Sau khi sử dụng phương pháp trộn và kết tủa trực tiếp để chế tạo composit HA/TB, so sánh các kết quả phân tích, có thể rút ra một số nhận xét như sau.
Cả hai phương pháp đều tổng hợp được các composit chứa HA đơn pha, kích thước nanomet, phân tán trong chất nền TB. Bảng 3.14 trình bày kích thước và độ tinh thể của HA tổng hợp ở -15oC, ở nhiệt độ phòng và trong composit HA/TB tổng hợp theo phương pháp trộn huyền phù và kết tủa trực tiếp.
Bảng 3.14. Kích thước và độ tinh thể của HA tổng hợp theo các phương pháp khác nhau HA (ở -15oC) HA (nhiệt độ phòng) HA (trộn huyền phù, HT10) HA (kết tủa trực tiếp, HT-1) Xc 0,27 0,78 0,19 0,10 D (nm) theo XRD 23 31 18 13 D (nm) theo SEM, TEM 20-50 Dài: 100 Đường kính: 20 Dài: 45 Đường kính: 12 Dài: 19 Đường kính: 4-6 Từ số liệu ở Bảng 3.14 cho thấy, kích thước và độ tinh thể của HA tổng hợp theo phương pháp kết tủa trực tiếp giảm mạnh so với các phương pháp khác. Hơn nữa, khi có mặt tinh bột, HA được phân tán đồng đều trên nền polyme và không còn hiện tượng kết tập như HA nguyên chất. Ngoài ra, hình thái học của HA biến đổi mạnh bởi tác dụng của tinh bột trong phương pháp kết tủa trực tiếp. Khi hàm lượng tinh bột tăng lên, hạt HA từ hình trụ chuyển sang hình cầu trong nanocomposit HA/TB.
Theo phổ FT-IR, sự thay đổi số sóng của các dải đặc trưng của HA và tinh bột trong composit chế tạo theo phương pháp kết tủa là rõ rệt hơn, chứng tỏ tương tác giữa hai pha ở phương pháp kết tủa trực tiếp là tốt hơn so với phương pháp trộn. Hơn nữa, việc tạo ra HA dạng apatit-cacbonat có kích thước nhỏ, độ tinh thể thấp tương tác tốt với polyme là tương tự với cấu trúc của HA sinh học [175, 186].
Như vậy, tuy khá đơn giản nhưng ở phương pháp trộn, khả năng hạn chế sự phát triển về kích thước và độ tinh thể cũng như sự tương tác giữa pha vô cơ và pha hữu cơ là kém hơn so với phương pháp kết tủa trực tiếp. Bởi vì, ở phương pháp
trộn, tinh thể HA đã được tạo thành trước rồi mới phân tán trong dung dịch TB, giữa hai pha chỉ có thể tạo thành liên kết hydro giữa các nhóm OH (Hình 3.38).
Hình 3.38. Mô hình liên kết hydro giữa HA và tinh bột
Ở phương pháp kết tủa trực tiếp, sự tạo thành tinh thể HA xảy ra ngay trong môi trường có sẵn TB. Có thể mô tả sự hình thành vật liệu composit HA/TB theo sơ đồ sau đây (Hình 3.39).
Hình 3.39. Sơ đồ sự hình thành HA trên chất nền tinh bột theo phương pháp kết tủa trực tiếp
Nhóm hydroxyl (OH) của phân tử polyme là một trong các nhóm chức đóng vai trò quan trọng trong sự tạo mầm và điều chỉnh sự phát triển kích thước và hình thái học của tinh thể HA [21, 170]. Phân tử tinh bột chứa các đơn vị glucozơ nối với nhau bởi các liên kết α-glycozit, mỗi mắt xích glucozơ có ba nhóm OH tự do. Ban đầu, các nhóm OH của tinh bột tương tác với các ion Ca2+, tiếp đến các nhóm PO43- và OH- sẽ được gắn vào các ion Ca2+ hấp thụ. Tiếp theo, sự phát triển tinh thể HA sẽ được định hướng bởi những vị trí tạo mầm này. Hơn nữa, chất nền tinh bột có vai
PO43- Ca2+ -OH OH- HA Tinh bột
trò như mạng lưới 3-D, giới hạn mầm tinh thể HA trong những lỗ có kích thước nanomet của nó. Ngoài ra, tinh bột còn hạn chế các ion Ca2+, PO43-, OH- chuyển đến bề mặt mầm tinh thể HA. Do đó, kìm hãm sự lớn lên và kết tập của các tinh thể HA trong vật liệu composit [133, 176].