บล็อก
การใช้งานของไททาเนียมพรุน
- ชีวการแพทย์
ไททาเนียมและโลหะผสมได้รับความสนใจอย่างมากในสาขาชีวการแพทย์เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม มีความหนาแน่นต่ำ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง อย่างไรก็ตาม โมดูลัสความยืดหยุ่นสูงของไททาเนียมที่มีความหนาแน่นโลหะอาจทำให้เนื้อเยื่อของมนุษย์ปฏิเสธไททาเนียมที่ปลูกถ่ายไว้ล้มเหลว ในทางกลับกัน ไททาเนียมที่มีรูพรุนจะมีโมดูลัสความยืดหยุ่นที่ต่ำกว่า และด้วยการควบคุมรูพรุน จึงทำให้สามารถปรับให้เท่ากับกระดูกของมนุษย์ได้ นอกจากนี้ ไททาเนียมที่มีรูพรุนยังสามารถแสดงคุณสมบัติในการนำกระดูกและนำกระดูกได้ ทำให้เกิดกระดูกผิดตำแหน่งเมื่อสัมผัสกับเนื้อเยื่อกระดูก ดังนั้นไททาเนียมที่มีรูพรุนมีบทบาทสำคัญในด้านชีวการแพทย์ เช่น วิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูก การวิจัยระบุว่าในอุปกรณ์ชีวภาพ ไททาเนียมที่มีรูพรุนสามารถทำให้เครื่องมือตรึงมีเสถียรภาพและลดระยะเวลาการรักษาลงได้ ทำให้ไม่จำเป็นต้องปลูกถ่ายกระดูกจากร่างกาย
- แบตเตอรี่อิเล็กโทรด
วัสดุที่มีรูพรุน เนื่องจากมีรูพรุนสูง พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ และความแข็งแรงในการอัดสูง จึงสามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา วัสดุชีวภาพ อุปกรณ์กรอง หรือสื่อการแพร่กระจายก๊าซได้ เมื่อไททาเนียมที่มีรูพรุนใช้เป็นขั้วบวกสำหรับชั้นการแพร่กระจายก๊าซ (GDL) ในเซลล์เชื้อเพลิงโพลีเมอร์อิเล็กโทรไลต์ ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้โลหะมีค่า เช่น อิริเดียมหรือรูทีเนียม ซึ่งมักใช้ในขั้วบวก ทำให้ต้นทุนของระบบที่คาดว่าจะเกิดขึ้นลดลงอย่างมาก การวิจัยพบว่าการผสมผสานที่ไม่เหมือนใครของขั้วบวกไททาเนียมที่มีรูพรุนและเคลือบ TiO2 แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการชาร์จ-คายประจุที่เสถียรสูง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ดีในฐานะวัสดุขั้วบวกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความปลอดภัยและเสถียรภาพที่สูงขึ้น การออกแบบอิเล็กโทรดที่ใช้ไททาเนียมที่มีรูพรุนไม่ได้จำกัดอยู่แค่การใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเท่านั้น แต่ยังถูกนำไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวกรองในสาขาพลังงานและสิ่งแวดล้อมอื่นๆ อีกด้วย ได้มีการสำรวจการใช้งานที่เป็นไปได้ของไททาเนียมที่มีรูพรุนในเซลล์แสงอาทิตย์ ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง และอิเล็กโทรดแบบคอมโพสิต ประสิทธิภาพทางโฟโตอิเล็กโทรเคมีที่ยอดเยี่ยมของขั้วบวกไททาเนียมที่มีรูพรุนและเคลือบ TiO2 นั้นสามารถมาจากพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ของไททาเนียมที่มีรูพรุนและตำแหน่งการดูดซับที่ทำงานอยู่หลายตำแหน่งในแผ่นอนุภาคนาโน TiO2 การประยุกต์ใช้โฟโตอิเล็กโทรดแบบ 3 มิติแบบใหม่จะนำไปสู่ทิศทางใหม่ในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมและการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์
- การบินและอวกาศ
ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีการบินและอวกาศ สภาพแวดล้อมในการให้บริการของยานบินและอวกาศจึงมีความเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ในบรรดาส่วนประกอบที่สำคัญที่ช่วยให้ยานบินเหล่านี้บินได้อย่างปลอดภัย ระบบป้องกันความร้อนมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยมของโลหะผสมไททาเนียมและคุณสมบัติในการเป็นฉนวนความร้อนของโครงสร้างที่มีรูพรุนทำให้สามารถใช้งานไททาเนียมที่มีรูพรุนในสาขาการบินและอวกาศได้โฟมคอมโพสิตโลหะผสมไททาเนียมสามารถใช้ได้ในเปลือกป้องกันความร้อนของยานอวกาศที่มีข้อกำหนดเรื่องการทนความร้อนสูง รวมถึงโครงสร้างรังผึ้งในเครื่องยนต์อากาศยาน โครงสร้างระบายความร้อนแบบพาความร้อนที่มีรูพรุนแบบแซนวิชสองชั้นสามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนไปยังโครงสร้างชั้นในได้อย่างมีประสิทธิภาพ แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติในการเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดี
