Вышедшие номера
Модель распространения терагерцового импульса через керамику на основе гидроксиапатита
Резванова А.Е. 1, Кудряшов Б.С.1, Скоробогатов Д.Д.1,2, Пономарев А.Н. 1,2
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
2Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия
Email: ranast@ispms.ru, bsk3@ispms.ru, danilskor1@gmail.com, alex@ispms.ru
Поступила в редакцию: 29 января 2024 г.
В окончательной редакции: 29 января 2024 г.
Принята к печати: 29 января 2024 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.

Методом конечных элементов построены компьютерные модели пропускания терагерцового излучения сквозь образцы пористой композитной керамики на основе гидроксиапатита с добавками углеродных нанотрубок. Данные модели позволили оценить влияние добавок нанотрубок в содержании 0.1 и 0.5 mass% на структуру и оптические свойства образцов. Используя результаты моделирования интенсивности и скорости пропускания THz-излучения, были определены оптические свойства модельных образцов, такие, как показатель преломления и коэффициент поглощения. Обнаружено, что с ростом пористости материала наблюдается увеличение коэффициента поглощения и снижение показателя преломления, что обусловлено более плотной структурой материала при добавлении нанотрубок. Полученные в результате компьютерного моделирования оптические параметры моделей образцов гидроксиапатита и гидроксиапатита с добавками нанотрубок имеют качественное согласие с экспериментальными данными, а также с литературными параметрами костных тканей. Ключевые слова: моделирование, метод конечных элементов, оптические свойства, пористость.
  1. M.S. Barabashko, M.V. Tkachenko, A.A. Neiman, A.N. Ponomarev, A.E. Rezvanova. Appl. Nanosci., 10, 2601 (2020). DOI: 10.1007/s13204-019-01019-z
  2. R.G. Ribas, V.M. Schatkoski, T.L. do Amaral Montanheiro, B.R.C. deMenezes, C. Stegemann, D.M.G. Leite, G.P. Thim. Ceram. Intern., 45 (17), 21051 (2019). DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.07.096
  3. Y. Han, Q. Wei, P. Chang, K. Hu, O.V. Okoro, A. Shavandi, L. Nie. Crystals, 11 (4), 353 (2021). DOI: 10.3390/cryst11040353
  4. T. Zhang, W. Cai, F. Chu, F. Zhou, S. Liang, C. Ma, Y. Hu. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., 128, 105681 (2020). DOI: 10.1016/j.compositesa.2019.105681
  5. E. Fiume, G. Magnaterra, A. Rahdar, E. Vern., F. Baino. Ceramics, 4 (4), 542 (2021). DOI: 10.3390/ceramics4040039
  6. X. Zhao, J. Zheng, W. Zhang, X. Chen, Z. Gui. Ceram. Intern., 46 (6), 7903 (2020). DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.12.010
  7. P. Khalid, V.B. Suman. J. Bionanosci., 11 (3), 233 (2017). DOI: 10.1166/jbns.2017.1431
  8. С. Грег, К. Синг. Адсорбция, удельная поверхность, пористость (Мир, М., 1984)
  9. O.J. Akinribide, G.N. Mekgwe, S.O. Akinwamide, F. Gamaoun, C. Abeykoon, O.T. Johnsone, P.A. Olubambi. J. Mater. Res. Tech., 21, 712 (2022). DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.09.027
  10. A. Wagner, B. Ratzker, S. Kalabukhov, M. Sokol, N. Frage. J. Eur. Cer. Soc., 39 (4), 1436 (2019). DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2018.11.006
  11. R. Shahmiri, O.C. Standard, J.N. Hart, C.C. Sorrell. J. Рrosthet. Dent., 119 (1), 36 (2018). DOI: 10.1016/j.prosdent.2017.07.009
  12. F. Moussy. J. Biomed. Mat. Res. A, 94 (4), 1001 (2010). DOI: 10.1002/jbm.a.32866
  13. A. Faingold, S.R. Cohen, R. Shahar, S. Weiner, L. Rapoport, H.D. Wagner. J. Biomech., 47 (2), 367 (2014). DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.11.022
  14. M.S. Barabashko, M.V. Tkachenko, A.E. Rezvanova, A.N. Ponomarev. Russ. J. Phys. Chem., 95 (5), 1017 (2021). DOI: 10.1134/S0036024421050058
  15. D. Veljovic, G.D. Vukovic, I. Steins, E. Palcevskis, P. Uskokovic, R. Petrovic, D. Jana ckovic. Sci. Sinter., 45 (2), 33 (2013). DOI: 10.2298/SOS1302233V
  16. D. Lahiri, V. Singh, A.K. Keshri, S. Seal, A. Agarwal. Carbon, 48 (11), 3103 (2010). DOI: 10.1016/j.carbon.2010.04.047
  17. S. Mukherjee, B. Kundu, A. Chanda, S. Sen. Ceram. Int., 41 (3), 3766 (2015). DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.11.052
  18. B. Henriques, D. Fabris, E. Lopes, A.C. Moreira, I.F. Mantovani, C.P. Fernandes, M.C. Fredel. Adv. Eng. Mater., 24 (1), 2100624 (2022). DOI: 10.1002/adem.202100624
  19. L. Yu, P. Jia, Y. Song, B. Zhao, Y. Pan, J. Wang, H. Cui, R. Feng, H. Li, X. Cui, Z. Gao, X. Fang, L. Zhang. J. Mater. Res. Tech., 18, 3541 (2022). DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.04.035
  20. А.S. Nikoghosyan, H. Ting, J. Shen, R.М. Мartirosyan, M.Yu. Tunyan, А.V. Papikyan, А.А. Papikyan. J. Contemp. Phys. Arme, 51, 56 (2016). DOI: 10.3103/S1068337216030087
  21. P. Bawuah, T. Ervasti, N. Tan, J.A. Zeitler, J. Ketolainen, K.-E. Peiponen. Int. J. Pharm., 509 (1-2), 439 (2016). DOI: 10.1016/j.ijpharm.2016.06.023
  22. Yu.V. Kistenev, V.V. Nikolaev, O.S. Kurochkina, A.V. Borisov, E.A. Sandykova, N.A. Krivova, D.K. Tuchina, P.A. Timoshina. Opt. Spectr., 126, 523 (2019). DOI: 10.1134/S0030400X19050138
  23. P. Bawuah, D. Markl, D. Farrell, M. Evans, A. Portieri, A. Anderson, D. Goodwin, R. Lucas, J.A. Zeitler. J. Inf. Millim. Te. W., 41, 450 (2020). DOI: 10.1007/s10762-019-006590
  24. Д.С. Безмельницин, Д.А. Лизункова, И.А. Шишкин. Вестник молодых ученых и специалистов Самарского ун-та, 1 (16), 261 (2020)
  25. J. Fish, T. Belytschko. A First Course in Finite Elements (John Wiley \& Sons, 313, 2007)
  26. П.Е. Сизин. Горный информационно-аналитический бюллетень, 5, 43 (2023)
  27. S. Fiocchi, E. Chiaramello, A. Marrella, G. Suarato, M. Bonato, M. Parazzini, P. Ravazzani. PloS one, 17 (9), E0274676 (2022). DOI: 10.1371/journal.pone.0274676
  28. V.V. Dmitriev, T.V. Gandzha, I.M. Dolganov, N.V. Aksenova. Pet. Coal., 59 (4), 429 (2017)
  29. T.V. Gandzha, K.A. Isakov, A.V. Shapovalov. Russ. Phys. J., 65 (4), 663 (2022). DOI: 10.1007/s11182-022-02682-6
  30. COMSOL [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.comsol.ru/. Дата обращения: 28.11.2023
  31. Ray Optics Module User's Guide [Электронный ресурс] https://doc.comsol.com/5.4/doc/com.comsol.help.roptics/Ray OpticsModuleUsersGuide.pdf. Дата обращения: 28.11.2023
  32. A.E. Rezvanova, B.S. Kudryashov, A.N. Ponomarev, A.I. Knyazkova, V.V. Nikolaev, Y.V. Kistenev. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 14 (5), 530 (2023). DOI: 10.17586/2220-8054-2023-14-5-530-538
  33. С.И. Борисенко, О.Г. Ревинская, Н.С. Кравченко, А.В. Чернов. Показатель преломления света и методы его экспериментального определения (Изд-во Томского политех. ун-та, Томск, 2014)
  34. P. Huang, B. Zhou, Q. Zheng, Y. Tian, M. Wang, L. Wang, J. Li, W. Jiang. Adv. Mater., 32 (1), 905951 (2020). DOI: 10.1002/adma.201905951
  35. M. Plazanet, J. Tasseva, P. Bartolini, A. Taschin, R. Torre, C. Combes, C. Rey, A. Di Michele, M. Verezhak, A. Gourrier. PLoS One, 13 (8), E0201745 (2018). DOI: 10.1371/journal.pone.0201745
  36. M. Bessou, B. Chassagne, J.-P. Caumes, C. Pradere, P. Maire, M. Tondusson, E. Abraham. Appl. Opt., 51 (28), 6738 (2012). DOI: 10.1364/AO.51.006738
  37. M.R. Stringer, D.N. Lund, A.P. Foulds, A. Uddin, E. Berry, R.E. Miles, A.G. Davies. Phys. Med. Biol., 50 (14), 3211 (2005). DOI: 10.1088/0031-9155/50/14/001
  38. A.S. Nikoghosyan, J. Shen, H. Ting. Physical Properties of Human Jawbone, Spongy Bone, Collagen and Cerabone Bone Transplantation Material in Range of 0.2 to 2.5 THz, 44th Intern. Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz, IEEE, 1-2, (2019). DOI: 10.1109/IRMMW-THz.2019.8873754
  39. J. Cai, M. Guang, J. Zhou, Y. Qu, H. Xu, Y. Sun, H. Xiong, S. Liu, X. Chen, J. Jin, X. Wu. Opt. Express, 30 (8), 13134 (2022). DOI: 10.1364/OE.452769
  40. Y.C. Sim, I. Maeng, J.-H. Son. Curr. Appl. Phys., 9 (5), 946 (2009). DOI: 10.1016/j.cap.2008.09.008

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.