沈陽材料科學國家(聯(lián)合)實驗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)用植入和密封等領域具有很好的應用前景。該研究結果發(fā)表于近日出版的《物理評論快報》上。
泊松比是描述材料彈性行為的一個物理參數(shù),用于表征彈性力學狀態(tài)下原子鍵長和鍵角的相對變化關系,與體模量和剪切模量的比值(B/G)相關。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)和負泊松比(B<<G,如多孔等微結構材料)。
具有多功能特性的Ti2448合金,自2003年起先后申報了國家、PCT和美國專利,已獲國家發(fā)明專利授權。針對該合金的基礎研究結果自2005年起在Appl. Phys. Lett.,Acta Biomater.等期刊發(fā)表論文6篇,在相關國際學術會議上作邀請報告3次,并應邀為年底將于美國出版的Bionanotechnology專著撰寫“納米醫(yī)用植入鈦合金”章節(jié)。該項研究先后獲得國家自然科學基金面上項目和重點項目、中科院創(chuàng)新基金和遼寧省攻關項目資助,部分基礎研究內容已列入2006年啟動的國家“973”計劃“面向性能的材料集成設計的科學基礎問題”項目。
沈陽材料科學國家(聯(lián)合)實驗室工程合金研究部研制的Ti2448合金同時具有低彈性模量和高強度,是生物相容性和力學相容性優(yōu)異的新一代醫(yī)用植入金屬材料。2003年以來與中國醫(yī)科大學和第四軍醫(yī)大學的4個附屬醫(yī)院開展了持續(xù)合作研究;2005年與威高集團骨科材料有限公司簽署協(xié)議開展合作,申報該材料植入許可和產品注冊證;2007年4月與威高集團簽署合作協(xié)議,成立中科院金屬所—威高集團醫(yī)用金屬研發(fā)中心和聯(lián)合實驗室,加速該材料醫(yī)用的產業(yè)化進程。已按計劃向威高集團提供兩批次材料,用于制造臨床試驗所需的骨板系。