شبیه سازی ساختار نانو ذرات شیشه زیست فعال 58SiO2 - 38CaO - 4P2O5 در مقیاس اتمی به روش دینامیک مولکولی

شیشه زیست فعال به دلیل توانایی پیوند بافت نرم و سخت در ترمیم، درمان و شکسته بندی استخوان و نیز به عنوان جایگزینی مناسب برای استخوانچه های گوش مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله از شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار گرومکس برای مطالعه ساختار شیشه زیست فعال شبیه سازی شده به روش سل-ژل استفاده شد. برای ایجاد گروه های هیدروکسیل، سیستم شیشه زیست فعال مورد نظر مدل سازی شد. سپس یک سیکل حرارتی در بازه دمایی 298 الی 923 درجه کلوین با نرخ ثابت بر سیستم مورد مطالعه اعمال گردید و ساختار داخلی، ضریب نفوذ و چگالی جرم مولکولی، تعداد پیوند های هیدروژنی، طول پیوند و زوایای پیوندی مورد ارزیابی قرار گرفت. توابع توزیع شعاعی برای مطالعه ساختار شیشه زیست فعال نیز مطالعه شد. بررسی چگالی مولکول ها و نتایج شبیه سازی زوایا و طول پیوندها بیانگر تمایل مواد به قرارگیری در مکانِ بهینه و سیستم پایدار می باشد. بر اساس یافته های مرتبط با تحرک کمتر ریز ترکیب P2O5 در محیط جعبه شبیه سازی ، ریز ترکیبات SiO2 و CaO در ایجاد توزیع یکنواخت ترکیبات و عناصر در سامانه تأثیرگذار هستند. با بررسی ضریب نفوذ و توزیع مولکولها به روش تابع توزیعی شعاعی در جعبه، و با اعتماد به نسبت خوشه ای شدن می توان ادعا نمود که اجزای موجود در سامانه، توزیع نسبتاً یکنواختی داشته اند و فاصله بین اتم ها در مولکول های گوناگون قابل قبول و منطقی است.