Электронно-дырочные парамагнитные центры в биоминералах по данным ЭПР

• Main Authors: Брик, А.Б., Калиниченко, А.М., Карбовский, В.Л., Калиниченко, Е.А., Багмут, Н.Н., Сторожук, А.В., Антощук, Н.Л.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2008
• Series: Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
• Online Access: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76200

Методом ЭПР с использованием данных ПМР и компьютерного моделирования проведено исследование кислородных, карбонатных и азотных парамагнитных центров в биоминералах (эмаль зуба человека, зубы и кости животных). В зубной эмали выявлено шесть кислородных и четыре карбонатных центров. Установлено наличие новых для биоапатита эмали кислородных центров ОН— —О— —НО— и ОН— —О— —ОН— , проявление которых наблюдается при более низких температурах отжига, чем в кости и синтетических карбонатапатитах. Предполагается, что структурные изменения в биоапатите, приводящие к проявлению этих центров, обусловлены как переходом биоапатита из нанокристаллического в макрокристаллическое состояние, так и изоморфными замещениями в кальциевых и гидроксильных позициях. По данным компьютерного моделирования, при замещениях карбонат-ионами в ближайшем окружении устойчивость О— -центров с одним или двумя близко расположенными протонами снижается, в меньшей степени – при замещениях А-типа. Установлено, что в апатите эмали имеются высокотемпературные СО2 — -радикалы, предположительно, захватываемые структурой апатита, и СО3 — -радикалы, вероятнее всего, изначально входящие в фосфорные позиции. Показано, что в апатите зубной эмали азотсодержащие парамагнитные центры проявляются при отжиге до 900°С, в отличие от апатита кости, в котором такие центры проявляются при отжиге до 700°С. Предполагается, что эти центры обусловлены NO2 2—- или —C2NO—-радикалами, которые образуются при деструкции органического матрикса.