صناعة

معدن قوي بشكل لا يصدق "أقوى أربع مرات من التيتانيوم"

معدن قوي بشكل لا يصدق

الكريستال التيتانيوم النقي [مصدر الصورة: Alchemist-hp / ويكيميديا]

يكشف اكتشاف حديث لمركب جديد يتكون من الذهب والتيتانيوم عن خصائص تجعله أقوى أربع مرات من التيتانيوم الخالص وسبائك الفولاذ الأخرى.

بنى التيتانيوم سمعة رائعة بسبب متانته وقوته الهائلة. غالبًا ما يستخدم التيتانيوم في المجالات الصناعية والسيارات والفضائية ، وهو أحد العناصر الأكثر فائدة عندما يتعلق الأمر بالصعوبة. ومع ذلك ، فإن مركبًا جديدًا تم اكتشافه ونقله إلى Science Advances كشف عن Ti و Au (الذهب والتيتانيوم) عند الجمع بينهما في نسبة تكوين 3: 1 على التوالي، أنه أربع مرات أقوى من Ti النقي ومعظم سبائك الصلب الأخرى. تُظهر المادة أيضًا معاملات منخفضة للغاية للاحتكاك ومعدلات التآكل - إنها كذلك أيضًا متوافق مع بيولوجيا. من المحتمل أن تقلل المواد الجديدة من تكاليف المكونات الطبية. تعتبر سماته مثالية "لتطبيقات تقويم العظام والأسنان والأطراف الصناعية" نظرًا لقوة تحمله التي تجعل المادة تدوم لفترة طويلة مع المكونات التقليدية.

"أظهرت [المادة] أعلى صلابة لجميع سبائك ومركبات Ti-Au [التيتانيوم والذهب] ، ولكن أيضًا مقارنة بالعديد من السبائك الهندسية الأخرى" ،

يقول الأستاذ موروسان. تستمر في وصف المادة بأنها

"مركب الجيل التالي لإطالة عمر زراعة الأسنان واستبدال المفاصل بشكل كبير".

التيتانيوم عنصر لا غنى عنه في العديد من المجالات الهندسية بسبب سماته المرغوبة. إنه قوي بشكل لا يصدق وخامل للأكسدة. غالبًا ما يكون Ti هو العنصر المفضل في الأطراف الصناعية لأنه متوافق للغاية بيولوجيًا ويسهل ربطه بمواد السيراميك. يمكن أن تلتصق العظام بسهولة بالعنصر ، ولا تسبب الكثير من الانزعاج بسبب نسبة القوة إلى الوزن العالية. غالبًا ما يستخدم Ti لمفاصل الركبة والورك الاصطناعية ، والمسامير والمحاور لتثبيت الكسر ، ولوحات العظام ، وأجهزة تنظيم ضربات القلب ، وصمامات القلب الاصطناعية. Ti هو أيضًا شائع في مجال الأسنان لرغبات مماثلة.

ومع ذلك ، من المثير للدهشة أن Ti بمفرده ليس لديه القوة ليكون متوافقًا مع بعض الأجهزة الطبية ، لذلك هناك ضرورة لإنشاء سبيكة تظهر قوة فائقة. على الرغم من أنه لا يمكن استخدام أي عنصر لتقوية Ti. العديد من العناصر تكمل قوتها المتكاملة ، ومع ذلك ، غالبًا ما يتم التضحية بالتوافق الحيوي. نتيجة لذلك ، يمكن استخدام عدد قليل من العناصر كمكملات مثل الفضة والنحاس. ومع ذلك ، تم اكتشاف أن الذهب هو الأكثر فعالية.

المواد متينة للغاية ، مما يجعلها مثالية للعديد من الاستخدامات الصناعية. حتى بعد التجاوز 40,000 خلال اختبار المتانة ، ولم يلاحظ أي تغيير تقريبًا. سيكون بديلاً رائعًا في أي مكان يتم فيه استخدام Ti حاليًا. ستضمن المواد طول العمر نظرًا لقوة تحملها ومقاومتها للتآكل ، مما يؤدي إلى تقليل تراكم الحطام.

من المحتمل أن تشهد سبائك التيتانيوم استخدامًا مكثفًا في التطبيقات الطبية بما في ذلك الأطراف الصناعية وأعمال الأسنان وإعادة البناء. من المحتمل أيضًا استخدام المواد في الحفر والآلات الثقيلة الأخرى. ستضمن قدرتها على الالتصاق بسهولة بالأسطح الخزفية تقليل وزن وتكلفة المكونات بشكل كبير دون التضحية بالقوة أو المتانة. كما يقف ، Ti3Au هو أقوى مادة متوافقة بيولوجيًا معروفة.

راجع أيضًا: الماس لم يعد أقوى شكل من أشكال الكربون بعد هذا الاكتشاف الجديد

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: أقوى من الفولاذ وأخف من الهواء - أغرب المواد الكيميائية على وجه الأرض!! (ديسمبر 2021).