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.
1,21Институт 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.
- 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
- 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
- Y. Han, Q. Wei, P. Chang, K. Hu, O.V. Okoro, A. Shavandi, L. Nie. Crystals, 11 (4), 353 (2021). DOI: 10.3390/cryst11040353
- 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
- E. Fiume, G. Magnaterra, A. Rahdar, E. Vern., F. Baino. Ceramics, 4 (4), 542 (2021). DOI: 10.3390/ceramics4040039
- X. Zhao, J. Zheng, W. Zhang, X. Chen, Z. Gui. Ceram. Intern., 46 (6), 7903 (2020). DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.12.010
- P. Khalid, V.B. Suman. J. Bionanosci., 11 (3), 233 (2017). DOI: 10.1166/jbns.2017.1431
- С. Грег, К. Синг. Адсорбция, удельная поверхность, пористость (Мир, М., 1984)
- 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
- 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
- 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
- F. Moussy. J. Biomed. Mat. Res. A, 94 (4), 1001 (2010). DOI: 10.1002/jbm.a.32866
- 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
- M.S. Barabashko, M.V. Tkachenko, A.E. Rezvanova, A.N. Ponomarev. Russ. J. Phys. Chem., 95 (5), 1017 (2021). DOI: 10.1134/S0036024421050058
- 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
- D. Lahiri, V. Singh, A.K. Keshri, S. Seal, A. Agarwal. Carbon, 48 (11), 3103 (2010). DOI: 10.1016/j.carbon.2010.04.047
- S. Mukherjee, B. Kundu, A. Chanda, S. Sen. Ceram. Int., 41 (3), 3766 (2015). DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.11.052
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Д.С. Безмельницин, Д.А. Лизункова, И.А. Шишкин. Вестник молодых ученых и специалистов Самарского ун-та, 1 (16), 261 (2020)
- J. Fish, T. Belytschko. A First Course in Finite Elements (John Wiley \& Sons, 313, 2007)
- П.Е. Сизин. Горный информационно-аналитический бюллетень, 5, 43 (2023)
- 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
- V.V. Dmitriev, T.V. Gandzha, I.M. Dolganov, N.V. Aksenova. Pet. Coal., 59 (4), 429 (2017)
- T.V. Gandzha, K.A. Isakov, A.V. Shapovalov. Russ. Phys. J., 65 (4), 663 (2022). DOI: 10.1007/s11182-022-02682-6
- COMSOL [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.comsol.ru/. Дата обращения: 28.11.2023
- 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
- 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
- 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)
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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.