نانوبیوسرامیک‌ها

پیشگفتار مؤلفان
بی‌‌‌‌‌شک آغاز، ‌ادامه و به سرانجام رساندن تألیف کتاب پیش‌‌‌‌‌رو بی‌‌‌‌‌لطف و مرحمت یگانه هستی امکان‌‌‌‌‌پذیر نبود. خداوند بزرگ را سپاس می‌گوییم که فرصت انجام و تحقق این امر را به ما عطا فرمود.
هم‌‌‌‌‌اینک، چند سال از آغاز کار در گستره نانو فناوری و توجه به این امر مهم در کشور می‌گذرد. در این رهگذر پژوهش‌های مطالعاتی، بنیادی و کاربردی بسیاری در ارتباط با فناوری نانو به انجام رسیده، انتشارات قابل‌‌‌‌‌توجهی نیز فراهم گردیده است و محققان بسیاری در راستای این مسیر به فعالیت ادامه می دهند.
فناوری نانو به دنیای با ابعاد نانو اختصاص دارد. کوچک‌‌‌‌‌شدن اندازه ذرات یا ساختار مواد مختلف موجب تغییرات شگرفی در خواص و کاربرد مواد می‌‌‌‌‌شود که این تأثیر، متخصصان و پژوهشگران را به کار و پژوهش بیشتر در این زمینه ترغیب کرده است. با ریزشدن اندازه ذرات، خواص مختلف مواد اعم از خواص ‌‌‌‌‌فیزیکی،‌ نوری، مکانیکی، مغناطیسی، شیمیایی و ... دستخوش تغییر می‌شود که بیوسرامیک‌ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. در مورد خواص مختلف بیوسرامیک‌ها از قبیل سازگاری زیستی، فعالیت‌‌‌‌‌زیستی، ‌اتصال با بافت میزبان، ‌جذب پروتئین‌ها، سلول‌های بدن و خصوصیات آن‌ها در آزمون‌های آزمایشگاهی و در بدن، اطلاعات و نتایج پژوهش‌ها منتشرشده و تحقیقات سال‌های اخیر حاکی از بهبود چشمگیر خواص‌‌‌‌‌بیوسرامیک‌ها با ریزشدن اندازه‌ دانه آن‌هاست. نانوبیوسرامیک‌ها در مقایسه با بیوسرامیک‌های درشت‌‌‌‌‌دانه، خواص‌‌‌‌‌مکانیکی، ‌فیزیکی و شیمیایی بهتری ارایه می‌کنند و افزایش نرخ و مقدار جذب پروتئین‌ها و سلول‌های بافت زنده توسط آن‌ها دیده می‌شود. استفاده از نانوبیوسرامیک‌ها می‌‌‌‌‌تواند عمر کاشتنی‌های دندانی و ارتوپدی را تا بیش از دو برابر افزایش دهد.
کتاب حاضر با عنوان نانوبیوسرامیک‌ها مشتمل بر چهار فصل است. فصل اول؛ نانو مواد و پوشش‌های نانوساختار، به معرفی کلی نانومواد و پوشش‌های نانوساختار پرداخته و خواص مختلف و روش‌های تولید آن‌ها را مطرح می‌کند.
در فصل دوم ساختار کلی استخوان به عنوان یک نانوکامپوزیت معرفی‌‌‌‌‌شده و دلیل بهبود عملکرد پیوندهای استخوان با استفاده از نانوبیوسرامیک‌ها تشریح گشته است. فصل سوم به نانوبیوسرامیک‌ها و انواع آن‌ها، پوشش‌های نانوساختار بیوسرامیکی و روش‌های تولید آن‌ها می‌پردازد. به دلیل آن که استفاده از نانومواد و پوشش‌های نانوساختار بدون مشخصه‌‌‌‌‌یابی دقیق آن‌ها امکان‌‌‌‌‌پذیر نمی‌باشد در فصل چهارم، برخی از روش‌های آنالیز نانومواد به اختصار معرفی شده است.
ضروری است از تلاش‌‌‌‌‌های صادقانه و همیشگی جناب آقای مهندس محمد ترابیان مدیریت محترم انتشارات ارکان دانش و زحمات فراوان و ارزشمند سرکار خانم نسرین مختاری به خاطر هماهنگی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های لازم در امر چاپ کتاب و همکاری سرکار خانم سمیه جعفریان که صفحه‌‌‌‌‌بندی کامپیوتری را بخوبی به انجام رساندند و نیز از همکاری کادر لیتوگرافی مهتاب قدردانی و سپاسگزاری نمائیم.    
از متخصصان، اساتید و خوانندگان فرهیخته‌‌‌‌‌ای که مؤلفان را با ذکر نکات و پیشنهادات مرهون خود می سازند، تشکر و سپاس فراوان داریم.
 دکتر محمد حسین فتحی
مهندس آرش حنیفی

فصل اول: نانومواد و پوشش‌‌های نانوساختار
1-1- مقدمه
1-2- نانوساختار
1-3- ساخت نانوذرات و نانو‌‌میله‌‌ها/ نانولوله‌‌ها
1-3-1- روش بخار
رسوب‌‌دهی فیزیکی بخار
رسوب‌‌دهی شیمیایی بخار
فرآیند پاشش تبدیلی
1-3-2- روش مایع 
فرآیند سل – ژل
فرآیند ساخت شیمیایی تر
1-3-4- روش جامد
آسیاکاری/آلیاژسازی مکانیکی
ستز مکانیکی- شیمیایی
1-4- تولید جامدات نانوکریستالی به شکل جسم توده‌‌ای
1-4-1- بهم فشرده‌‌سازی دانه‌‌‌‌های نانوساختار
1-4-2- تغییر فرم مومسان شدید
1-4-3- رسوب‌‌دهی الکتریکی
1-5- خواص مکانیکی
منابع و مراجع
 
فصل دوم: استخوان نانوساختار و مواد نانوکامپوزیت 
2-1- مقدمه
2-2- مبانی علم شناخت استخوان
2-2-1- استخوان، یک نانوکامپوزیت
2-2-2- عملکرد سلولی بافت استخوانی
2-3- پیوند استخوان
2-3-1- مواد پیوند استخوان
2-3-2- عوامل کلیدی برای یک پیوند استخوان ایده‌‌آل
2-3-3- پیوند همبند با استخوان
2-3-4- پیوند استخوان با کامپوزیت‌‌ها
2-3-5- پیوند استخوان با نانوکامپوزیت‌‌ها
منابع و مراجع
 
فصل سوم: نانوبیوسرامیک‌‌ها
3-1- بیوسرامیک‌‌های نانوساختار برای کاشتنی‌‌های زیستی- پزشکی
3-1-1- مقدمه و معرفی 
3-1-2- کاشتنی‌‌های ارتوپدی
3-1-3- کاشتنی‌‌های دندانی 
3-2- پوشش الماسی نانوساختار
3-2-1- ساختار پوشش الماسی نانوساختار
3-2-2- روش‌‌های فرآوری پوشش‌‌های الماسی نانوکریستالی
3-2-3- خواص مکانیکی
3-2-4- مقاومت خوردگی
3-3- پوشش‌‌های فلزی- سرامیکی نانوساختار
3-4- پوشش‌‌های هیدروکسی آپاتیت نانوساختار
3-4-1- روشهای آماده‌‌سازی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت
سنتز مکانیکی شیمیایی هیدروکسی آپاتیت نانومتری
روش رسوب‌‌گذاری
روش تقلید زیستی
روش سل – ژل
روش پوشش‌‌دهی الکتریکی
3-4-2- کاربردهای هیدروکسی آپاتیت نانومتری
3-5- افزایش بازده عملکرد سلول‌‌های استخوان‌‌ساز
3-6- رفتار تشکیل کلسیم فسفات نانومتری روی بیوسرامیک‌‌ها
3-7- پودر و پوشش نانومتری شیشه‌‌سازی
منابع و مراجع
 
فصل چهارم: روش‌‌های پیشرفته آنالیز مواد نانومتری
4-1- مقدمه
4-2- طیف‌‌سنجی جرمی جامدات (MS)
4-3- روش‌‌های پرتو الکترونی
4-4- طیف‌‌سنجی الکترونی نوری پرتو ایکس (XPS)
4-5- تکنیک‌‌های بر پایه پروتون‌‌های MeV و سایر یون‌‌ها (IBA)
4-6- تکنیک‌‌های مبتنی بر تشعشع لیزر
4-7- تکنیک‌‌های بر پایه پرتو ایکس و تشعشع سینکروترون
4-8- آنالیزهای سه‌‌‌‌بعدی نانومتری در متالورژی فیزیکی
4-9- استفاده از سیستم فلورسانس پرتو ایکس با انعکاس کامل
4-9-1- اصول انعکاس کامل فلورسانس پرتو ایکس
4-9-2- کاربردهای انعکاس کامل فلورسانس پرتو ایکس
آنالیزهای فرامیکرو
آنالیزهای فرا اندک 
آنالیزهای سطحی و لایه‌‌های نازک
4-10- آنالیز مواد نانو توسط میکروسکوپ الکترونی
4-10-1- معرفی
4-10-2- تاریخچه 
4-10-3- منابع، نگهدارنده‌‌ها، فیلترها، آشکارسازها، آماده‌‌سازی نمونه
 
منابع و مراجع