جداگانه سنتز و مشخصهیابی شدند که شرایط سنتز آنها در جدول (3) آمده است.
جدول 2- شرایط سنتز پودرهای کلسیم فسفاتی در دمای 20 درجه سلسیوس
محصول واکنش Ca/P pH واکنشگرها
Ca/P=2 Ca/P=1/67 Ca/P=1/5 Ca/P=1 Ca/P اولیه واکنشگرها 0/99 0/96 0/97 0/98 4
1 0/98 0/98 0/98 5
0/99 0/97 1 0/98 6
1/02 1 1 0/99 7
1/01 0/99 0/98 0/99 7/5
1/02 0/98 1/1 1 8
1/12 1/01 1/1 1/05 8/6
1/21 1/13 1/17 1/15 9
1/35 1/24 1/22 1/18 9/5
1/49 1/45 1/35 – 10
1/59 1/53 1/36 1/19 10/5
1/61 – 1/38 – 11
1/63 1/57 1/37 1/25 11/5
1/7 – 1/41 1/27 12
جدول 3- شرایط سنتز چهار نمونه پودر برای آزمودن شبکه های طراحی شده
Ca/P pH نام نمونه
1 10 βTCP بتا تری کلسیم فسفات خالص BCP1
1 11 βTCP-HA کلسیمفسفات دوفازی غنی از بتا تری کلسیم فسفات BCP2
1/67 11 HA-βTCP کلسیمفسفات دوفازی غنی از هیدروکسیآپاتیت BCP3
1/67 12 HA هیدروکسیآپاتیت خالص BCP3
2-2- طراحی شبکه عصبی مصنوعی
در این تحقیق از جعبه ابزار شبکه عصبی متلب، نسخه 585، 0، 11، 7، برای ایجاد و آموزش شبکه عـصبی اسـتفاده شـد. بـرایبررسی کارایی، روش مجموع مربعات خطا و رگرسیون1 به کار برده شد. از آنجا که یک شبکه پیشرو سهلایه با الگوریتم یادگیریپسانتشارِ خطا قادر به یادگیری و تخمین هر تابع خطی است [18]، در این پژوهش از چهار شبکه با 10 نورون در لایه مخفی وتابع تحریک سیگموئید خطی و الگوریتم یادگیریLevenberg-Marquardt استفاده شد که درصد دادههای اختصاصداده شدهبرای سه مرحله یادگیری، اعتبارسنجی ، و آزمون4 از مجمـوع 52 د اده بـه دسـت آمـده از آزمـایشهـا در آنهـا، متفـاوت اسـت (جدول2). در شبکه اول، 80 درصد کل دادهها برای مرحله یادگیری، 15 درصد برای مرحله اعتبارسنجی، و 5 درصد برای مرحلهآزمون در نظر گرفته شد. این شبکه را به اختصار 5-15-80 مینامیم. درصد دادههای اختصاص دادهشده به هر مرحله در شـبکهنوع دوم 5-20-75، در شبکه نوع سوم 25-10-65 و در شبکه چهارم 15-20-65 بود.
3- نتایج و بحث
3- 1- ترکیب و ساختار نمونه ها
در شکل های (1) و (2)، الگوهایXRD وFTIR چهار نمونه از پودرهای سنتز شـده بـرای آزمـودن شـبکه مقایـسه شـده اسـت.
همان طور که دیده میشود، حضور پیک سهگانه مربوط بـه هیدروکـسیآپاتیـت و مطابقـت تمـامی پیـکهـا بـا کـارت اسـتاندارد JCPDS 09-0432، در نمونه هیدروکسیآپاتیت خالص کاملاً مشخص است. با افزایش فاز دوم (بتاتری کلسیم فـسفات )، از شـدتمجموعه پیکهای هیدروکسی آپاتیت و به خصوص پیک 100 آن، کاسته شده و بر شدت مجموعه پیک های بتا تریکلیسم فـسفات(به عنوان مثال پیک 100 آن )، افزوده میشود. سرانجام در نمونه آخر، بتاتریکلسیمفسفات خالص (به عنوان یک کلـسیمفـسفاتدوفازی که درصد فاز هیدروکسیآپاتیت آن صفر است) به وجود میآید (کارت استاندارد JCPDS 09-0169).

شکل 1- مقایسه الگوهای پراش پرتو ایکس کلسیمفسفاتهای دوفازی سنتز شده به روش نمک محلول
1
Regression
(2) نیز الگویFTIR پودرهای سنتز شده به روش نمک محلول با هم مقایسه شده است. پیکهای مربـوط بـه 1-OH مشخصه حضور فاز هیدروکسیآپاتیت است. از طرفی پیک -4HPO نیز نشان از حضور بتاتری کلسیمفسفات دارد . با افزایش فـازبتـاتریکلـسیمفـسفات، از شـدت پیـک هیدروکـسیل در محـدوده 1-cm 3550 و 1-cm 630 کاسـته شـده تـا اینکـه در نمونـه بتاتری کلسیمفسفات ایـن پیـک کـاملاً ناپدیـد مـیشـود . همچنـین پیـک مربـوط بـه 2-4HPO کـه از مشخـصههـای حـضوربتاتری کلسیم فسفات است، در نمونه هیدروکسیآپاتیت خالص دیده نمیشود و با افزایش مقدار فاز بتاتریکلسیمفسفات بر شـدتآن افـزوده مـیشـود کـه ایـن خـود گـواهی بـر تـشکیل فازهـای کلـسیمفـسفات دوفـازی متـشکل از هیدروکـسیآپاتیـت و بتاتریکلسیمفسفات است . بدین گونه، استفاده از روش نمک محلول بر اساس شرایط ذکر شده در جدول (3) را می تـوان روشـیمناسب و آسان برای تولید کلسیمفسفاتدوفازی به شمار آورد.

شکل 2- مقایسه الگوهای FTIR کلسیمفسفاتها دوفازی سنتز شده به روش نمک محلول
3- 2- عملکرد شبکه ها
در نمودارهای شکل (3)، محور عمودی، خروجی1 تخمینزده شده توسط شبکه عصبی و محور افقی، خروجی بـه دسـت آمـده ازآزمایش2 است. این نمودارها اختلاف بین خروجی تولید شده توسط شبکه و خروجی به دست آمده از آزمایش را نشان مـیدهنـدکه آن را خطای شبکه مینامند. حالت مطلوب ، برابری مقادیر مربوط به محورهای عمودی و افقی است؛ به این مفهوم که نقاطبر روی خط y=t قرار بگیرند.
در شکل (3- الف )، شبکه 5-15-80، خط مربوط به مرحله یـادگیری دارای شـیب 99/0 اسـت . شـیب خـط مربـوط بـه مرحلـهاعتبارسنجی برابر 94/0 است . این بدان معنی است که خروجی این شبکه به مقادیر به دست آمده از آزمایش بسیار نزدیک است .
شیب خط در مرحله آزمون برابر با 51/0 است که فاصله زیادی با حالت مطلوب دارد.
1
Output
(3- ب )، شبکه 5-20-75، در مرحله یادگیری، دادههای تخمین زده شده توسـط شـبکه بـا داده هـای حاصـل از آزمـایش بـامیانگین خطای 0077/0 مطابقت دارد. در مرحله اعتبارسنجی نیز همین شرایط وجود دارد. اما در مرحله آزمون این مقدار به 2/1 میرسد.
با در نظر گرفتن مجموع دادههای مراحل سهگانه، خطی با شیب 1 به دست میآیـد کـه بیـانگر صـحت عملکـرد شـبکه اسـت.
پراکندگی نقاط در اطراف خط y=t اندک است که نشانه ای از مناسب بودن توپولوژی شبکه به شمار میرود.
در شکل (3- ج)، شبکه 25-10-65، شیب خط مرحله یادگیری 95/، مرحله اعتبارسنجی 91/0، و سرانجام در مرحله آزمون برابـر 1 است. در نمودار مربوط به مجموع نقاط، شیب خط برابر با 96/0 میباشد که در مقایسه با شبکه 5-20-75 خطای بیشتری دارد در شکل (3- د)، شبکه 15-20-65، شیب خط در سه مرحله یادگیری ، اعتبارسنجی و آزمـون بـه ترتیـب برابـر بـا 86/0، 1 و 1 است. این شیب در خط مربوط به مجموع نمونهها به 92/0 می رسد. با در نظر گرفتن خط مربوط بـه مجمـوع دادههـا مـیتـوان نتیجه گرفت که توپولوژی انتخابی این شبکه دارای خطای بیشتری نسبت به سایر شبکه ها است.

5

15

80
)

الف
(

5

20

75
)

ب
(

5

  • 2