Supermateriál z titánu a zlata je tak tvrdý, že ho nevedeli rozdrviť
Veľké využitie v medicíne vidia pri novom supermateriáli, ktorý vznikol spojením titánu a zlata pri vysokej teplote. S telom totiž výborne reaguje. Je tiež tak tvrdý, že ho tvorcovia spočiatku nevedeli ani pomlieť, aby ho zanalyzovali.
Potrebný v medicíne
Titán sa považuje za materiál, ktorý je v zdravotníctve takmer nenahraditeľný. Je veľmi pevný a telo ho napríklad v podobe bedrových kĺbov vie dobre prijať. Takmer dokonalý kov dokázali ešte vylepšiť na texaskej Rice University. Ako to už často vo vede býva, objav bol náhodný.
Dve fyzičky, Emilia Morosan and Eteri Svanidze, študovali rôzne kombinácie titánu a zlata. Začali s vyrovnaným pomerom prvkov 1:1. Vytvorená zlúčenina ukázala zaujímavé vlastnosti, z nemagnetických prvkov totiž vznikol magnetický materiál.
Prielom však nastal, keď pri vysokej teplote zlúčili tri diely titánu s jedným dielom zlata. Vznikla nová zliatina, ktorá je násobne tvrdšia ako oceľ a štyrikrát tvrdšia ako čistý titán. To však nie sú jej jediné pozitívne vlastnosti.
Pri priemyselných zliatinách sa často používa prímes medi alebo železa, lenže na tieto dva základné prvky priemyslu ľudské telo nereaguje najlepšie. Titán aj zlato sú naopak telom veľmi dobre prijímané, takže aj od ich zliatiny sa očakávali podobné výsledky. Výsledky napriek tomu vynálezcov prekvapili. Nový materiál, ktorý nazvali Titanium-3, je ešte viac priateľský k telu ako titán.
Kľúčová je vysoká teplota
"Tento materiál je veľmi vhodný pre medicínske využitie, všade tam, kde sa už používa titán. Môže sa použiť napríklad ako náhrada pri bedrových kĺboch alebo kolenách, ale aj na zubné protézy a implantáty," povedali objaviteľky.
Aby lepšie pochopili, čo robí zliatinu takú silnú, nazreli elektrónovým mikroskopom do jej štruktúry. Kľúčom k jej pevnosti je kryštalická štruktúra podobná kocke, ktorá vznikne pri vysokých teplotách.
Ak by sa použili nízke teploty, nová zliatina by pevnosťou neprekonala samotný titán.
Crystal structure of beta titanium-3 gold pic.twitter.com/9BApZJJyAT
— PenPen (@pfut) July 29, 2016
Supertvrdý materiál na začiatku prekvapil aj tvorcov. Keď ho vyrobili, snažili sa ho rozdrviť a pomlieť, aby lepšie analyzovali jeho kryštalickú štruktúru a čistotu. Titanium-3 však klasickým spôsobom deštrukcie odolávalo. „Dokonca som kúpila misku a kladivko potiahnuté diamantovou vrstvou, ale stále sme zliatinu nemohli rozbrúsiť,“ spomenula si Emilia Morosan.
Tím z Texasu chce Titanium-3 študovať aj naďalej. Výskumníci plánujú ďalšie experimenty a pridaním nových látok by zliatinu chceli ďalej vylepšovať. Kto vie, možno sme na ceste k vytvoreniu nezničiteľného adamantia, ktorý by podľa fikce z komixov mal odolať aj priamemu zásahu jadrovou bombou.
