Учёные СФУ создали опытный образец высокопрочного материала на основе диоксида циркония. По мнению авторов разработки, этот материал может заменить импортное сырьё в производстве имплантантов, деталей горнодобывающего оборудования и компонентов микроэлектроники.
Диоксид циркония — это керамический материал, обладающий невероятной износоустойчивостью и прочностью. Он широко используется в различных областях, включая стоматологию, микроэлектронику и горное оборудование. Он производится из природного минерала бадделеита, который имеет зеленоватый или желтоватый оттенок.
Месторождения бадделеита находятся в ЮАР, Бразилии и России, что делает возможным частичное или полное замещение импортного диоксида циркония отечественным материалом, подчеркнули учёные Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета.
Это проект по импортозамещению. Сегодня в мире диоксид циркония высокой очистки производит ограниченное количество компаний. В основном его используют для изготовления зубных имплантантов. Мы заинтересованы в создании собственного материала, который может стать сырьём для отечественных медицинских изделий, в том числе для стоматологии и ортопедической хирургии.
Как подчеркнул исследователь, недостаточно просто получить высокоочищенный порошок диоксида циркония. Необходимо также обеспечить стабильность его фазового состава и свойств.
Дело в том, что наиболее прочные фазы этого материала образуются при температуре выше 1200 °C. Однако при охлаждении они быстро теряют свои свойства. Чтобы сохранить результат термической обработки, необходимо зафиксировать материал, например, с помощью оксида иттрия.
Сегодня учёные СФУ разрабатывают технологию превращения бадделеитового сырья в водорастворимую форму. Они также исследуют его химический состав, структуру и размер частиц. Кроме того, специалисты экспериментируют с методами очистки.
В зависимости от степени очистки из нашего материала можно будет формовать детали для шаровых мельниц, измельчающих руду на горно-металлургическом производстве и в геохимической промышленности, или решать различные задачи микроэлектроники.
Диоксид циркония в стоматологии ценится за свою прочность, которая увеличивается под воздействием жевательной нагрузки. Из этого материала можно изготавливать одиночные коронки, мостовидные протезы, элементы имплантатов и эстетичные виниры.
Оксид циркония может быть использован и в производстве компонентов искусственных тазобедренных суставов. Это направление перспективно, а импортные медицинские изделия на российском рынке практически отсутствуют. Учёные Сибирского федерального университета планируют разработать технологию изготовления прототипов таких компонентов в своей лаборатории.
В перспективе специалисты намерены организовать на базе вуза экспериментальное производство, где будет апробироваться методика изготовления материалов на основе диоксида циркония.
Ранее в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого разработали новый материал для медицинских имплантатов. Его основа — тантал, прочный и биосовместимый металл. В отличие от алюминия, он не токсичен.
Читать материалы по теме:
Разработан российский растворимый патч-имплант для лечения онкологических заболеваний
Ростех создал уникальный имплант для лечения переломов таза
Учёные Росатома разработали импланты с биосовместимым покрытием
