Синтез и характеристика металлической стекловидной меди.

Dec 26, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 13163 (2022) Цитировать эту статью

964 доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Биопленки являются важным компонентом, способствующим развитию хронических инфекций, особенно когда речь идет о медицинских устройствах. Этот вопрос представляет собой огромную проблему для медицинского сообщества, поскольку стандартные антибиотики способны уничтожить биопленки лишь в очень ограниченной степени. Предупреждение образования биопленок привело к разработке разнообразных методов нанесения покрытий и новых материалов. Эти методы предназначены для покрытия поверхностей таким образом, чтобы предотвратить образование биопленки. Металлические стеклообразные сплавы, в частности сплавы, включающие металлы медь и титан, приобрели популярность в качестве желательных антибактериальных покрытий. Между тем, наблюдается рост использования метода нанесения покрытия холодным напылением, поскольку он является подходящим подходом для обработки термочувствительных материалов. Настоящее исследование было проведено частично с целью разработки нового антибиопленочного металлического стекловидного соединения, состоящего из тройного соединения Cu-Zr-Ni, с использованием метода механического легирования. Сферические порошки, составляющие конечный продукт, использовались в качестве исходного материала для нанесения покрытий методом холодного напыления на поверхности нержавеющей стали при низкой температуре. По сравнению с нержавеющей сталью подложки, покрытые металлическим стекловолокном, смогли значительно снизить образование биопленки, по крайней мере, на одно бревно.

Способность любого общества на протяжении всей истории человечества разрабатывать и стимулировать внедрение новых материалов, отвечающих его конкретным требованиям, привела к улучшению их производительности и рейтинга в глобализированной экономике1. Это всегда объясняется способностью человека разрабатывать материалы, производственное оборудование и устройства, используемые для изготовления материалов и определения их характеристик, что измеряется прогрессом, достигнутым в здравоохранении, образовании, промышленности, экономике, культуре и других областях, от одной страны или региона к другому. и это верно независимо от страны или региона2. Ученые-материаловеды посвятили значительное время на протяжении 60 лет, сосредоточив свое внимание на одной главной задаче: поиске новых и передовых материалов. Недавние исследования были сосредоточены на улучшении качеств и характеристик уже существующих материалов, а также на синтезе и изобретении совершенно новых типов материалов.

Введение легирующих элементов, модификация микроструктуры материала и применение методов термической, механической или термомеханической обработки привели к значительному улучшению механических, химических и физических свойств различных материалов. Кроме того, на данный момент успешно синтезированы ранее неизвестные соединения. Эти настойчивые усилия привели к рождению новых семейств инновационных материалов, которые в совокупности называются передовыми материалами2. Нанокристаллы, наночастицы, нанотрубки, квантовые точки, нульмерные аморфные металлические стекла и высокоэнтропийные сплавы — это лишь некоторые примеры передовых материалов, которые были представлены во всем мире с середины прошлого века1. Когда речь идет о производстве и разработке новых сплавов с улучшенными характеристиками, зачастую речь идет об увеличении отклонения от равновесия либо в конечном продукте, либо на промежуточном этапе его производства. В результате внедрения новых технологий получения, имеющих значительные отклонения от равновесия, был открыт совершенно новый класс метастабильных сплавов, названных металлическими стеклами3.

Его работа в Калифорнийском технологическом институте в 1960 году произвела революцию в концепции металлических сплавов, когда он синтезировал сплав Au–25 ат.% Si в стеклообразном состоянии путем быстрого затвердевания жидкости со скоростью, приближающейся к миллиону градусов в секунду4. Открытие профессора Пола Дувесса не только знаменует начало истории металлического стекла (МГ), но также привело к изменению парадигмы в том, как люди думали о металлических сплавах. Со времени первых новаторских исследований по синтезу сплавов MG практически все металлические стекла полностью производятся с использованием одного из следующих методов: (i) быстрое затвердевание расплавов или паров, (ii) атомное разупорядочение кристаллических решеток, (iii) реакция аморфизации в твердом состоянии между чистыми металлическими элементами и (iv) твердотельные превращения из метастабильных фаз5.