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Biominerais: análise de impurezas em dentes (APT)

Atom Probe Tomography of Chiton Tooth Biominerals
Os nossos ossos e dentes são constituídos de uma complicada estrutura de materiais orgânicos e inorgânicos. A grande superfície desses materiais no corpo fornecer um caminho para a adsorção de íons benéficos e nocivos em nosso corpo. Compreender exatamente como essas impurezas atômicas são incorporadas à estrutura dos ossos e dentes e como elas afetam a resistência, dureza e outras propriedades, é a chave para o desenvolvimento de maneiras de maximizar os benefícios e minimizar os danos. A tomografia por sonda atômica permite a análise em escala atômica dessas impurezas na matriz circundante em 3D fornecendo informações exclusivas sobre a disposição dos átomos.

Quítons são moluscos marinhos cujos dentes estão entre os mais duros de todos os animais, já que sua dieta consiste de rochas. Mapeamentos SEM-EDS (imagem central) revelam um núcleo de hidroxiapatita [Ca5(PO4)3(OH)] envolto por uma capa de magnetita [Fe3O4]. Uma análise mais aprofundada dentro da capa de magnetita revela uma nova estrutura. Incorporadas à magnetita há nanofibras orgânicas. Uma variedade de nanofibras estão presentes, algumas das quais incorporam Na e outras que incorporam Mg. As complicadas formas e distribuições de tais fibras e as interfaces orgânicas/inorgânicas podem ser analisadas em 3D através de tomografia por sonda atômica para nos ajudar a compreender estes biominerais e a fonte das suas novas propriedades.

Joester, D., A. C. Hillier, Y. Zhang, e T. J. Prosa (2012), Organic Materials and Organic/Inorganic Heterostructures in Atom Probe Tomography, Microscopy today, May, 26–31.