萊斯大學(xué)科學(xué)家的研究顯示,焊接在一起的石墨烯固體薄片可以用作骨科植入的材料。德克薩斯Rice實驗室材料科學(xué)家Pulickel Ajayan和同事用放電等離子體燒結(jié)焊接石墨烯氧化物的薄片形成機械性能生物相容性與鈦——一種標(biāo)準(zhǔn)骨替代材料相媲美的多孔固體。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表于《先進材料》雜志。
研究人員相信他們的技術(shù)利用石墨模具可在幾分鐘內(nèi)作出高度復(fù)雜形狀的石墨烯,比特種金屬加工更容易。
“我們開始思考這是否能夠用于骨植入,因為石墨烯是有多種可能性的最有趣的材料之一,它一般具有生物相容性,”Rice博士后研究助理Chandra Sekhar Tiwary,Dibyendu Chakravarty論文的共同第一作者,他來自印度海得拉巴研究中心粉末冶金新材料方向。 “四件事情很重要:機械性能,密度,孔隙率和生物相容性。”
Tiwary說,放電等離子燒結(jié)在工業(yè)上被用來制造復(fù)雜的零件,一般用于陶瓷。 “該技術(shù)采用焊片瞬間高脈沖電流。你只需要高電壓,不需高壓或高溫,”他說。材料近50%是多孔,密度是石墨的一半,是金屬鈦的四分之一。但它有足夠的抗壓強度-40兆帕-這使它能夠用作骨植入,他說。片層之間的紐帶力量保持它在水中不崩解。
“這個例子說明了使用非常規(guī)材料結(jié)合傳統(tǒng)的技術(shù)的可能,”Ajayan說。 “但是,這些過渡只能用適當(dāng)?shù)拿芏群蛷姸葘⑷?D石墨烯層伸縮制成3D的固體。“
“納米積木之間的工程結(jié)和強大的接口是實現(xiàn)這些目標(biāo)的最大挑戰(zhàn),但在這種情況下,放電等離子燒結(jié)似乎是讓石墨烯片產(chǎn)生立體模型有效的手段,”他說。
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