麻省理工学院 生物材料课程 lecture 2 Biomaterials Surfaces Physics.pdf

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麻省理工学院 生物材料课程 lecture 2 Biomaterials Surfaces Physics

3.051J/20.340J 1 Lecture 2: Biomaterials Surfaces: Physics The surface of a material strongly dictates its performance in vivo. Surface Properties Influencing Cell Adhesion Wettability Crystallinity Roughness Composition Electrical Charge Mobility What’s so special about a surface? Surface vs. Bulk 15 10 atoms 1. Inherently Small # of Atoms 3 1 cm material 23 ~ 10 atoms Requires special characterization tools 2. Enhanced Mobility ρbulk D = D exp(-E /kT) 0 a • fewer bonds • gradient in density ρbulk Dsurf Dbulk ~1 nm Facilitates rate-limited processes (phase transformations, crystallization, corrosion…) 3.051J/20.340J 2 Example: Devitrification of calcium phosphate glass CaO-P O -SiO (44:40:15) 2 5 2 Ea,cry powder size (kcal/mol) (µ m) Crystallization 75 44 initiates at surface

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