Cieľom tejto práce je príprava rozložiteľných kovových biomateriálov na báze železa a zinku modifikáciou kovových práškov. Biomateriály nachádzajú svoje uplatnenie v aplikáciách každodenného života, napríklad aj v podobe implantátov. Našim cieľom je pripraviť biomateriál vyznačujúci sa postupnou koróziou v organizme, čím by sa eliminovala nevyhnutnosť ďalšieho chirurgického zákroku pri jeho odstránení.
Praktická časť práce je zameraná na modifikáciu komerčného Fe prášku vrstvou Zn bezprúdovým vylučovaním z roztoku heptahydrátu síranu zinočnatého. Keďže je známe, že Zn koroduje rýchlejšie ako Fe, modifikáciou Fe prášku pomocou Zn je snahou pripraviť biomateriál so želanou rýchlosťou korózie, ktorá bude vyššia ako v prípade čistého Fe. Z pripraveného prášku boli zhotovené výlisky, ktorých rýchlosť degradácie bola porovnávaná s výliskami z čistého Fe a Zn. Všetky merania prebiehali v Hanksovom roztoku, ktorý svojim zložením simuluje prostredie telesných tekutín. Po vykonaní elektrochemických meraní a ich vyhodnotení bolo možné pozorovať, že výlisky pripravené zo železa a modifikovaného Fe-Zn prášku vykazujú podobný degradačný priebeh. V nami pripravenom Fe-Zn prášku je 99,8 hm.% Fe a 0,2 hm.% Zn, čo potvrdila analýza jeho zloženia metódou energiovo-disperznej spektroskopie (EDX) a atómovej absorpčnej spektroskopie (AAS). Výsledky preukázali, že najrýchlejšie koroduje čistý zinok. Výlisky pripravené z čistého železa a Fe-Zn prášku korodujú porovnateľnou rýchlosťou. Z toho možno usúdiť, že pre želané zrýchlenie korózie čistého Fe je potrebné ďalšie štúdium a optimalizácia podmienok prípravy modifikovaného Fe-Zn prášku s vyšším obsahom Zn.
Táto práca vznikla za podpory grantu VEGA 1/0095/21, interným grantovým systémom Prírodovedeckej fakulty Univerzity Pavla Jozefa Šafárika (vvgs-pf-2021-1773) a projektom Vyšehradského fondu číslo 22020140.
xxx
Pozdravujem Vas, velmi zaujimva praca. Obdobny vyskum robia aj na Ustave materialov a mechaniky strojov na SAV. Chcel by som sa Vas opytat, ako sa korozia v materialy siri. Ci je prednostne po hraniciach praskov, alebo napada material nerovnomerne, pripadne po hraniciach zrn v ramci jednotlivych castic praskov ? Robili ste aj mikrostrukturu rezu ?
Re: xxx
Korózia má tendenciu šíriť sa nerovnomerne. Mikroštruktúra rezu sa neskúmala.
Zdravím
Pekné výsledky, chcem sa opýtať na EDX mapy boli robené na voľne sypaných práškoch alebo cípoch? čo ste tam sledovali? a či by nebolo vhodné urobiť edx mapu pri väčšom zväčšení? A či by bolo vhodné skúmať degradáciu materiálu/šírenie korózie pomocou EBSD ?
Re: Zdravím
EDX mapy boli vykonané na voľne sypaných práškoch a sledovalo sa zastúpenie železa a zinku. EDX analýza pri väčšom zväčšení by bola vítaná. Vzhľadom na povahu materiálu, ktorý sme použili na degradáciu - koróziu nepovažujeme za potrebné skúmať koróziu pripravených vzoriek metódou EBSD.
Zaujímavá práca
Dobrý deň, chcel by som sa Vás opýtať, či pri zvýšení obsahu Zn v Zn-Fe materiály a jeho následnej korózii v simulovanom prostredí telesných tekutín, nemôže dôjsť k uvoľneniu malých častíc Fe do prostredia?
Re: Zaujímavá práca
Túto možnosť, ktorú popisujete nevieme celkom vylúčiť a určite bude potrebné urobiť ďalšie bádanie v tejto oblasti a navrhnúť biomateriál v takej podobe, aby nedošlo k potenciálnej hrozbe v podobe toxicity vzniknutej z uvoľnených čiatočiek železa pre hostiteľský organizmus.