Structural investigation of different element-based samarium-doped hydroxyapatites by using quantum mechanical methods and experimental analysis
Farklı element esaslı samaryum katkılı hidroksiapatitlerin kuantum mekanik yöntemlerle yapısal incelenmesi ve deneysel analiz
- Tez No: 806668
- Danışmanlar: PROF. DR. NİYAZİ BULUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
Bu tezde, üç farklı element bazlı Samaryum (Sm) katkılı HAp nanoyapı tozu deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Deneysel olarak sentezlenecek numuneler için 0.133 at sabit değerinde Mg, Zn ve Sr olmak üzere üç farklı baz elementten biri seçilmiştir. Sm, farklı gruplardaki numunelerin tümü için değişen miktarlarda (0, 0.133, 0.266, 0.399, 0.532 ve 0.665 %) yardımcı katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Her grup için yaş kimyasal sentez yapıldı. Sm ilave miktarının değiştirilmesinin in vitro yapısal, termal ve biyouyumluluk özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. HAp fazı (her grubun tüm numuneleri için %98'in üzerinde) ve beta-trikalsiyum fosfat β - TCP'nin her ikisi de sırasıyla XRD, FT-Raman spektroskopisi ve FTIR ölçümleriyle ana faz ve küçük faz olarak doğrulandı. Anizotropik enerji yoğunluğu arttıkça hem kristalit boyutu hem de kristallik azaldı. Sm'nin girişinin neden olduğu morfolojide belirgin bir değişiklik olmamıştır. Her numunenin termal stabilitesi doğrulandı. Sunulan Sm miktarının hücre canlılığını etkilediği bulundu. Ek olarak, her grubun tüm numuneleri, yapı-özellik ilişkilerini görselleştirmek için hesaplama sonuçlarını elde etmek üzere DFT kullanılarak modellendi ve teorik olarak karakterize edildi. Böylece, kalıplanmış numune gruplarının tümü için BS, DOS, BG ve LAC, elektronik özelliklerinin yanı sıra ekranlama özelliklerini incelemek için hesaplandı. Bu özellikler üzerinde co-doping etkisi görüldü. Kan şekeri tüm numuneler için sürekli olarak azaldı. LAC, tüm numuneler için Sm konsantrasyonu ile arttı, ancak artan X-ışını enerjisi ile azaldı. HAp numuneleri, 5-30 keV aralığındaki fotonları önemli ölçüde zayıflatabildikleri için radyasyon kalkanı ve tıbbi uygulamalarda verimli bir şekilde kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, three different element-based Samarium (Sm)-doped HAp nanostructures powder were studied experimentally and theoretically. For the samples to be synthesized experimentally, one of three different base elements was selected, including Mg, Zn, and Sr, at a constant value of 0.133 at. %, for each group. Sm was utilized as a co-dopant for all of the samples in the different groups at varying amounts of (0, 0.133, 0.266, 0.399, 0.532 and 0.665 at. %). For each group, a wet chemical synthesis was performed. The effects of changing the amount of Sm addition on the structural, thermal and biocompatibility in vitro properties were investigated. HAp phase (above 98% for all of the samples of each group) and beta-tricalcium phosphate β − TCP were both confirmed as the major phase and minor phase, respectively, by XRD, FT-Raman spectroscopy and the FTIR measurements. Both the crystallite size and crystallinity decreased as the anisotropic energy density increased. There was no obvious change in morphology caused by the introduction of Sm. The thermal stability of each sample was confirmed. It was found that the amount of Sm presents affected cell viability. Additionally, all of the samples of each group were modeled and theoretically characterized by using the DFT to obtain the calculation results for visualizing the structure-properties relations. Thus, the BS, DOS, BG and LAC for all of the molded sample groups were computed to study their electronic properties as well as shielding properties. The co-doping effect on these properties was seen. The BG continuously decreased for all of the samples. LAC increased with Sm concentration for all samples but decreased with increasing X-ray energy. The HAp samples can efficiently be used in radiation shielding and medical applications because they can considerably attenuate photons in the 5-30 keV range.
Benzer Tezler
- Ionic conduction mechanisms in nano-composite electrolyte and their relationship to micro-structural features
Nano-bileşik elektrolitlerde iyonik iletkenlik mekanizması ve mikroyapısal özelliklerle ilişkisi
SHALİMA SHAWUTİ
Doktora
İngilizce
2014
Seramik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜLGÜN
- Deprem etkisindeki betonarme bir yapıda meydana gelen toptan göçme durumunun incelenmesi: 30 ekim 2020 İzmir depremi örneği
Investigation of total collapse in a reinforced concrete structure under earthquake effect: The case of 30 october 2020 İzmir earthquake
RECEP VARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YÜKSEL
- Kuvvetli yer hareketi altında suya doygun kumlarda oluşabilecek oturmaların sayısal analizlerle incelenmesi ve makine öğrenmesiyle değerlendirilmesi
Investigation of settlements in saturated sands under strong ground motion by numerical analysis and evaluation by machine learning
OZAN SUBAŞI
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP İYİSAN
- Denizaltı mukavim teknesi için bir yapısal tasarım yaklaşımı ve sonlu elemanlar metoduna dayalı yapısal optimizasyon
A structural design approach for submarine pressure hull and finite element based structural optimization
SERHAT ŞENOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERGİN
- Yığma yapıların çevresel titreşim verileri kullanılarak deprem davranışının incelenmesi: Adana Büyük Saat Kulesi örneği
Investigation of earthquake behavior of masonry structures using ambient vibration test: Adana Great Clock Tower example
HAKAN ERKEK
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF CALAYIR