生物材料現(xiàn)代研究方法引言

生物材料現(xiàn)代研究方法ModernResearchMethodsofBiomaterials西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三第一章緒論材料研究方法的含義材料研究方法的分類(lèi)應(yīng)用示例課程簡(jiǎn)介現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三生物醫(yī)用材料(Biomedicalmaterials),簡(jiǎn)稱生物材料(Biomaterials),是用來(lái)對(duì)生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損、器官或增進(jìn)其功能的材料。生物材料－－其定義隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而演變現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三Anymaterial,naturalormanAnymaterial,naturalorman-made,thatmade,thatcompriseswholeorpartofalivingcompriseswholeorpartofalivingstructureorabiomedicaldevicewhichstructureorabiomedicaldevicewhichperforms,augments,orreplacesaperforms,augments,orreplacesafunctionthathasbeenlostthroughfunctionthathasbeenlostthroughdiseaseorinjury.現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三1、材料研究方法的含義

廣義：技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析。

狹義：測(cè)試材料組成和結(jié)構(gòu)的儀器、方法。

例如：X射線衍射分析

電子顯微分析

熱分析

光譜分析

表面分析等現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三工藝Processing–結(jié)構(gòu)structure-性能property化學(xué)成分Chemicalcomposition顯微結(jié)構(gòu)Microstructure工藝Processing結(jié)構(gòu)structure性能property性能PropertiesIntrinsicMaterialsSelectionCeramicFabrication晶體結(jié)構(gòu)CrystalStructure()(特征Characterization)現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三材料的微結(jié)構(gòu)對(duì)于力學(xué)性能上的影響EffectofMicrostructureonMechanicalPropertyf

d-1/2d-grainsize50m10ma bMechanicaltest: fa

>

fbMechanicalpropertyMicroscopicanalysis: da

<dbMicrostructure

多晶樣品的光學(xué)顯微鏡圖片OMimagesoftwopolycrystallinesamples.？？現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三材料結(jié)構(gòu)與研究方法材料結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)：材料系統(tǒng)內(nèi)各組成單元之間的相互聯(lián)系和相互作用方式?，F(xiàn)在是9頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三范圍和特征ScaleandCharacterizationTechniquesXRD,TEM,STM

SEM OMGrainIGrainIIValveTurbochargeLargedefects,voids,inclusionsbyOM;grainandsizedistributionbyeitherOMandSEMdependingscale;GrainboundaryandinterfacebyTEM,CrystalstructurebyXRDandTEM現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三斷裂方式的鑒別IdentificationofFractureMode4mIntergranularfracture20mIntragranularfractureCracksCracksPoresGrainboundary現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡OMandSEM50m5mGrowthstepOM-2DSEM–3DBaTiO3現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三SEMOM現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三掃描隧道顯微鏡STM-SeeingAtomsSTMimageshowingsingle-atomdefectiniodine（碘）adsorbatelatticeonplatinum（鉑）.2.5nmscanIrononcopper(111)現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三2、研究方法分類(lèi)材料分析研究方法的種類(lèi)：化學(xué)成分分析、結(jié)構(gòu)測(cè)定、圖像分析

分析儀器

顯微鏡：顯微組織觀察

衍射儀：測(cè)定結(jié)構(gòu)

譜儀：分析成分

分析儀器主要可分為三個(gè)單元

激發(fā)源

分析器

檢測(cè)器現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三化學(xué)成分分析:

化學(xué)成分的表征包括元素成分分析和微區(qū)成分分析。所用儀器包括：光譜色譜熱譜表面分析譜原子吸收光譜、質(zhì)譜等（紫外光譜、紅外光譜、熒光光譜、激光拉曼光譜等）（氣相色譜、液相色譜）（差熱分析、熱重分析等）（X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、電子探針等）現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三化學(xué)成分分析現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三結(jié)構(gòu)測(cè)定衍射方法:X射線衍射（X-RayDiffraction，XRD）;電子衍射（TransmissionElectronMicroscopy，TEM）光譜方法:紅外光譜;拉曼光譜;紫外光譜顯微鏡:光學(xué)顯微鏡掃描電鏡;透射電鏡現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三結(jié)構(gòu)分析

盧瑟福背散射是通過(guò)探測(cè)樣品表面區(qū)靶核彈性散射的

離子束進(jìn)行分析。應(yīng)用于材料表面與薄膜結(jié)構(gòu)分析?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三圖像分析現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三表面分析現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三掃描電子顯微鏡下，具有生物活性的多孔金屬：生物組織可長(zhǎng)入，提高界面機(jī)械固定作用。降低彈性模量，提高力學(xué)相容性。3、應(yīng)用示例Application現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三評(píng)價(jià)方法：

微區(qū)拉曼設(shè)備，其激發(fā)波長(zhǎng)為514.5nm，激光束斑為5um；傅立葉紅外圖譜設(shè)備；XPS；采用AMBIOSXP-2表面輪廓儀來(lái)檢測(cè)薄膜的厚度與線輪廓；表面接觸角測(cè)試及表面能計(jì)算；血小板粘附；內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)。編號(hào)刻蝕時(shí)間掩膜孔尺寸（長(zhǎng)x寬）含氫碳膜40minC2525μmx25μmC5050μmx50μmC100100μmx100μm等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三表面形貌的結(jié)果

ell

R

WidgeC25

well

Ridge

C50well

Ridge

C100等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形顯微圖形的表面形貌及線輪廓掃描圖現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三顯微拉曼的結(jié)果含氫碳膜、顯微圖形樣品C25、C50和C100的“井”中區(qū)域的拉曼圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三含氫碳膜、樣品C25、C50和C100表面的FTIR圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形FTIR的結(jié)果現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三含氫碳膜、樣品C25、C50和C100表面的XPS圖譜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形XPS的結(jié)果現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三abdc含氫碳膜C25C50C100等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形血小板粘附的結(jié)果血小板的數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果血小板的表面形貌現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三

egfhabcd培養(yǎng)1天培養(yǎng)3天C25C50C100含氫碳膜等離子體刻蝕制備薄膜表面顯微圖形及其性能研究-含氫碳膜顯微圖形內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果內(nèi)皮細(xì)胞的數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果內(nèi)皮細(xì)胞的表面形貌現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三4、課程簡(jiǎn)介

本課程全面介紹生物材料的各種研究、測(cè)試方法的原理及應(yīng)用，同時(shí)講述各種分析設(shè)備的組成及原理，重點(diǎn)講述各種分析方法在生物材料研究中的應(yīng)用。學(xué)生掌握各種分析方法的特點(diǎn)、原理，能夠應(yīng)用各種分析方法解決實(shí)際研究中遇到的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠正確的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，了解設(shè)備組成及原理?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三課程目的CourseObjectives對(duì)于材料的分析技術(shù)有一個(gè)基本的了解Basicunderstandingofmaterials

characterizationtechniques基本組成和功能basiccomponentsandtheirfunctions

分析的普通方法Commonmodesofanalysis

這些技術(shù)的相關(guān)信息和資料Rangeofinformationprovidedbythetechniques

技術(shù)的最近進(jìn)展Recentdevelopmentofthetechniques

應(yīng)用中的重點(diǎn)Emphasisonapplications

典型的例子Typicalexamplesandcasestudies

怎樣應(yīng)用不同的技術(shù)解決生產(chǎn)和研究中出現(xiàn)的問(wèn)題？Howtousedifferenttechniquestosolvedifferentproblemsinmanufacturingandresearch現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三分析技術(shù)

光學(xué)顯微鏡Light(optical)microscopy(LM)or(OM)

掃描電子顯微鏡Scanningelectronmicroscopy(SEM)

能量色散譜儀EnergydispersiveX-rayspectroscopy(EDS)X-射線衍線（XRD）X-raydiffraction(XRD)/X-rayfluorescence(XRF)

透射電子顯微鏡Transmissionelectronmicroscopy(TEM)現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有41頁(yè)\編輯于星期三相關(guān)的分析技術(shù)---表面分析技術(shù)

SurfaceCharacterizationTechniques掃描探針顯微鏡Scanningprobemicroscopy(AFM&STM)

俄歇電子能譜Augerelectronspectroscopy(AES)X-射線光電子能譜X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)

二次離子質(zhì)譜Secondaryionmassspectroscopy(SIMS)

盧瑟福背散射能譜Rutherfordbackscatteringspectroscopy(