Наномодификация поверхностей привычных материалов позволяет добиться появления новых функциональных свойств, расширяющих возможности их применения. Специальные биосовместимые антикоррозионные покрытия для титана способны значительно повысить надежность медицинских имплантатов, их эффективность и сроки работы в организме. О результатах и важности исследований в этой области рассказали ученые ведущих российских университетов.

Уникальное коррозионно-стойкое двухслойное покрытие на основе интерметаллических оксикарбонитридов (Ti4Ni2(O,N,C)) для имлантатов из никелида титана разработали ученые Томского государственного университета (ТГУ). По словам авторов работы, ключевое отличие от аналогов в том, что наноструктура нового покрытия позволяет избежать его растрескивания и отслоения при деформации основы.

​"Разработанная нами схема напыления и отжига покрытия Ti-Ni-Ti позволила создать плотный и тонкий кристаллический слой фазы Ti4Ni2(O,N,C), коррозионная стойкость которого не уступает стойкости нитридов титана, широко применяемых сегодня, но при этом превосходит их по механическим свойствам", – сообщила руководитель проекта, заведующая лабораторией медицинских сплавов и имплантатов с памятью форм ТГУ Екатерина Марченко.

Предложенный учеными ТГУ способ включает последовательное магнетронное напыление в аргоновой атмосфере трех чередующихся слоев нанопленок по схеме Ti-Ni-Ti и последующий нагрев изделия до температур, при которых начинается реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.​

Слои напыленного аморфного ламината Ti-Ni-Ti толщиной 40-60 нм в процессе синтеза взаимодействуют с газовой средой и превращаются в двухслойное интерметаллическое покрытие толщиной 1 мкм. В результате захвата примесей из газовой среды на внешней его стороне образуется слой оксикарбонитридов титана, а на внутренней – плотный коррозионно-стойкий слой оксикарбонитридов никелида титана.
Как сообщил заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий НИТУ "МИСиС" Евгений Левашов, разработки в области биосовместимых покрытий для наномодификации имлантатов бурно развиваются во всем мире.

"Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в тонких пленках это направление, позволяющее проводить направленный синтез функциональных покрытий и неразъемных соединений в самых разных областях промышленности. Разработка ученых ТГУ носит инновационный характер и имеет хорошую перспективу в имплантологии", – отметил Евгений Левашов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Vacuum. Работа проводилась в рамках проекта РНФ №19-72-10105 2019-2022. На технологию получен патент, она может быть использована при создании имплантатов для хирургии, кардиологии, травматологии.

ТГУ — старейший университет Сибири, соединяющий традиции фундаментального образования с широкой инновационной практикой. ТГУ осуществляет многоуровневую подготовку специалистов с индивидуальным планом обучения по более чем 120 направлениям. Благодаря передовой технологической базе университета молодые ученые уже в процессе обучения принимают активное участие в исследованиях.

Похожие новости

  • 11/12/2020

    Почему земля вкусная: ученые ТПУ ищут "рецепт" от загадочных болезней

    ​​​Ученые Томского политеха (ТПУ) отправились в экспедицию на Алтай, где будут методами биогеохимии изучать причины геофагии (поедания почвы) животных. Такие исследования прошли в Приморье и предстоят в Забайкалье, в комплексе они расскажут, как окружающая среда и геология местности влияют на живые организмы.
    472
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    2020
  • 13/02/2019

    Супергидрофильное покрытие для индивидуальных имплантатов предложили ученые ТПУ

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе со своими германскими коллегами из университета Дуйсбург-Эссен предложили использовать сферические наночастицы кальций-фосфата в качестве покрытия для имплантатов из сплава ВТ6.
    1337
  • 15/04/2019

    Томские ученые исследуют гены, кодирующие лечебные белки

     Ученые ТГУ и МГУ проводят совместное исследование генов, отвечающих за продуцирование противовоспалительных белков – миокинов. Эти соединения играют большую роль в регуляции обмена в костной и жировой тканей, в функционировании головного мозга и органов пищеварения человека, являются перспективным инструментом для коррекции различных расстройств.
    840
  • 24/01/2020

    Сибирские химики разрабатывают катализаторы для очистки воздуха от опасных выхлопов

    ​Коллектив научно-исследовательской лаборатории каталитических исследований химического факультета ТГУ опубликовал статью в высокорейтинговом журнале Applied Catalysis B: Environmental. Сотрудники лаборатории разрабатывают катализаторы экологического назначения – для нейтрализации опасных веществ, в частности, угарного газа, а также частиц сажи, являющихся составляющей выхлопов автотранспорта.
    575
  • 15/12/2020

    Научная группа приступила к разработке трёх новых подходов к неинвазивной диагностике вирусных и бактериальных инфекций

    Научная группа, в которую вошли сотрудники Томского, Саратовского, Московского государственных университетов и Университета Олбани (США), в рамках мегагранта приступила к разработке трёх новых подходов к неинвазивной диагностике вирусных и бактериальных инфекций.
    468
  • 10/12/2020

    Томские ученые модифицируют покрытия для имплантов с помощью ксенона

    ​​​Научная коллаборация Томского политехнического университета (ТПУ), Сибирского государственного медуниверситета (СибГМУ) и Балтийского федерального университета разработала технологию нанесения кальций-фосфатных покрытий на медицинские импланты в газовой среде; исследование показало, что использование ксенона делает покрытия более долговечными, сообщает 9 декабря пресс-служба ТПУ.
    480
  • 21/12/2020

    Учёные РФ и Франции выяснят, как пожары могут изменить экосистемы мира

    ​​Двое молодых учёных ТГУ – сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» Артём Лим и Дарья Кузьмина на протяжении двух месяцев работали в одном из ведущих научных центров Франции – Обсерватории Миди-Пиринейз.
    367
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    327
  • 07/11/2017

    Химики объединились, чтобы ускорить создание новых материалов

    ​Томский государственный университет и Российский химико-технологический университет им. Д.В. Менделеева подписали соглашение о сотрудничестве. Взаимодействие двух ведущих научных центров будет направлено на разработку совместных образовательных программ и исследовательских проектов, создание уникальных химических технологий и материалов.
    1171