Znajdź zawartość

Ku zaskoczeniu amerykańskich naukowców okazało się, że nawilżaczem w implantach stawów biodrowych typu metal-metal jest grafit, nie białka. Wiedza ta pozwoli zaprojektować lepsze materiały do implantów, które będą mniej podatne na zużycie. Zespół złożony ze specjalistów z Northwestern University, Centrum Medycznego Rush University oraz Universität Duisburg-Essen odkrył, że kluczowym składnikiem lubrykantu z powierzchni implantu typu metal-metal jest grafit. Nawilżacz jest zatem bardziej podobny do występującego w silniku spalinowym niż w naturalnym stawie. Materiały protetyczne stawów biodrowych (metale, polimery i ceramika) wytrzymują przeważnie powyżej 10 lat. Po upływie dekady mamy jednak do czynienia ze zwiększoną częstotliwością uszkodzeń, zwłaszcza u młodych, aktywnych osób. Nic dziwnego więc, że marzeniem ortopedów jest wydłużenie żywotności implantów stawów biodrowych do 30-50 lat. Najlepiej zaś, by służyły pacjentowi do końca życia. Teraz, gdy zaczynamy rozumieć, jak przebiega nawilżanie tych implantów w organizmie, mamy punkt zaczepienia, żeby je ulepszyć - podkreśla prof. Laurence D. Marks. Wcześniejsze badania 2 członków ekipy, Alfonsa Fischera z Universität Duisburg-Essen i Markusa Wimmera z Centrum Medycznego Rush University, wykazały, że nawilżająca warstwa tworzy się na metalowych stawach w wyniku tarcia (następuje tzw. zużycie trybologiczne). Kiedy już powstanie, zmniejsza tarcie, a także ogranicza zużycie i korozję. Autorzy opracowania opublikowanego w Science porównują film graniczny protezy do cienkiej warstewki wody pozwalającej łyżwiarzowi ślizgać się po lodzie. Naukowcy wiedzieli więc już o istnieniu warstwy smarującej, która występuje zarówno na powierzchni głowy, jak i panewki, dotąd nie mieli jednak pojęcia, z czego jest ona zbudowana. Zakładano, że to białka albo inna substancja występująca w organizmie. Zespół złożony ze specjalistów z wielu dziedzin badał 7 implantów, pobranych od pacjentów z różnych względów. Akademicy posłużyli się m.in. mikroskopami optycznymi i elektronowymi. Spektra utraty energii elektronów wskazały na grafit. Bazując na tym i na innych dowodach, naukowcy doszli do wniosku, że warstwa nawilżająca składa się głównie z grafitu.

Już za cztery miesiące na rynek ma trafić nowy materiał chroniący przed korozją np. karoserie samochodów. Paul Brawn i Scott White z University of Illinois at Urbana-Champaign opisali swój wynalazek w Advanced Materials. Ich pomysł zakłada wykorzystanie dwóch rodzajów poliuretanowych mikrokapsułek. W jednym z nich znajduje się polimer, a w drugim katalizator. Kapsułki można mieszać z wieloma rodzajami farb i lakierów. Jeśli np. karoseria samochodu zostanie zarysowana, dojdzie do rozerwania kapsułek, a polimer i katalizator połączą się, tworząc warstwę ochronną. Olbrzymią zaletą tego systemu, w porównaniu do podobnych rozwiązań, jest fakt, iż do odpowiedniego wymieszania się obu składników ochronnych nie jest potrzebna ani podwyższona temperatura, ani zwiększona wilgotność. Podczas testów naukowcy sprawdzali szeroką gamę stalowych płytek, które były pokryte różnymi farbami i lakierami. W części z nich wykorzystano wspomniane mikrokapsułki. Płytki zarysowywano, a następnie na pięć dni zanurzano w słonej wodzie. Na tych, których nie chroniły kapsułki, już w ciągu 24 godzin pojawiły się widoczne ślady rdzy. Płytki z kapsułkami pozostały nietknięte. Kapsułki są tanie i łatwe w produkcji, mogą być mieszane z różnymi typami pokrycia metali i wytrzymują temperaturę do 150 stopni Celsjusza. Sprawdzają się zarówno w lakierach samochodowych, jak i w pokryciach okrętów wojennych. Średnica kapsułek wynosi od 10 do 100 mikrometrów, nie wiadomo więc, czy będą się nadawały do zastosowania tam, gdzie ważna jest estetyka. Umieszczenie ich w lakierze samochodowym może spowodować, że karoseria będzie szorstka w dotyku. Dlatego też nowa technologia najpierw trafi do przemysłu okrętowego czy wydobywczego, gdzie zapobieganie korozji jest poważnym wyzwaniem, a estetyka odgrywa drugoplanową rolę.

Odwiecznym problemem kolei z różnych stron świata było rdzewienie szyn. Teraz tego typu kłopoty powinny się jednak zakończyć raz na zawsze. Hinduscy naukowcy z Wydziału Inżynierii Materiałów i Metalurgii Indyjskiego Instytutu Technologicznego w Kanpurze oraz Steel Authority of India Ltd. opracowali bowiem odporny na korozję stop. Nowe szyny zostaną wypróbowane w okolicach nadmorskich, gdzie wilgotność powietrza jest naprawdę duża. W skład stali stopowej wchodzi kilka dodatkowych metali, m.in.: nikiel, chrom i kadm. Na początku wymyślono więcej receptur, ale ich liczba zmniejszyła się po wstępnych testach laboratoryjnych – wyjaśnia profesor R. Balasubramaniam. Rdza skraca "życie" szyn niemal o jedną czwartą. Dlatego pomysł jest naprawdę wart zachodu. Zakład Bhilai Steel w Chhattisgarh już zaczął odlewanie szyn, które zostaną ułożone na odcinku w pobliżu Vishakhapatnam. W marcu bieżącego roku Bhilai Steel i Indyjski Instytut Technologiczny podpisały umowę o współpracy.

Mimo wysiłków indyjskiego rządu Tadż Mahal zmienia barwę ze śnieżnobiałej na żółtawą. Wszystkiemu winne jest zanieczyszczenie środowiska. Zgodnie z raportem parlamentarnej komisji ds. transportu, turystyki i kultury, w białym marmurze odkładają się cząsteczki zanieczyszczeń. Wcześniej próbowano już na różne sposoby nie dopuścić do skażenia powietrza w okolicach mauzoleum w Agrze. Zbudowano tam m.in. stację monitoringową. Okazuje się, że stężenia gazów, dwutlenku siarki oraz tlenków azotu, mieszczą się w granicach normy, ale zanieczyszczenia cząsteczkowe znacznie je przekraczają. Wyjątkiem jest pora deszczowa. Specjaliści zasugerowali, że podczas prac rekonstrukcyjnych ściany Tadż Mahal powinno się pokryć gliną. Nie spowoduje to korozji ani abrazji, a usunie żółte zabarwienie białego marmuru. Tadż Mahal został wzniesiony w latach 1632-52 przez władcę Szahdżahana. Był to hołd złożony małżonce Mumtaz Mahal. Nad grobowcem pracowało 20 tys. osób. Tyle samo turystów każdego roku podziwia ich dzieło.