گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد

2022-08-30 20:07:57 ساخت داربست های کامپوزیتی منیزیم-روی/بایوسرامیک از طریق ساخت افزایشی اکستروژنی

Extrusion-based additive manufacturing of Mg-Zn/bioceramic composite scaffolds

درمان جوش نخوردن استخوان رانی پس از شکستگی همراه با نقص پر نشدن استخوان، کماکان یک چالش بزرگ است. روش های درمانی فعلی شامل استفاده از ایمپلنت بافت های مشابه، غیرمشابه، یا مصنوعی می گردد و از روش های استخوان سازی نیز استفاده می شود. با این وجود، روش های اشاره شده دارای محدودیت هایی هستند. منیزیم و آلیاژهای آن گزینه های مهمی برای ایمپلنت در نظر گرفته می شوند، به دلیل زیست سازگاری، خواص مکانیکی مناسب، و عملکرد خوب در استخوان سازی. اما استفاده از منیزیم و آلیاژهای آن با مشکلاتی مواجه است، چون نرخ خوردگی آن بالا است که موجب تولید مقدار زیادی گاز هیدروژن می شود. همچنین آزاد شدن یون های سمی از عناصر آلیاژی نیز ممکن است همراه با زیست تخریب پذیری، رخ دهد. مطالعات بسیاری نشان داده اند که بایستی مواد پایه منیزیم با نرخ زیست تخریب پذیری کنترل شده توسعه یابند تا بتوان از آن ها در ترمیم استخوان استفاده کرد. گرچه اصلاح سطح می تواند این مشکلات را حل کند، اما این روش ها فقط شروع خوردگی را به تاخیر می اندازند. در واقع، زمانی خوردگی شتاب پیدا می کند که پوشش شکسته می شود. یک روش مهم دیگر برای اصلاح این مواد، ساخت کامپوزیت های پایه منیزیم از طریق افزودن بایوسرامیک ها است. بایوسرامیک های مبتنی بر فسفات کلسیم، مانند هیدروکسی آپاتیت و تریکلسیم فسفات (TCP)، برای ترمیم استخوان جذاب و کاربردی هستند.
در مقاله ای که در مجله Acta Biomaterialia منتشر شده است، داربست های (اسکفولد) کامپوزیتی منیزیم-روی/تری کلسیم فسفات ساخته شده است. به این منظور، ابتدا جوهر مربوط به این ساختار تهیه شده است و سپس از طریق فرایند ساخت افزایشی اکستروژنی این قطعات ساخته شده اند.چون این داربست ها از آلیاژ منیزیم-روی ساخته شدند، نرخ زیست تخریب پذیری بسیار خوبی نشان دادند، با این وجود که سمیت سلولی داشتند. اضافه کردن تری کلسیم فسفات به این آلیاژ، سازگاری سلولی و زیست فعالی داربست های منیزیم-روی را بهبود بخشید. در ابتدا جوهرهای دارای پودر منیزیم-روی همراه با 5، 10 و 15 درصد وزنی پودر تری کلسیم فسفات ساخته شدند. سپس این جوهر در پرینت 3-بعدی داربست های کامپوزیتی متخلخل به کار رفتند و نرخ زیست تخریب پذیری به 0.5 میلی متر در سال رسید که برای جایگزینی استخوان ها با اندازه های-مهم، مناسب است. علاوه بر آن، افزودن بایوسرامیک ها موجب افزایش خواص مکانیکی، مدول الاستیک و استحکام تسلیم، نیز شدند. زیست سازگاری نیز بهبود یافت. این مقاله بسیار جذاب و مهم می تواند نقش مهمی در ساخت داربست های کامپوزیتی متخلخل پایه منیزیمی داشته باشد.

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-08-30 20:07:21 ساخت داربست های کامپوزیتی منیزیم-روی/بایوسرامیک از طریق ساخت افزایشی اکستروژنی

Extrusion-based additive manufacturing of Mg-Zn/bioceramic composite scaffolds

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-08-21 23:48:37 سوپرکپسیتورها

نحوه کار سوپرکپسیتورها، فرایند ساخت، و روش های بهبود عملکرد آن ها

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-08-13 03:31:42 #مقاله_مروری

ساخت افزایشی بایومواد- اصول طراحی و نحوه اجرای آن ها

Additive Manufacturing of Biomaterials—Design Principles
and Their Implementation
2022

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-07-30 09:00:50 #دانلود_کتاب مواد پایه منیزیم

Magnesium Materials: From Mountain Bikes to Degradable Bone Grafts

2021

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-07-30 08:56:32 #دانلود_کتاب مواد پایه منیزیم

Magnesium Materials: From Mountain Bikes to Degradable Bone Grafts

2021

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-07-24 16:41:07 استخدام در ۶ ردیف شغلی
آزمایشگاه متالورژی باز کردن / نظر دهید

2022-07-20 08:29:53 #دانلود_کتاب نوآوری ها در زمینه ساخت افزایشی

Innovations in Additive Manufacturing

2022
Springer

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-06-15 19:12:20 مقاله مروری فلزات و آلیاژهای آنتی باکتری به عنوان ایمپلنت های درمانی

Antibacterial metals and alloys for potential biomedical implants

مجله Bioactive Materials

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید

2022-06-01 19:45:39 تولید آلومینیوم پایدار (sustainable) از طریق بازیافت قراضه: علمِ آلیاژهای کثیف
Making sustainable aluminum by recycling scrap: The science of “dirty” alloys

در حال حاضر، حدوداً 100 میلیون متریک تن آلومینیوم در سال تولید می شود که 35% آن از قراضه تولید می شود، در حالی که 40% آن در زنجیره تولید قراضه شده است. آلومینیوم از دو جنبه می تواند به پایداری زیست محیطی و انرژی کمک کند؛ مصرف انرژی در فرایندها و محصولات را کاهش می دهد، برای نمونه با کاهش وزن در حمل و نقل، بسته بندی ها و سازه ها. در رساناهای الکتریکی سبک و با مقاومت پایین به کار می رود، و وزن آن یک سوم مس است. علاوه بر آن، تولید آلومینیوم از سنگ معدن به انرژی بالایی نیاز دارد و یکی از مهم ترین عواملی است که منجر به تولید گازهای گلخانه ای شود. تولید آلومینیوم 3% از انتشار گازهای گلخانه ای در جهان را شامل می شود. حدود 65% از این انتشار گازهای گلخانه ای، به این دلیل است که 67% از برق مورد نیاز برای الکترولیز از طریق سوخت های فسیلی تامین می شود. سنتز آلومینیوم نیز محصولات جانبی خطرناک و سمی ای را در فرایند استخراج و الکترولیز تولید می کند. آلومینیوم می تواند تا حد بی نهایت بازیافت شود؛ امروزه، حدودا 75% از کل آلومینیوم تولید شده در تاریخ، هنوز در حال استفاده است. بازیافت شامل ذوب مجدد فلز می شود که فقط به 5% از انرژی مورد نیاز برای تولید آلومینیوم سنگ بوکسیت نیاز دارد. پس، بازیافت آلومینیوم می تواند مصرف انرژی این صنعت و انتشار کربن را به شدت کاهش دهد تا به توسعه پایدار زیست و محیطی و انرژی نزدیک شویم. به صورت متوسط، یک سوم از آلومینیوم که امروزه به کار می رود از بازیافت قراضه تولید می شود که پیش بینی شده است این رقم تا 2050 به 50% برسد. تفاوت چشمگیر بین فرایندهای تولید اولیه یا بازیافت موجب شده است که این صنعت اقتصاد جذابی داشته باشد و به موضوع مهمی در توسعه پایدار متالورژی تبدیل شود. به عنوان نمونه، در برخی مناطق، نرخ بازیافت قوطی های نوشیدنی به 95% می رسد.اما با این وجود که قوطی ها به راحتی گردآوری می شوند، طول عمر کوتاهی دارند و به صورت نظری می توانند یک آلیاژ مفرد باشند، هنوز هم چرخۀ قوطی استفاده شده به قوطی جدید، یک سیکل بسته نیست.
بنابراین، صنعت بازیافت فلزات، به خصوص آلومینیوم، به توجه بالایی نیاز دارد تا علاوه بر سود بردن از اقتصاد آن، بتوان به پایداری زیست محیطی و انرژی نیز کمک کرد. در مقاله ای که در مجله معتبر Progress in Materials Science منتشر شده است، این مباحث به صورت کامل بررسی شده اند. در این مقاله، اثر ناخالصی های مرتبط با قراضه بر روی ترمودینامیک و سینتیک واکنش های رسوب دهی بررسی شده و اثرات مکانیکی و الکتروشیمی آن ها نیز بررسی شده است؛ همچنین اثرات ناخالصی ها بر روی نواحی بدون رسوب در اطراف مرزدانه ها، و مایکروساختار قطعات ریخته گری. هدف این مقاله توسعه و گسترش طراحی و تولید آلیاژهای آلومینیوم با بیشترین درصد قراضه است، که حتی با استفاده از قراضه کیفیت-پایین انجام می شود و قراضه هایی که پس از بازیافت، با تنها با چند آلیاژ محدود تطابق دارند.

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.100947

@Materials_research
MatRes.ir
Instagram باز کردن / نظر دهید