердого вещества по совершенно новому пути. В частности было показано существование систем [2], в которых интенсивность движущих сил и масштаб флуктуаций были столь высоки, что пути эволюции твердой фазы начинали ветвиться, а иногда процесс вообще мог идти по любым незапрещенным направлениям.

В наибольшей степени подобные свойства^ характерны для; систем, находящихся в наносостояпии [2], а также для радиохимических систем с высоким уровнем радиоактивности, тем более что в последнее время* все активнее развивается направление создания и изучения радионуклидных наносистем [3]. Другое актуальное направление — исследование гетерогенных процессов с участием «горячих» атомов в различных средах и условиях для моделирования их поведения при радиоактивных выбросах, а также для выделения и разделения радионуклидов [4—6]. Многие важные технологические процессы, связанные с выделением редких элементов, вскрытием минерального сырья, а также многие ядерные технологии проходят в резко неравновесных условиях и требуют особого подхода [7].

Детальная диагностика эволюции дисперсной твердой фазы возможна на основе информации о размере, форме, составе (в том числе и изотопном), структуре, рельефе поверхности, дефектности, химической активности, а также подвижности атомов всех составляющих фазу твердых тел в любой момент эволюционного процесса. Чтобы получить эту информацию, необходим комплекс методов, отвечающий следующим критериям:

1. Метод должен характеризовать не только всю изучаемую систему в целом, но и определять основные параметры каждой индивидуальной' частицы, составляющей эту систему.

2. Метод должен давать наиболее полную информацию о потоках вещества и энергии из внешней среды в систему и их распределение внутри системы.

3. В идеале этот метод должен работать in situ.

4. Необходим адекватный математический аппарат для описания полученных данных.

Этим требованиям отвечает комплекс методов радионуклидно-микроскопической диагностики [8]. Радионуклидные методы позволяют получать данные о потоках вещества в каждую частицу твердой фазы, причем из этих данных удается извлечь информацию об особенностях строения как внешнего (приповерхностного) слоя кристаллов (электронного состояния, адсорбционных свойствах поверхности, подвижности поверхностных атомов и их ближайшего окружения), так и их внутреннего строения (дефектность, блочность, наличие внутренних полостей и др.), в том числе и о текстуре иерархически, организованных агрегатов (иерархическая система пор, доступность индивидуальных частиц и т.д.). Микроскопические методы предоставляют информацию о динамике процесса роста кристаллов, морфологии отдельных частиц и текстуры в целом; с их помощью можно диагностировать тонкую структурную организацию дисперсной фазы, вплоть до атомного разрешения. Информация, полученная такими методами, должна быть правильно структурирована и обобщена математически. Наиболее адекватно в данном случае представляется использование системы уравнений типа Фоккера—Планка [9]. С их помощью удается проследить динамику изменения каждого из характеристических параметров системы с учетом его вариабельности. Однако широкому использованию этих методов для изучения быстротекущих процессов вдали от равновесия должно предшествовать доказательство возможности использования радионуклидно-микроскопической диагностики в получении общей картины физико-химической эволюции дисперсной твердой фазы в широком интервале условий.

Для успешного решения ряда важных практических и теоретических задач необходима информация об эволюции малорастворимых неорганических веществ в таких дисперсных системах, как изотермические водные суспензии растущих кристаллов дигидрата сульфата кальция CaSO^I-^O (гипса) и агломерирующих нанокристаллов гидроксиапатита (ГАП) Са10(РО4)6(ОН)2. В данной работе такая информация накоплена применительно к гипсу как модели ростовой стадии эволюции и к гидроксиапатиту как модели агломерационной стадии эволюции.

Гипс и гидроксиапатит широко применяют на практике, так что целесообразность использования их в качестве модельных объектов не вызывает сомнений. Практическая значимость гипса связана, в частности, с его использованием в производстве строительных материалов, а также с выделением при сернокислотной ^ переработке минерального сырья. Гидроксиапатит находит широкое применение в медицинской и биохимической практике.

Образование и свойства дисперсных фаз данных объектов к настоящему времени достаточно подробно изучены в условиях, близких к термодинамическому равновесию при пересыщении £ =1—5. В то же время гораздо большее значение приобретают, процессы, в которых и гипс, и ГАП образуются в неравновесных условиях при значительно более высоких пересыщениях. Особенно это важно для1 гидроксиапатита, поскольку именно в этих условиях образуется нанокристаллический ГАП, эволюция которого приводит к образованию многоярусных иерархических текстур, находящих все более широкое практическое применение [10].

Таким образом, цель работы состояла в отработке основ методологии радионуклидно-микроскопической диагностики физико-химической эволюции малорастворимых дисперсных, в том числе нанодисперсных веществ, на примере гипса и гидроксиапатита.

С помощью разработанного комплекса методов предполагалось выявить основной эволюционный маршрут объектов исследования, в частности, особенности роста кристаллов гипса из водных растворов в широком диапазоне пересыщений и многостадийной агломерации в суспензии нанокристаллического гидроксиапатита.

Предполагалось также, используя данные об эволюции гидроксиапатита, разработать новые подходы к технологии гибкого производства ряда лекарственных форм на его основе.

Методологическая схема радионуклидно-микроскопической диагностики многостадийного эволюционного процесса включает рассмотрение структурной организации фазы на макро- (дисперсная фаза и среда в целом), мезо- (частицы дисперсной фазы) и микроуровне (кластеры и атомы). В рамках данной схемы каждая стадия эволюции описывается набором характеристических параметров, которые позволяют проводить динамический мониторинг системы с учетом того, что процессы эволюции малорастворимых веществ идут быстро, а выделяющаяся твердая фаза лабильна.

Поставленные в работе экспериментальные задачи решались с привлечением следующих физико-химических методов исследования: радионуклидная диагностика твердой фазы с использованием изотопов 35S и 45Са; радионуклидно-сорбционное зондирование с использованием 3Н-меченных соединений; оптическая, электронная сканирующая, электронная трансмиссионная (в том числе и высокого разрешения), атомно-силовая и туннельная микроскопии; авторадиография; позитронная дефектоскопия (с применением Na в качестве источника позитронов); ртутная- порометрия и порометрия БЭТ; волюмометрия; рН-метрия; вискозиметрия, а также испытания на механическую прочность опытных образцов. Идентификацию твердой фазы проводили с помощью методов рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, микро- и нанодифракции, а особенности электронного строения выявляли с помощью рентгеноэлектронной спектроскопии.

Научная новизна работы заключалась в следующих положениях, которые выносятся на защиту:

1. Методами радионуклидно-микроскопической диагностики выявлен многостадийный характер физико-химической эволюции исследованных твердых веществ, приводящей к образованию многоярусных иерархических текстур.

2. Доказано кинетическое самоподобие основных стадий агломерации гидроксиапатита, в основе которого лежит явление морфологического отбора, приводящее к накоплению в системе более упорядоченных агломератов.

3. Выявлен механизм возникновения макрофлуктуаций скорости роста частиц гипса и разработан формализм их описания.

4. Обнаружено и описано явление адсорбционного торможения роста кристаллов гипса из высокопересыщенных растворов, связанное с затрудненной десольватацией ионов кристаллизанта, образующих адсорбционный слой на поверхности растущего кристалла.

5. Методами радионуклидно-микроскопической диагностики показана связь трансляционной подвижности атомов кристаллизанта с образованием и развитием микроблочной текстуры гипса. Установлен механизм ликвидации неравновесных дефектов, захваченных в процессе его роста.

6. Разработан ряд способов управления морфолого-структурной эволюцией гидроксиапатита в рамках задачи создания технологии «гибкого» производства текстурированных продуктов медицинского назначения. Практическая значимость работы заключается в том, что накопленный экспериментальный материал необходим для понимания и оптимизации процессов, происходящих при выделении гипса в условиях производства фосфорной кислоты, при производстве вяжущих материалов, а. также при борьбе с образованием минеральных отложений в технологических сетях. Кроме того, предложен способ получения гранулированного материала, основанный на явлении механостимулированного морфологического отбора в суспензии наногидроксиапатита. Разработаны методические схемы использования эволюционного подхода для получения новых наноформ гидроксиапатита медицинского назначения.

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Подходьгк изучению физико-химической эволюции твердых веществ

Огромное количество теоретических и практических работ посвящено рассмотрению закономерностей и особенностей фазовых превращений с учетом современных экспериментальных, математических и методологических подходов [2, 11, 12]. Это связано прежде всего с тем, что классические представления о фазе, фазовом переходе и его кинетике часто не в состоянии описать поведение многих систем, с которыми приходится сталкиваться как научным исследователям, так и технологам. Особенно остро эта проблема встает при изучении веществ, находящихся в наносотоянии, и процессов, приводящих к такому состоянию.

Основной объект рассмотрения в данной работе — гетерогенная система, состоящая из множества частиц твердой фазы, находящихся в растворе или газовой среде и взаимодействующих между собой, с раствором или газом, а также со стенками реактора, в котором эта система находится. Если гетерогенная система состоит из наночастиц (частицы с размером 0,5—100 нм), то ее часто называют наносистемой. Принято считать, что наносистема — материальный объект в виде самоупорядоченных, связанных между собой элементов с нанометрическими характеристическими размерами, кооперация которых обеспечивает возникновение у объекта новых свойств, проявляющихся в виде квантово-размерных, синергетически-кооперативных эффектов и других явлений и процессов, обусловленных наномасштабными факторами.

При подводе в гетерогенную систему вещества или энергии (химические, термические,* магнитные, электрические, механические, гравитационные, радиационные и ядерные воздействия на систему) частицы- материнской фазы, переходят в новое состояние (дочернюю фазу) (фазовый переход).

Каждая фаза может быть полностью описана совокупностью характеристических параметров составляющих ее частиц. Полной характеристикой каждой частицы является совокупность параметров состояния всех составляющих ее атомов. Параметры состояния {X,} каждой частицы можно разделить на внешние {Xj,}= М, X,, vsl, l„ h, и внутренние {Х2,}= а0„ <rs„ rje„ vu, vn, где M — масса частицы, X, — пространственные координаты ее центра массы, у„ — скорость поступательного и вращательного движения, и h, — параметры формы (габитуса) и рельефа поверхности частицы, aol, as„ и т]е, — параметры структуры объема, приповерхностных участков и электронной структуры частиц, соответственно, vv, и vn — характеристики частот колебательных и трансляционных перемещений атомов, соответственно (в эту же группу параметров нужно добавить еще параметр, характеризующий изотопный состав частицы).

Внешние параметры состояния частицы характеризуют ее обмен веществом и энергией со средой, а внутренние параметры — перераспределение вещества и энергии внутри частицы. Изменение тех и других параметров во времени в результате внешних воздействий на систему можно рассматривать как физико-химическую эволюцию вещества [2, 13].

Дисперсных твердых фаз, у которых все частицы имеют одинаковые свойства, практически не существует. Поэтому в качестве основной характеристики дисперсного вещества в любой момент эволюции выступает дифференциальная функция распределения его частиц по состояниям

F(X„,)= , (1.) где NF — число частиц, у которых значения параметров состояния в момент t не превышают {X,}; р — число параметров, вовлеченных в рассмотрение.

Упрощенным видом распределения F(X„t) является полуинтегральная функция распределения хм ср(Х„/)= J' F{X,,t)dX2-dXp. (2)

Полуинтегральная функция менее информативна, чем F{X„t), но ее значительно проще измерять и моделировать.

IV. ВЫВОДЫ

1: Разработана методологическая схема радионуклидно-микроскопической диагностики эволюции дисперсных твердых фаз, обладающих иерархической текстурой, и с ее помощью выявлен и охарактеризован основной маршрут многостадийной физико-химической эволюции гипса и гидроксиапатита.

2. На примере гипса и гидроксиапатита установлены основные закономерности формирования иерархических текстур малорастворимых веществ. Эти: закономерности описывают явление многостадийности каждого- из этапов эволюционного процесса, наличие макрофлуктуаций, а также кинетическое самоподобие основных стадий эволюции, в основе которого лежит явление морфологического отбора.

JC лг

3. Методами изотопного обмена с применением радионуклидов Са и S,

99 позитронной дефектоскопии ( Na) и рН-метрии выявлены характеристики трансляционной подвижности атомов кристаллизанта и. их связь с микроблочпой текстурой кристаллов гипса, а также с динамикой: образования и отжига.ростовых дефектов.

4. При изучении роста кристаллов гипса из высокопересыщенных водных растворов; обнаружена и описана неизвестная, ранее разновидность кинетического режима роста; характерной особенностью которого является уменьшение; зависимости скорости роста кристаллов от пересыщения, названное адсорбционным торможением. Разработана модель описания данного явления; связывающая адсорбционное торможение с замедленностью десольватации ионов кристаллизанта:

5. Установлены условия образования многоярусных: иерархических текстур 'ГАП с регулируемой адсорбционной емкостью. С помощью разработанной диагностики и применения 3Н-сукцината натрия в,качестве радионуклидного зонда определены их физико-химические характеристики.

6. Разработан эволюционный подход к технологии получения лекарственных средств на основе нанокристаллического гидроксиапатита. Путем целенаправленного воздействия на процесс агломерации на различных стадиях эволюции ГАП получен ряд модифицированных препаратов медицинского назначения с заранее заданными свойствами.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность всем сотрудникам лаборатории Гетерогенных процессов кафедры радиохимии, и в особенности Бердоносову С.С., Рудину В.Н. и Божеволыюву В.Е. за активную помощь и моральную поддержку при написании данной работы; сотрудникам лаборатории радионуклидов и меченых соединений Бадуну Г.А., Тясто З.А. и Чернышевой М.Г., а также сотруднику кафедры радиохимии Коробкову В.И. за о активное сотрудничество в проведении экспериментов с радионуклидными Н-зондами и авторадиографии; сотрудникам лаборатории электронной микроскопии Давидовичу Г.Н. и Богданову А.Г. за помощь в проведении электронно-микроскопических исследований; профессору Шантаровичу В.П. (Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН) за помощь в применении позитронной дефектоскопии; д.х.н. Суворовой Е.И. (Институт Кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН) за сотрудничество в исследовании нанокристаллического ГАП с помощью метода высокоразрешающей электронной микроскопии; профессору Тетерину Ю.А. (РНЦ «Курчатовский институт») за помощь в рентгеноэлектронном исследовании нанокристаллов ГАП. благодарность выражаю своему первому научному руководителю и научному руководителю диссертационной работы Мелихову И.В.

Особую Комарову В.Ф.

1. Сергеев Г.Б. Нанохимия: учебное пособие. — М.: КДУ, 2006. — 336 с.

2. Мелихов И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. — 309 с.

3. Мясоедов Б.Ф., Кривовичев С.В., Тананаев ИТ. и др. Синтез, структура и свойства неорганических нанотрубок на основе селенатов уранила // Радиохимия.2005. — Т 47. — В. 6. — С. 482—491.

4. Михеев Н.Б., Мелихов И.В., Кулюхин С.А. Процессы сокристаллизации в исследованиях физико-химических свойств радиоактивных элементов в различных средах // Радиохимия. — 2007. — Т. 49. — В. 6. — С. 481—490.

5. Михеев Н. Б., Каменская А. Н., Кулюхин С. А. и др. Агломерация радиоиода и радиоцезия с хлоридом серебра из парогазовой фазы // Радиохимия. — 2000. — Т. 42.—В. 4. —С. 364—367.

6. Бетенеков Н. Д., Кафташов В. В., Недобух Т. А., Егоров Ю. В. Радиоколлоиды в сорбционных системах. XXII. Влияние истинно коллоидного состояния сорбата на кинетику и статику сорбции. // Радиохимия. — 1999. — Т. 41. — В. 3. — С. 242— 247.

7. Чекмарев А. М., Тарасова Н. П., Сметанников Ю. В. Химия, ядерная энергетика и устойчивое развитие. / Под ред. П. Д. Саркисова. — М.: Академкнига ИКЦ, 2006.288 с.

8. Вест А. Химия твердого тела. 4.1. — М.: Мир, 1988. — 558 с.

9. Мелихов И.В., Берлинер Л.Б. Кинетика периодической кристаллизации при наличии затравочных кристаллов, растущих с флуктуирующими скоростями // Теор. основы хим. технологии. — 1985. — Т. 19. — № 2. — С.158.

10. Hench L.L. Bioceramics // J. Am. Ceram. Soc. — 1998. — V. 81. — N. 7. — P. 1705—1728.

11. Мелихов И. В., Козловская Э.Д., Кутепов A.M. и др. Концентрированные и насыщенные растворы. — М.: Наука, 2002. — 456 с.

12. Мелихов И. В. Физико-химия наносистем: успехи и проблемы // Вестник Российской академии наук. — 2002. — Т. 72. — № 10. — С. 900—909.

13. Мелихов КВ., Божевольнов В.Е. Конденсационный маршрут эволюции нанодисперсных веществ // Изв. Ака. наук., Сер. хим. — 2005. —№ 1. — С. 17—31.

14. Мелихов И.В. Некоторые направления развития идей технологической науки // Теор. основы хим. технологии. — 1998. — Т. 32. — № 4. — С. 433

15. Слинъко М.Г. Принципы и методы технологии каталитических процессов // Теор. основы, хим. технологии. — 1999. — Т. 33. —№ 5. — С. 528—538.

16. Слинъко М.Г. Основы и принципы математического моделирования каталитических процессов. — Новосибирск: Инст. катализа СО РАН, 2004.

17. Мелихов КВ., Божевольнов В.Е., Рудин В.Н., Горбачевский А.Я. Иерархическая модель химико-технологической системы // Теор. основы, хим. технологии. — 1999. —Т. 33. —С. 455.

18. Burton J.J. Anomalous entropy of small clusters of atoms // J. Chem. Phys. — 1970.1. V. 52.—P. 345.

19. Polymeropoulos E.E., et al. Molecular dynamics study of the formation of argon clusters in the compressed gas // J. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. — 1983. — B. 87. — S. 1190.

20. Kymenoe A.M., Максимов A.K Динамическое поведение химическиtреагирующей плазмы пониженного давления //Теор. основы хим. технол. — 1998.1. Т. 32.—№4. —С.411.

21. Шекунов Б.Ю. Особенности дислокационного роста кристаллов при нелинейной кинетике ступеней и морфологическая устойчивость граней. Дисс. канд. физ.-мат. наук. — М.: МГУ, 1990.

22. Martinez Т., Cabrera L. Navarrete М., et al. Gamma radiation and Radon levels in Mexico sity Dwelling // J. Radioanal. Nuclear Chem. — 1995. — V. 193. — N. 2. — P. 259.

23. Слинъко М.Г., Зеленяк Т.К., Абрамов Т.А. и др. Нелинейная динамика каталитических реакций и процессов //Мат. моделирование. — 1977. — Т. 9. — № 12. —С. 87.

24. Ciriani Т.A. Optimization in Industry. — New York: John Willey and Sons, 1993.

25. Мелихов И.В. Концепция случайности в химии и многозначность результатов химического эксперимента // Теор. основы хим. технол. — 2000. — Т. 34. — № 6.1. С. 67—73.

26. Kaischew F., Budevski Е. Multilayer critical coverages in heterogeneous nucleation from vapours // Contemp. Phys. — 1967. — V. 8. — P. 489-^195.

27. White E.T., Whright P.G. Variation of volume-surface mean size for growing particles // Chem. Eng. Prog. — 1971. — V. 67. — P. 81—95.

28. Мелихов И.В., Белоусова М.Я., Руднев H.A., Булудов Н.Т. Флуктуации скорости роста микрокристаллов // Кристаллография. — 1974. — Т. 19. — С. 784—790.

29. Мелихов И.В. Элементарные акты кристаллизации в средах с высоким пересыщением //Изв. РАН, сер. хим. — 1994. —№10. — С. 1710.

30. Колмогоров А.Н. И Изв.АН СССР, сер. матем. — 1937. — № 3. — С. 355.

31. Левич В.Г., Вдовин Ю.А., Мямлин В.А. Теоретическая физика. Т. 2. — М.: Наука, 1971.

32. Леонтович МЛ. Статистическая физика. — М.: Гостехиздат, 1944.

33. Roco М.С., Williams R.S., Alivisatos P. Nanotechnology Research Direction. I.W.G.N. Workshop Report. — Dordrecht: Kluver Acad. Publ., 2000.

34. Edelstein A.S., Camarata R.C. Nanomaterials: Synthesis, Properties and Application.

35. Bristol and Philadelphia: Inst. Physics Publ., 1996.

36. Melikhov I.V., Bozhevolnov V.E. Variability and self-organisation in nanosystems // J. Nanoparticle Res. — 2003. — V. 5. — P. 465.

37. Harris P.J.F. Carbon Nanotubles and Related Structures. — Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999.

38. Мелихов И.В. Закономерности кристаллизации с образованием нанодисперсных твердых фаз // Неорганические материалы. — 2000. — Т. 36. — № 3. — С. 108.

39. Мелихов И.В., Рудин В.Н., Воробьева Л.И. Механизм превращения блочных кристаллов CaS04-0,5H20 в дигидрат // Изв. АН СССР, неорг. матер. — 1988. — № 24. — С. 448.

40. Мелихов И.В., Келебеев А.С. Коагуляционный рост кристаллов сульфата бария из сильно пересыщенного водного раствора // Кристаллография. — 1979. — Т. 24.1. С. 410.

41. Melikhov LV., Kelebeev A.S., Bacic.S. Electron Microscopic Study of Nucleation and Growth of Highly Dispersed Solid Phase // J. Colloid Interface Sci. — 1986. — V. 112.1. P. 54—65.

42. Мелихов И.В., Небылицын Б.Д. Рост кристаллов. — Ереван: Изд-во Ереванского ун-та, 1977. —Т. 12, —С. 103.

43. Whitesides G.M., Mathias J.P., Seto С.Т. Molecular self-assembly and nanochemistry: a chemical strategy for the synthesis of nanostructures // Science. — 1991. — V. 254. — P. 1312.

44. Комаров В.Ф., Чалпян AT., Мелихов KB. Кристаллизация фосфата европия (III) через две промежуточные фазы // Журн. неорг. хим. -— 1996. — Т. 41. — С. 533.

45. Rohani S. Modeling and control of a continuous crystallization process // Trends Chem. Eng. — 1998. — V. 5. — P. 173—193.

46. Higgins S.R., Bosbach D., Eggleston C.M., Knauss K.G. Microtopography of the barite (001) face during growth: AFM observations and PBC theory // J. Phys. Chem. B.2000. — V. 104. — P. 6978—6982.

47. Ungar, G., et al. Growth and nucleation rate minima in long n-alkanes // Phis. Rev. Lett. 2000. - V. 85. - N. 20. - P. 4397—4400.

48. Чернов A.A. Современная кристаллография. Т. 3. — M.: Наука, 1980. — С. 5— 100.

49. Keller К. W. Hill formation by two-dimensional nucleation as one mode of crystal growth// J. Crystal Growth. — 1986. — V. 78. — P. 509—518.

50. Melikhov I. V., Vukovic Z., Lazic S. The Study of Ontogenesis and Hierarch Structure of Dispersed Phase // J. Chem: Soc. Faradey Trans. — 1985. — V. 81. — N. 5. — P. 1275—1282.

51. Мелихов И.В., Михеев Н.Б., Каменская A.H. и др. Агломерационная сокристаллизация в многокомпонентных дисперсных системах // Коллоидн. ж. — 1997. — Т. 59. — № 6. — С. 774—776.

52. Мелихов КВ., Шантарович В.П., Китова Е.Н. и др. Радионуклидно-микроскопическая диагностика дисперсных твердых фаз // Ж. физ. хим. — 1993. — Т. 67.—№1. —С. 70—75.

53. Нейман М.Б., Гол Денсе. Применение радиоактивных изотопов в химической кинетике. Кинетический изотопный метод. — М.: Наука, 1970.

54. Нефедов В.Д., Торопова М.А. и др. Радиоактивные индикаторы в химических исследованиях. Гл. IV. — JI. — М.: Химия, 1965.

55. Радиоактивные индикаторы в химии. Основы метода / Под ред. В.Б. Лукьянова. — М.: Высш. шк., 1985. —287 с.

56. Мелихов КВ., Китова Е.Н., Горбачевский А.Я. и др. Механизм посткристаллизационного упорядочивания кристаллогидратов // Ж. физ. хим. — 1993. —Т. 67. —С. 75.

57. Комаров В.Ф., Чалиян А.Г. Формирование текстуры аморфной фазы фосфата европия (III) // Неорганические материалы. — 1997. — Т. 33. — №. 9. — С. 1131— 1134.

58. Нейман Л.А., Смоляков B.C., Шишков А.В. Общие проблемы физико-химической биологии. // Успехи химии. — 1985. — Т. 2. — С. 45—54.

59. Соболева О.А., Коробков В.К., Сумм Б.Д. и др. Применение метода авторадиографии для изучения распределения ПАВ на твердой поверхности. // Коллоидный журнал. — 1998. — Т. 60. — № 6. — С. 826—830.

60. Веселова И.А., Шеховцова Т.Н., Бадун Г.А. Использование хитозана и его производных для иммобилизации ферментов. Мат. V конф. Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана. -— Москва—Щелково, 1999. — С. 265.

61. Калмыков С.Н., Болдеско А. С., Сапожников Ю.А., Бадун Г.А. Миграция нептуния в глинистых минералах. Влияние гуминовых и фулевых кислот. Тезисы докладов III Российской конф. по радиохимии. — С.-Пт., 2000. — С. 197.

62. Kordyukova L. V., Ksenofontov A.L., Badun G.A., Baratova L.A. Studying liposomes by tritium bombardment // Bioscience Reports. — 2001'. — V. 21. — N. 6. — P. 711— 718.

63. Shishkov A.V., Ksenofontov A.L., Bogacheva E.N., et al. Studying the spatial organization of membrane proteins by means of tritium stratigraphy: bacteriorhodopsin in purple membrane // Biochemistry. — 2002. — V. 56. — P. 147—149.

64. Lukashina E. V., Badun G.A., Chulichkov A.L. Atomic tritium as an instrument of protein behaviour at the air-water interface. // Biomolec. Eng. — 2007. — V. 24. — P. 125—129.

65. Миначев X. M., Автошин Г. В., Шпиро Е. С. Фотоэлектронная спектроскопия и ее применение в катализе. — М., 1981.

66. Нефедов В. И., Черепин В. Т. и др. Физические методы исследования поверхности твердых тел. — М., 1983.

67. Elfersi S., Lebugle A., Gregoire G. X-ray photoelectron spectroscopy study of the dentin-glass ionomer cement interface // J. Biomater. Dentaires. —- 1992. — V. 7. — P. 141.

68. Тетерин Ю.А., Нефедов В.И., Тетерин А.Ю. и др. Изучение взаимодействияураниловой группы UO с гидроксилапатитом и фторапатитом в водных растворах методом рентгеноэлектронной спектроскопии // Ж. структурной хим. — 2000. — Т. 41,— №4. —С. 749.

69. Химические применения мёссбауэровской спектроскопии. / Под ред. В. И. Гольданского, В. В. Храпова. — М., 1970.

70. Advances in Mossbauer Spectroscopy; applications to physics, chemistry and biology / Eds. B.V. Thosar, et al. — Amsterdam, 1983.

71. Tao S.J. Positronium Annihilation in Molecular Substances // J. Chem. Phys. — 1972. — N. 56. —P. 5499—5504.

72. Шантарович В.П., Бердоносов С.С., Знаменская, И.В. и др. Особенности миграции позитрония по твердому телу, содержащему нанопоры (на примере исследования сорбции и аннигиляции позитронов в ватерите) // Радиохимия. — 2006. — Т. 48. — № 5. — С. 454^157.

73. Роджерс Э. Авторадиография. Пер. с англ. — М., 1972.

74. Авторадиография поверхностей раздела и структурная стабильность сплавов. — М., 1987. '

75. Химическая энциклопедия. Т. 5. — М.: Научное изд-во «Большая Российская Энциклопедия», 1998. — С. 441.

76. Kramar S.F., Borgardt N.I. EELS of crystals in the strong Bragg beams. In Proc. XI European Congress on Microscopy. — Dublin, 1996. — P. 419—420.

77. Суворова Е.И., Поляк JT.E., Комаров В.Ф., Мелихов И.В. Исследование синтетического гидроксиапатита методом высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии: морфология и направление роста. // Кристаллография.2000. — Т. 45. — № 5. с. 930—934.

78. Миронов B.JT. Основы сканирующей зондовой микроскопии. — М.: Мир, 2004.

79. Bosbach D., Hochella M.F.Jr. Gypsum growth in the presence of growth inhibitors: a csanning force microscopy study // Chemical Geology. — 1996. — V. 132. — P. 227— 236.

80. Drygin Yu.F., Bordunova O.A., Gallyamov M.O., Yaminsky I.V. Atomic force microscopy examination of tobacco mosaic virus and virion RNA // FEBS Letters. — 1998. —V. 425. —P. 217—221.

81. Yaminsky I. V., Tishin A.M. Magnetic force microscopy // Russian Chemical Reviews.1999. — V. 68(3). — P. 165—170.

82. Эдельман B.C. Сканирующая туннельная микроскопия (обзор) // Приборы и техника эксперимента (ПТЭ). — 1989. — № 5. — С. 25—49.

83. Kubby J.A., Boland J.J. Scanning Tunneling Microscopy of Semiconductor Surfaces // Surface Science Reports. — 1996. — V. 26. — P. 161—204.

84. Bai C. Scanning Tunneling Microscopy and its Application. 2 rev. ed. — Springer-Verlag, 2000.

85. Маслова. H.C., Панов В.И. Сканирующая туннельная микроскопия атомной структуры, электронных свойств и поверхностных химических реакций. // УФН. — 1989. —Т. 157. —В. 1. —С. 185.

86. Bosbach D., Junta-Rosso J.L., Becker U., Hochella M.F.Jr. Gypsum growth in the presence of background electrolytes studied by Scanning Force Microscopy // Geochimica at Cosniochimica Acta. — 1996. — V. 60. — N. 17. — P. 3295—3304.

87. Cole W.F., Lancucki C.J. Products formed in an aged concrete // Natl. Phys. Sci. — 1972. — V. 23 8. — N. 7. — P. 95—96.

88. Химическая энциклопедия. Т. 2. — М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1990. — С. 299.

89. Маллин Дж.В. Кристаллизация. — М.: Металлургия, 1965.

90. Amathieu L., Boistelle R. Crystallization kinetics of gypsum from dense suspension of hemihydrate in water // J. Cryst. Growth. — 1988. — V. 88. — P. 183—192.

91. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. — Л.: Химия, 1972.

92. Porta J. Methodologies for the analysis and characterization of gypsum in soils: A review // Geoderma. — 1998. — V. 87. — P. 31—46.

93. Берлинков B.M., Дрикер Б.Н., Беляева H.A. Применение математической модели кристаллизации сульфата кальция в процессе ингибирования солеотложений. Ч. 1.// Ж. прикл. хим. — 1988. — Т. 61. — № 3. — С. 617—621.

94. Берлинков В.М., Дрикер Б.Н., Беляева Н.А. Применение математической модели кристаллизации сульфата кальция в процессе ингибирования солеотложений. Ч. 2. // Ж. прикл. хим. — 1988. — Т. 61. — № 9. — С. 2142—2144.

95. Schierholtz O.J. The Crystallization of Calcium Sulphate Dihydrate // Canadian J. Chem. — 1958. — V. 36. — P. 1057—1063.

96. Klepetsanis P.G., Koutsoukos P.G. Precipitation of calcium sulfate dihydrate at constant calcium activity // J. Ciyst. Growth. — 1988. — V. 98. — P. 480—486.

97. Простаков C.M., Дрикер Б.Н., Ремпелъ С.И. и др. Определение параметров зародышеобразования сульфата кальция различными методами // Ж. прикл. хим. — 1982. —Т. 55.—№ 11. —С. 2576—2579.

98. Третьяков О.В., Крщкий В.Г. Уравнение Оствальда-Фройндлиха и описание гомогенной кристаллизации в растворах с малым пересыщением // Изв. Вузов. Химия и химтехнол. — 1989. — Т. 32. — № 10. — С. 48—53.

99. Hunger K-J., Henning О. On the Crystallization of Gypsum from Supersaturated solutions // Cryst. Res. Technol. — 1988. — V. 23. — N. 9. — P. 1135—1143.

100. Hunger K-J., Henning О. II Zem.-Kalk.-Gips. — 1988. — B. 41. — N. 1. — S. 174—175.

101. Nancollas G.W., Sung-Tsuen L. Linear crystallization and induction-period studies of the growth of calcium sulphate dihydrate crystals // Talanta. -— 1973. — V. 20. — P. 211—213.

102. Nancollas G.W., Reddy MM. Calcium Sulfate Dihydrate Crystal Growth in Aqueous Solution at Elevated Temperatures // J. Cryst. Growth. — 1973. — V. 20. —N. 2. —P. 125—134.

103. Трейвус Е.Б., Мошкин C.B., Ильинская Т.Г. Кинетика роста кристаллов гипса // Ж. физ. хим. — 1981. —Т. 55. —№ 1, —С. 112—115.

104. Aoki Shigeki, Aral Yasuo. Calcium Sulfate Precipitation // Gyps and Lime. — 1979. — N. 158. —P. 2—9.

105. Коняхин А.К. Изучение структурных форм сульфата кальция методом рентгенографирования его твердых растворов // Ж. прикл. хим. — 1968. — Т. 41. — №5.— С. 968—972.

106. Melikhov I.V., Saparin G.V., Bozhevolnov V.E., et al. Diagnostics of Heterogeneous Chemical Reactions by Cathodoluminescence // Scanning. — 1991. — V. 13. — P. 358—362.

107. Яминский В.В., Пчелин В.А., Амелина Е.А. и др. Коагуляционньте контакты в дисперсных системах. — М.: Химия, 1982.

108. Полак А.Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. — М: Изд-во литературы по строительству, 1960.

109. Suchanek W., Yoshimura М. Processing and properties of hydroxyapatite-based biomaterials for use as hard tissue replacement implants // J. Mater. Res. — 1998. — V. 13.—N. 1, —P. 94—117.

110. Зуев В.П., Панкратов А.С. Остеорепарация посттравматических дефектов нижней челюсти под воздействием гидроксиапатита ультравысокой дисперсности // Стоматология. — 1999. — Т. 1. — С. 37—41.

111. Posner A.S., Blumenthal N.C., Betts F. Chemistry and structure of precipitated hydroxy apatites: Phosphate Miner. — Berlin, 1984. —P. 330—350.

112. Hughes J.M., Rakovan J., Kohn M.J., et al. The crystal structure of apatite, Ca5(P04)3(F,0H,Cl) // Phosphates: geochemical, geobiological and materials importance. Reviews in mineralogy and geochemistry. — 2002. — V. 48. — P. 1—12.

113. White T.J., Li Z.D. Structural derivation and crystal chemistry of apatites // Acta Cryst. B. — 2003. — V. 59. — P. 1—16.

114. Комаров В.Ф., Мелихов КВ., Суворова Е.И., Северин А.В. Сольватация двумерных нанокристаллов гидроксиапатита. VII Межд. конф. Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. Сб. трудов. — Иваново, 1998. — С. 63.

115. Каназава Т. Неорганические фосфатные материалы: Пер. с японского. — Киев: Наукова думка, 1998. — С. 17—109.

116. Dorozhkin S. V., Epple М. Biological and medical significance of calcium phosphates // Angew. Chem. Int. Ed. — 2002. — V. 41. — P. 3130—3146.

117. Brown P. W. Phase Relationships in the Ternary System Ca0-P205-H20 at 25°C // J. Am. Ceram. Soc. — 1992. — V. 75. — N. 1. — P. 17—22.

118. Martin R.I., Brown P.W. Phase equlibria among acid calcium phosphates // J. Am. Ceram. Soc. — 1997. — V. 80. — N. 5. — P. 1263—1266.

119. Везер В. Фосфор и его соединения. — М.: Изд-во научной литературы, 1962. — С. 394—411.

120. Fernandez Е., Gil F.J., Ginebra M.P., et al. Calcium phosphate bone cements for clinical applications. Part I: solution chemistry // J. Mater. Sci. Mater. Med. — 1999. — V. 10.—P. 169—176.

121. Зуев В.П., Сергеев П.В., Мелихов И.В. О Влиянии гидроксиапатита на пролиферативную активность клеток костной ткани // Химико-фармацевтический журнал. — 1994. — № 2. — С. 10—14.

122. Мелихов И.В., Рудин В.Н. Эволюционный подход к синтезу исходных компонентов биокерамики. Сб. тез. Докладов Всероссийского совещания «Биокерамика в медицине», 20—21 ноября 2006. — М., 2006. — С. 10—11.

123. Чайкина М.В. Механохимия природных и синтетических апатитов. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. — 223 с.

124. Чумаевский Н.А., Орловский В.П., Родичева Г.В. и др. Синтез и колебательные спектры гидроксилапатита кальция // Ж. неорган, химии. — 1992. — Т. 37. — В. 7.1. С. 1455—1457.

125. Lazic S. Microcrystalline hydroxyapatite formation from alkaline solutions // J. Crystal Growth. — 1995. — V. 147. — P. 147—154.

126. Heughebaert J.C. The Growth of nonstoichiometric apatite from aqueous solution at 37 °C, I. Methodology and growth at pH 7.4 // J. Colloid Interface Sci. — 1990. — V.135. — P. 20—32.

127. Мелихов И.В., Дорожкин С.В., Николаев A.JI. и др. Дислокации и скорость растворения твердых тел // Ж. физ. хим. — 1990. — Т. 64. — № 12. — С. 3242— 3248.

128. Orlovskii V.P., Barinov S.M. Hydroxyapatite and hydroxyapatite-matrix ceramics: a survey // Russian J. Inorg. Chem. — 2001. — V. 46(2). — P. 129—149.

129. Christoffersen J., Christoffersen M.R., Kibalczyc W., Andersen F.A. A contribution to the understanding of the formation of calcium phosphates // J. Crystal Growth. — 1989. — V. 94. — P. 767—777.

130. Christoffersen M.R., Christoffersen J., Kibalczyc W. Apparent solubility of two amorphous calcium phosphates in the temperature range 30-42 0 С // J. Crystal Growth.1990. — V. 106. — P. 349—354.

131. Liu C., Huang Y., Shen W., Cui J. Kinetics of hydroxyapatite precipitation at pH 10 to 11 // Biomaterials. — 2001. — V. 22. — P. 301—306.

132. Кибалъчиц В., Комаров В.Ф. Экспресс-синтез кристаллов гидроксилапатита кальция // Ж. неорг. хим. — 1980. — Т. 25. — № 2. — С. 565—567.

133. Мелихов И.В., Комаров В.Ф., Кибалъчиц В. Эстафетная кристаллизация аморфной дисперсной фазы при синтезе гидроксиапатита // ДАН. — 1981. — Т. 256. — № 6. — С. 765—770.

134. Rudin V.N., Komarov V.F., Melikhov I.V., et al. Stomatic Composition. Europen Patent №950 354.7,2001.

135. Рудин В.Н., Комаров В.Ф., Мелихов И.В. и др. Способ получения суспензии гидроксиапатита. Патент РФ №2122520, 1998.

136. Крылова И.В., Иванов Л.Н., Божеволънов В.Е., Северин А.В. Процессы самоорганизации и структурные фазовые переходы в нанокристаллическом гидроксиапатите по данным экзоэмиссии // Ж. физ. хим. — 2007. — Т. 81. — № 2. — С. 300—304.

137. Панкратов А.С., Древалъ А.А., Пылаев А.С. и др. // Российский стоматологический журнал — 2000. — № 5. — С. 4—6.

138. Паррей М., Душин Н.В., Гончар П.А. Результаты клинико-экспериментального исследования эффективности склеропластики с применением гидроксиапатита. Тез. XII межд. офтальмологического симп. — Одесса, 2001. — С. 54—55.

139. Fulmer М., Brown P. W. Effects of temperature on the formation of hydroxyapatite // J. Mater. Res. — 1993. —V. 8,—N. 7,—P. 1687—1693.

140. Martin R.I., Brown P.W. Aqueous formation of hydroxyapatite // J. Biomed. Mater. Res.— 1997. — V. 35, — P. 299—308.

141. Fernandez E., Gil F.J., Ginebra M.P., et al. Calcium phosphate bone cements for clinical applications. Part I: solution chemistry // J. Mater. Sci. Mater. Med. — 1999. — V. 10, —P. 169—176.

142. Graham S., Brown P.W. Reaction of octacalcium phosphate to form hydroxyapatite //J. Crystal Growth.— 1996. —V. 165.—P. 106—115.

143. Yeong K.C.B., Wang J. Mechanochemical synthesis of nanocrystalline hydroxyapatite from CaO and CaHP04 // Biomaterials. — 2001. — V. 22. — P. 2705— 2712.

144. Орловский В.П., Суханова Т.Е., Ежова Ж.А., Родичева Г.В. Гидроксиапатитная биокерамика // ЖВХО им. Д.И. Менделеева. — 1991. — Т. XXXVI. — № 6. — С. 683—690.

145. Баларев Д. Строеж на реалнокристалните системи. — София: Наука и изкуство, 1964. — 266 с.

146. Юшкин Н.П. Теория микроблочного роста кристаллов в природных гетерогенных растворах. — Сыктывкар: Изд-во Коми ФАН СССР, 1971.— 368 с.

147. Мелихов И.В., Печников В.Г. Изотопный обмен в перемешиваемых суспензиях // Ж. физ. хим. — 1970. — № 44. — С. 2239—2245.

148. Rodrigues-Clemente R., Lopez-Mcipe A., Gomez-Morales J., et al. Hydroxy apatite Precipitation: A Case of Nucliation-Aggregation-Aglomeration Growth Mechanism // J. Eur. Cer. Soc.— 1998. —V. 18. —P. 1351—1356.

149. Bernard, L., Freche, M., Lacout, J. L., Biscans, B. Model of the formation mechanisms of hydroxy apatite agglomerates. 14th Int. Symp. Ind. Cryst. — Rugby, UK, 1999. —P. 307—317.

150. Matsuda, N., Kaji, F. Form control of crystals and aggregation of hydroxy apatites. Bioceram., Proc. Int. Symp. Ceram. Med. — Japan, 1996. — V. 9. — P.213—216.

151. Bouyer E., Gitzhofer F., Boulos M.I. Morphological Study of Hydroxyapatite nanocrystal suspension // J. Mat. Sci. — 2000. — V. 11. — P. 523—531.

152. Hojgaard, I., Tiselius, H.G. The effects of citrate and urinary macromolecules on the aggregation of hydroxyapatite crystals in solutions with a composition similar tothat in the distal tube // Urol. Res. — 1998. — V. 26 — P. 89—95.

153. Boeve, E. R., Cao, L. C., Deng, G., et al. Effect of two new polysaccharides on growth, agglomeration and zeta potential of calcium phosphate crystals // J. Urol. — 1996. —V. 155(1). —P. 368—373.

154. Athanasopoulou, A., Gavril, D., Koliadima, A., Karaiskakis, G. Study of hydroxyapatite aggregation in the presence of potassium phosphate by centrifugal sedimentation field-flow fractionation // J. Chromatogr. — 1999. — V. 845. — P. 293— 302.

155. Ito A., Kanzaki N., Опита K., et al. Inhibitory effect of magnesium and zinc on. ciystallization kinetics of hydroxyapatite (0001) face // J. Phys. Chem. B. — 2000. — V. 104. — P. 4189—4194.

156. Lusvardi G., Menabue L., Saladini M. Reactivity of biological and synthetic hydroxyapatite towards Zn(II) ion, solid-liquid investigations // J. Mater. Sci. Mater. Med. — 2002. — V. 13. — P. 91—98.

157. Barinov S.M., Sevchenko S.M. Dynamic fatigue of porous hydroxyapatite bioceramics in air // J. Mater. Sci. Lett. — 1995. — V. 14. — N. 2. — P. 582—583.

158. Kang H., Tabata Y., Ikada Y. Fabrication of porous gelatin scaffolds for tissue engineering // Biomaterials. — 1999. — V. 20. — P. 1339—1344.

159. Ten-Huisen K.S., Martin R.I., Klimkiewicz M, Brown P. W. Formation and properties of a synthetic bone composite: hydroxyapatite-collagen // J. Biomed. Mater. Res. — 1995. — V. 29. — P. 803—810.

160. Langstaff S.D., Sayer M., Smith T.J.N., et al. Resorbable bioceramics based on stabilized calcium phosphates, Part I: Rational design, sample preparation and material characterization // Biomaterials. — 1999. — V. 20. — P. 1727—1741.

161. Chang M.C., Tanaka J. XPS study for the microstructure development of Hydroxyapatite-collagen nanocomposites cross-linked using glutaraldehyde // Biomaterials. — 2002. — V. 23. — P. 3879—3885.

162. Komlev V.S., Barinov S.M. Porous hydroxyapatite ceramics of bi-modal pore size distribution // J. Mater. Sci. Mater. Med. — 2002. — V. 13. — P. 295—299.

163. Kielland I. Individual Activity Coefficients of Ions in Aqueous Solutions // J. Am. Chem. Soc. — 1937. —V. 59. —P. 1675—1678.

164. Мелихов КВ., Вабищевич П.Н., Горбачевский А.Я. Периодическая сорбция полидисперсными сорбентами из раствора // Теор. основы хим. технологии. — 1991. —Т. 25.—№ 1. —С. 125—128.

165. Rirkegaard P., Eldrup М. Influence of spur processes on positronium formation in some mixtures of organic liquids // Computer Phys. Commun. — 1974. — N. 7. — P. 401.

166. White E.T., Hoa L.T. Mass Transfer Studies in Particulate Systems using the Population Balance Approach the Growth of gypsum Crystals / Secondi Australian. Conf. Heart and Mass Transfer. Sidney University. — Sidney, 1977. — P. 401—408.

167. Mile В., Vincent A.T., Wilding C.R. Studies of the Effects of Electrolytes on the Rates of Precipitation of Calcium Sulphate Dihydrate using an Ion-selective Electrode // J. Chem. Tech. Biotechnol. — 1982. — V. 32. — P. 957—987.

168. Туницкий H.H., Каминский В.А., Тимашев С.Ф. Методы физико-химической кинетики. — М.: Химия, 1972. — С. 198.

169. Obretenov W., Bostanov V. Rate of crystal growth by 2D nucleation in the case of electrocrystallization of silver//J. Cryst. Growth. — 1992. — V. 121. —N. 3. — P. 495.

170. Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зотеев А.В. Основы физики поверхности твердого тела. — М., 1999. — С. 224.

171. П2. Arthur Е.М., Smith R.M. Critical stability constants. V. 4.—N.-Y., 1976.

172. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. — М.: Мир, 1969. — 654 с.

173. Нефедов В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений. — М.: Химия, 1984. — 256 с.

174. Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy / Eds. D. Briggs, M.P. Seah. — New York: John Wiley & Sons Ltd., 1983. — 534 p.

175. Сосульников М.И., Тетерин Ю.А. Рентгеноэлектронное исследование кальция, стронция, бария и их оксидов // ДАН СССР. — 1991. — Т. 317. — № 2. — С. 418.

176. Sosulnikov M.I., Teterin Yu.A. X-ray photoelectron studies of Ca, Sr and Ba and their oxides and carbonates // J. Electr. Spectr. Relate. Phenom. — 1992. — V.,59(2). — P. 111—126.

177. Socic H., Gaberc-Porekar V. Micromethod for the Quantitative Determination of Succinic Acid in the Fermentation Media // European J. Appl. Microbiol. Biotechnol. — 1980. —V. 9, —P. 53—58.

178. Parrey M.R., Dushin N. V., Gonchar P.A. Scleral fortification with hydroxyapatite in the treatment & prophylaxis of progressive myopia.- an experimental study. XIII Congress of the European Society of Ophthalmology. — Istanbul. Turkey, 2001.— P.316.