Vật liệu titan cấu trúc vi mô
Titanium được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm y tế cấy ghép của con người vì khả năng tương thích sinh học tốt, vi khuẩn, độ bền cao, trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn và không có lượng mưa kim loại nặng.
Gần đây, các nhà khoa học từ Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc đã phát triển một phương pháp mới để chuẩn bị vật liệu titan với cấu trúc vi mô ba chiều. Đầu tiên họ chuẩn bị một lưới titan hydride hai lớp bằng cách in, sau đó cuộn lưới thành một hình trụ và giảm nó thành titan bằng cách thiêu kết chân không một phần. Phương pháp này cho phép chúng ta linh hoạt hơn trong việc kiểm soát hình dạng và hình học của vật liệu. Sử dụng kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu đã chế tạo các cuộn titan lưới và đặc trưng cho cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của chúng. Mực được sử dụng để in bao gồm bột titan hydride và copolymer. Các nhà nghiên cứu đã đo trọng lượng, đường kính và chiều cao của các cuộn dây titan trước và sau khi xử lý nhiệt để tính toán độ xốp của vật liệu. Họ cũng thực hiện các thử nghiệm nén đơn trục trên vật liệu, đo độ căng và độ cứng của vật liệu.
Kết quả thử nghiệm cho thấy cấu trúc lưới này có được sự phù hợp rất tốt về độ cứng, độ cứng và độ dẻo. Lưới hai lớp trực giao được thiêu kết tốt với nhau. Micropores có thể được quan sát thấy trên các sợi titan của mỗi lớp. Khi kích thước hạt của bột giảm, tính chất thiêu kết của nó tăng lên, trong khi độ xốp giảm.
Titanium với cấu trúc microporous có hai lợi thế khác để cấy ghép trong cơ thể con người:
1. Giảm độ cứng của vật liệu, do đó làm suy yếu hiệu ứng che chắn căng thẳng;
Thứ hai, nó có thể giới thiệu sự phát triển xương và tăng tốc độ kết hợp của cơ thể con người và cấy ghép. Titanium cho các cấu trúc giàn hoặc microarrays kết hợp độ bền cao, mật độ thấp và khả năng chống sát thương tuyệt vời.
Theo như các phương pháp chuẩn bị vật liệu như vậy hiện tại, chúng chủ yếu bao gồm đúc chính xác bản sao, thiêu kết các mảng dây xếp chồng lên nhau hoặc thiêu kết chùm electron / laser chọn lọc bột titan.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng phương pháp chuẩn bị của vật liệu titan cấu trúc vi mô mới này không chỉ phù hợp với kim loại titan, mà còn có thể được mở rộng hoàn hảo sang các kim loại thực tế khác bằng cách sử dụng phương pháp này, và thậm chí có thể được sử dụng cho các vật liệu gốm dựa trên oxit thiêu kết.