Visitors hit counter, stats, email report, location on a map, SEO for Joomla, Wordpress, Drupal, Magento and Prestashop

Svet mehatronike

Kovina s funkcijo celjenja

logo

Običajen proces popravljanja kovine je segrevanje z varilnimi aparati na plin, ki dosežejo do 3500 ˚C. Nov proces omogoča kovini, da se »zaceli« pri sobni temperaturi.

Študijo je izvedel James Pikul, asistent na Oddelku za mehanični inženiring in aplikativno mehaniko, ter Zakaria Hsain, podiplomski študent v njegovem laboratoriju, in je bila objavljena v zborniku Advanced Functional Materials. V določenih primerih taljenje kovine za popravilo poškodbe ni uporabna rešitev, saj lahko taljenje deformira določene kovinske strukture, kot so kovinske pene (kovine z notranjimi žepki zraka).

Med iskanjem načina za popravilo takšnih kovin sta Pikul in Hsain navdih našla pri obstoječih materialih s funkcijo samoceljenja. Ti materiali so ponavadi izdelani iz mehkih polimerov in plastik.

»Dosedanji materiali s funkcijo samoceljenja so impregnirani z določenimi kemikalijami, ki se ob poškodbi materiala sprostijo in se med seboj pomešajo, med njimi poteče kemična reakcija in se strdijo podobno kot lepilo,« je rekel Pikul.

»Takšen pristop deluje za polimere, saj so lahko pri sobni temperaturi v tekočem stanju. Tako se lahko prosto zmešajo in reagirajo. Se pa polimeri ne morejo primerjati s trdoto kovin.« Za samoceljenje kovinskih pen sta morala Hsain in Pikul najprej najti način, na katerega bi kovine »zaznale« poškodbo. Namesto vgrajevanja kemikalij v strukturo kovine sta na končano peno naparila zelo tanko plast polimera parilen D. To je kemično nereaktiven raztegljiv polimer. Izbrala sta ga, ker se poškoduje malo pred poškodbo same kovine, na katero je naparjen. Tako ob poškodbi materiala pride do poškodb prevleke na vseh mestih, ki so bila izpostavljena prevelikim silam. Na ta način se ustvari ločitev med poškodovanimi (neprevlečenimi) in nepoškodovanimi (prevlečenimi) deli materiala.

aziskovalci so nato galvanizirali vzorec kovine, nova kovina pa se je nanesla le na poškodovane (neprevlečene) dele kovinske pene. »Za razliko od polimerov kovine niso tekoče na sobni temperaturi. Če pa vzorec kovine potopimo v tekoči elektrolit, v katerem so ioni kovine, ti pod vplivom elektrokemijskih sil samodejno dospejo na mesta s poškodbami, saj drugje polimerska prevleka preprečuje reakcijo. Tako polimer deluje podobno kot litografska maska,« je dejal Pikul.

Ekipa je tekom svojih poskusov uspešno zacelila tri oblike poškodb na centimetrskem nivoju: vzorce z razpokami, vzorce, ki so bili raztrgani, in take, ki so bili presekani na pol.

Imitacija zdravljenja v naših telesih
Metodi bi se sicer težko reklo regeneracija, saj potrebuje zunanji vnos energije in materiala, a Pikul je dejal, da celjenje kosti v naših telesih poteka na zelo podoben način. »Mislim, da bi se večina ljudi strinjala, da imajo kosti zmožnost samoceljenja. Kljub temu pa se kost sama po sebi ne more zaceliti, saj za celjenje potrebuje konstanten dotok krvi ter materialov za izgradnjo kostnine. Tako naša elektrolitska kopel deluje podobno kot prekrvavitev kosti, saj prinaša kemično energijo in materiale za izgradnjo poškodovanega materiala.«

Vir:
https://interestingengineering.com/a-bone-like-metal-foam-is-showing-wolverine-like-healing-properties

https://interestingengineering.com

Več o članku si preberite v PDF reviji!

WEB seminarji