Dank einer neuen Technik können sich Metalle wie menschliche Knochen "regenerieren"

Forscher an der Universität von Pennsylvania, USA, haben eine neue Technik entwickelt, mit der poröse Metalle wie Metallschäume, deren innere Struktur der von menschlichen Knochen ähnelt, ohne Schweißen oder Lötlampen „regeneriert“ werden können. . Dies kann ein großer Durchbruch für die Technik, insbesondere für die Mechanik, sein, und diese Selbstheilungseigenschaft kann sehr nützlich sein, um verschiedene Metallteile und -gegenstände wie Roboterarme, Automobilteile und Basiskomponenten sowie Raumstationen zu reparieren. einige mögliche Verwendungen.

Einschränkungen umgehen

Wenn ein Metallteil bricht, besteht heutzutage die Möglichkeit, die beschädigten Bereiche zu erhitzen, in der Regel durch die Verwendung von Schweißnähten und Brennern, die die Bauteile Temperaturen von bis zu 3.000 Grad Celsius aussetzen. Das Problem ist, dass es Situationen gibt, in denen diese Vorgehensweise nicht empfohlen wird, wie zum Beispiel Metallschäume, eine leichte, superfeste Materialklasse, die die physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften von Metallen mit den strukturellen Vorteilen von kombiniert Schaum Siehe:

Wie Sie vielleicht bemerkt haben, besteht die innere Struktur dieser Schäume aus kleinen Lufteinschlüssen. Dieses Material ist nicht nur nicht entflammbar und hochtemperaturbeständig, sondern auch äußerst wirksam bei der Absorption von Stößen und Vibrationen, bietet elektromagnetischen Schutz und ist a Hervorragende Schalldämmung. Dies macht ihn zu einem Liebling der Luft- und Raumfahrt-, Schiffs-, Auto-, Schienen-, Medizin-, Bau- und anderer Industriezweige. Wenn es jedoch beschädigt ist und reparaturbedürftig ist, kann das Schmelzen durch Hitze seine Porosität beeinträchtigen und seine Funktionalität beeinträchtigen.

Um diese Schwierigkeit zu umgehen, setzten die Forscher auf Materialien, die sich selbst regenerieren könnten, wie z. B. aus flexiblen Kunststoffen und Polymeren, die beim Zerbrechen Substanzen freisetzen, die durch die innere Struktur fließen und das beschädigte Objekt „reparieren“ können. auch bei Raumtemperatur.

Knochenmetall

Das Team entwickelte eine Technik zum Aufbringen einer Schicht einer inerten und formbaren Substanz namens Parylene D auf den Metallschaum - ein flexibles Polymer, das, obwohl es widerstandsfähig ist, leichter bricht als das darunter liegende Metall. . Das Coole ist jedoch, dass die Forscher Parylene als eine Art "Schadensfahne" verwendeten. Wenn diese Schicht beschädigt ist und die Metalloberfläche freigelegt ist, können die beschädigten Schaumstellen nur durch Verzinken repariert werden.

Übrigens handelt es sich um einen elektrochemischen Prozess, bei dem ein Metall mit einem anderen beschichtet werden kann - wie es beispielsweise beim Vergolden eines Schmuckstücks der Fall ist. Dazu muss der zu bedeckende Gegenstand bei Raumtemperatur in eine Elektrolytflüssigkeit getaucht werden und es wird ein elektrischer Strom angelegt, der es den zu beschichtenden Ionen des Metalls ermöglicht, leicht zu fließen und sich auf dem Stück abzusetzen und eine "Abdeckung" zu bilden. "

Bei der von den Wissenschaftlern entwickelten Technik wird der Schaum zur Galvanisierung in das Bad getaucht und die Ionen sammeln sich nur in Bereichen an, in denen Parylene nicht mehr vorhanden ist - und was auf Beschädigungen hinweist -, und formen die gebrochene Struktur analog dazu um Diese Knochen regenerieren sich nach Frakturen. Die Forscher haben 3 verschiedene Arten von Schäden (gerissene, zerbrochene und vollständig zerteilte Proben) an Nickelschaum getestet und sind mit allen „Flecken“ erfolgreich gewesen. Ziel ist es jedoch, die Experimente und Studien zu erweitern, um den Prozess umfassender zu gestalten. .

Durch die neue Technik können Metalle wie menschliche Knochen über TecMundo „regeneriert“ werden