Графен, обработанный по специальной технологии, может быть основой для костных имплантатов, заявили исследователи Университета Райса.
Команда инженеров под руководством Pulickel Ajayan, в сотрудничестве с бразильскими и индийскими учеными, использовали исковое плазменное спекание, чтобы превратить хлопья оксида графена в пористый твердый материал, которые выгодно отличаются от механических свойств и биосовместимости титана, стандартного материала для костных имплантов. Исследователи полагают, что такая технология даст им возможность создавать очень сложные формы из графена в течение нескольких минут, которые гораздо легче обрабатывать, чем металлы.
Один из разработчиков Chandra Sekhar Tiwary говорит: «Мы начали думать о применении графена для изготовления костных имплантатов, так как является одним из самых интригующих материалов с большим количеством возможностей, и биологически совместимым. В данном случае важны четыре вещи: его механические свойства, плотность, пористость и биосовместимость».
Изобретатели добавили, что при такой обработке нужно только высокое напряжение и не требуется высокое давление или температура. Материал с почти 50%-ной пористостью, имеет плотность в два раза меньше чем графит и на четверть меньше металлического титана, обладая достаточной прочностью на сжатие — 40 МПа, что делает его пригодным для костных имплантатов.
Исследователи контролировали плотность материала, путем изменения напряжения. Хотя эксперименты проводились при комнатной температуре, исследователи делали графеновые частицы различной плотности, путем повышения этих температур спекания от 200 до 400 градусов по Цельсию. Образцы, изготовленные при местных температурах 300 °С, оказалось лучшими, говорят ученые. В качестве бонуса, исследователи также обнаружили, процесс спекания делает хлопья графена более сильными и более стабильными, чем графеновый монослой или оксид графена.
«Этот пример демонстрирует возможность использования нетрадиционных материалов в традиционных технологиях», сказал Ajayan.