Гидроксиапатит — основной минерал костей и зубов, он уже применяется в медицинских материалах для их укрепления. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего нашли способ лучше понять и стабилизировать этот материал: они добавили в него крошечные количества европия, редкоземельного элемента, который имитирует кальций. Об этом сообщает издание Phys.org.
Европий наделяет гидроксиапатит светящимися свойствами, что позволяет неинвазивно отслеживать имплантаты и каркасы для восстановления костей в теле. Руководитель команды — профессор Оливия Грейв. Учёные использовали компьютерное моделирование на суперкомпьютере Expanse в Центре суперкомпьютеров Сан-Диего (доступ предоставлен программой NSF ACCESS). Расчёты показали: материал становится более структурно стабильным, когда определённые гидроксильные группы теряют протон и превращаются в оксид-ионы. Это компенсирует дополнительный заряд европия и помогает ему занимать правильные места в кристаллической решётке.
Результаты совпадают с экспериментальными наблюдениями команды, что подтверждает надёжность модели. Исследование опубликовано в Journal of Solid State Chemistry. По словам Грейв, находки помогут создавать более предсказуемые костеподобные материалы для будущих биомедицинских систем визуализации.