Material de titani d'estructura microporosa
El titani s'utilitza àmpliament en productes mèdics implantables humans a causa de la seva bona biocompatibilitat, bacteriòstasi, alta resistència, pes lleuger, resistència a la corrosió i cap precipitació de metalls pesants.
Recentment, científics dels Estats Units, Japó i Corea del Sud han desenvolupat un nou mètode per preparar materials de titani amb microestructures tridimensionals. Primer van preparar una malla d'hidrur de titani de dues capes mitjançant la impressió, després van enrotllar la malla en un cilindre i la van reduir a titani mitjançant la sinterització parcial al buit. Aquest mètode ens dóna una major flexibilitat en el control de la forma i geometria del material. Utilitzant aquesta tècnica, els investigadors van fabricar rotllos de titani mallat i van caracteritzar les seves propietats microestructurals i mecàniques. La tinta utilitzada per a la impressió es compon de pols d'hidrur de titani i un copòlimer. Els investigadors van mesurar el pes, el diàmetre i l'alçada de les bobina de titani abans i després del tractament tèrmic per calcular la porositat del material. També van realitzar proves de compressió uniaxial sobre el material, mesurant la tensió i la duresa del material.
Els resultats experimentals demostren que aquesta estructura de malla obté un molt bon ajust de rigidesa, duresa i plasticitat. Les malles ortogonals de la bicapa estan ben sinteressades juntes. Les micropores es poden observar en les fibres de titani de cada capa. A mesura que la mida de la partícula de la pols disminueix, les seves propietats de sinterització augmenten, mentre que la porositat disminueix.
El titani amb estructura microporosa té altres dos avantatges per a la implantació en el cos humà:
1. Reduir la rigidesa del material, debilitant així l'efecte de blindatge de l'estrès;
En segon lloc, pot introduir el creixement ossi i accelerar la combinació del cos humà i l'implant. El titani per a estructures d'encaputxats o microarrays combina alta resistència, baixa densitat i excel·lent resistència al dany.
Pel que fa als mètodes actuals de preparació d'aquests materials, inclouen principalment la fosa de precisió de rèpliques, la sinterització de matrius de filferro apilats o la sinterització selectiva de feix d'electrons / làser de pols de titani.
Al final, els investigadors van trobar que el mètode de preparació d'aquest nou material de titani microestructurat no només és adequat per al metall de titani, sinó que també es pot estendre perfectament a altres metalls pràctics mitjançant l'ús d'aquest mètode, i fins i tot es pot utilitzar per a materials ceràmics a base d'òxid sinterable.