沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室工程合金研究部多功能合金研究組研制的一種具有高強(qiáng)度、低彈性模量、超彈性和阻尼性能的多功能柔韌鈦合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn,簡(jiǎn)稱Ti2448),近期研究發(fā)現(xiàn)其泊松比顯著低于常規(guī)金屬材料,為一類兼容低泊松比和高韌性的新型金屬材料,在醫(yī)用植入和密封等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。該研究結(jié)果發(fā)表于近日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。
泊松比是描述材料彈性行為的一個(gè)物理參數(shù),用于表征彈性力學(xué)狀態(tài)下原子鍵長(zhǎng)和鍵角的相對(duì)變化關(guān)系,與體模量和剪切模量的比值(B/G)相關(guān)。根據(jù)泊松比可以將材料劃分為4類:超高泊松比(B>>G,如橡膠)、高泊松比(B>G,如金屬)、低泊松比(B<G,如鈹)和負(fù)泊松比(B<<G,如多孔等微結(jié)構(gòu)材料)。
具有多功能特性的Ti2448合金,自2003年起先后申報(bào)了國(guó)家、PCT和美國(guó)專利,已獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。針對(duì)該合金的基礎(chǔ)研究結(jié)果自2005年起在Appl. Phys. Lett.,Acta Biomater.等期刊發(fā)表論文6篇,在相關(guān)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上作邀請(qǐng)報(bào)告3次,并應(yīng)邀為年底將于美國(guó)出版的Bionanotechnology專著撰寫“納米醫(yī)用植入鈦合金”章節(jié)。該項(xiàng)研究先后獲得國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院創(chuàng)新基金和遼寧省攻關(guān)項(xiàng)目資助,部分基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容已列入2006年啟動(dòng)的國(guó)家“973”計(jì)劃“面向性能的材料集成設(shè)計(jì)的科學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題”項(xiàng)目。
沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家(聯(lián)合)實(shí)驗(yàn)室工程合金研究部研制的Ti2448合金同時(shí)具有低彈性模量和高強(qiáng)度,是生物相容性和力學(xué)相容性優(yōu)異的新一代醫(yī)用植入金屬材料。2003年以來(lái)與中國(guó)醫(yī)科大學(xué)和第四軍醫(yī)大學(xué)的4個(gè)附屬醫(yī)院開(kāi)展了持續(xù)合作研究;2005年與威高集團(tuán)骨科材料有限公司簽署協(xié)議開(kāi)展合作,申報(bào)該材料植入許可和產(chǎn)品注冊(cè)證;2007年4月與威高集團(tuán)簽署合作協(xié)議,成立中科院金屬所—威高集團(tuán)醫(yī)用金屬研發(fā)中心和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,加速該材料醫(yī)用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。已按計(jì)劃向威高集團(tuán)提供兩批次材料,用于制造臨床試驗(yàn)所需的骨板系。