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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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