مطالعه محاسباتی هیدروکسی آپاتیت: تاثیر اصلاح ساختاری بر روی مشخصه های مکانیکی

در این مطالعه، خواص مکانیکی کلسیم هیدروکسی آپاتیت خالص و تلقیح یافته با استرانسیم با استفاده از محاسبات نظریه تابعی چگالی بررسی گردید. نتایج مطالعات برون-تنی پیشین حاکی از آن است که تلقیح استرانسیم در ساختار بلوری هیدروکسی آپاتیت می تواند سبب ارتقای انحلال پذیری آپاتیت ها و نیز افزایش سطح هورمون پروتئینی استئوکلسین شود. با این حال، نیاز است تا تاثیر این اصلاح ساختاری بر روی خواص مکانیکی پیش از استفاده از آنها به عنوان پرکننده های زیست-سازگار در مواد کامپوزیتی مورد ارزیابی قرار گیرد. در ابتدا، مشخصه های ساختاری بدست آمده از طریق بهینه سازی هندسی تطابق خوبی با مقادیر تجربی گزارش شده نشان داد که این موضوع می تواند گواهی بر صحت محاسبات باشد. در ادامه، شش ثابت الاستیک مستقل، مدول توده، مدول برشی، مدول یانگ، نسبت پواسون و معیار آنیزوتروپی الاستیک برای هر دو ترکیب محاسبه و با یکدیگر مقایسه گردید. بررسی ثوابت الاستیک و نیز سایر مولفه های مکانیکی، بیانگر وجود آنیزوتروپی بیشتر در ترکیب اصلاح یافته می باشد. در نهایت نیز منشاء ایجاد تفاوت در مشخصه های مکانیکی به کمک نتایج مربوط به توزیع چگالی سطوح الکترونی این دو ترکیب مورد بحث قرار گرفت.