تولید ایمپلنت های تیتانیومی با استفاده از فناوری نانو

محققان دانشگاه تربیت مدرس با اعمال یک پوشش نانوکامپوزیتی بر روی قطعات تیتانیومی، کارایی این قطعات را در کاربردهای مهندسی پزشکی و ایمپلنت ها افزایش داده اند.

کد خبر: ۱۲۶۶۱۹

تاریخ: ۰۴ مهر ۱۳۹۵ - ۰۹:۱۹

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،امروزه تیتانیوم و آلیاژهای آن به دلیل وزن کم، استحکام بالا، دمای ذوب بالا، مقاومت به خوردگی بالا و زیست سازگاری شان، کاربرد گسترده ای در صنایع هوافضا، پتروشیمی و زیست پزشکی یافته اند.
بااین وجود روش هایی وجود دارد که به منظور بهبود خواص زیستی، مکانیکی و خوردگی این مواد بر روی آن ها اعمال می شود. فرایند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی یکی از فرایندهای دوست دار محیط زیست و مورد توجه در این عرصه بوده است که می توان با استفاده از آن خواص مطلوب تری را برای تیتانیوم و آلیاژهایش ایجاد نمود.
دکتر محمود علی اف خضرایی محقق دانشگاه تربیت مدرس با بیان این مطلب که ترکیب الکترولیت مورد استفاده در فرایند پلاسمای الکترولیتی نقش مهمی در خواص نهایی پوشش ایجاد شده ایفا می کند افزود: هدف از انجام این طرح استفاده از فرایند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی و یک الکترولیت بهینه به منظور ایجاد یک پوشش نانوکامپوزیتی بر روی تیتانیوم خالص تجاری بوده است. در این طرح اثر مواد غیرسمی کتوکنازول بر روی میزان جذب نانوذرات آلومینا درون پوشش مورد بررسی قرار گرفته است.
وی خاطرنشان کرد: فرایند پوشش دهی مورد استفاده در این طرح یک فرایند دوست دار محیط زیست است به علاوه که در الکترولیت آن از مواد غیرسمی استفاده شده است. اعمال پوشش نانوکامپوزیتی بر روی قطعات تیتانیومی موجب بهبود عملکرد این قطعات در محیط بدن خواهد شد.
در فرایند پلاسمای الکترولیتی سعی می شود لایه اکسیدی موجود بر روی قطعه تیتانیومی با اعمال یک جریان الکتریکی ضخیم شود. همچنین حضور افزودنی ها درون الکترولیت موجب می شود لایه اکسیدی به صورت لایه اکسیدی کامپوزیتی حاوی مواد افزودنی رشد کند. این موضوع موجب بهبود خواص خوردگی و مکانیکی قطعه نهایی می شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس ادامه داد:در این تحقیق در تیتانیوم خالص تجاری به عنوان زیرلایه استفاده شده است. الکترولیت مورد استفاده جهت اعمال فرایند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی حاوی نانوپودر آلومینا و مقادیر مختلف افزودنی کتوکنازول بود. پس از اعمال فرایند اکسیداسیون پلاسمای الکترولیتی، اثر میزان کتوکنازول بر نحوه ی رشد پوشش، جذب نانوذرات آلومینا، مورفولوژی، ساختار شیمیایی و خواص مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفته است.
بر اساس نتایج به دست آمده، حضور ماده کتوکونازول موجب افزایش جذب نانوذرات آلومینا درون پوشش شده و این موضوع کاهش تخلخل و افزایش فشردگی پوشش نهایی را به دنبال داشته است.
این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر محمود علی اف خضرایی و علیرضا صبور روح اقدم- اعضای هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس، حسین شریفی تودشکی- دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد و قاسم براتی دربند- دانشجوی مقطع دکترای این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله Tribology International (جلد 102، سال 2016، صفحات 463 تا 471) به چاپ رسیده است.