Статьи

Электрохимическое осаждение наноуглеродной пленки на токопроводящих материалах

01 октября 2014 Рубрика: Технологии Ключевые слова: наноуглеродная пленка, наноуглеродное покрытие, изделия для эндопротезирования и остеосинтезов

Разработка относится к области электрохимии наноуглеродных кластеров, и в частности, к получению в электрохимическом процессе наноуглеродной пленки на металлических изделиях из электролитов, содержащих производные фуллеренов.

Некоторые функциональнозамещенные нанокластеры углерода, в частности, полиоксифуллерен, образуют растворы, способные в электрохимическом процессе осаждаться в виде наноуглеродной пленки на электроде. Существующие методы получения наноструктурированной пленки углерода дороги и энергозатратны. Задачей данной разработки является получение альтернативного метода получения наноструктурированной пленки углерода на металлах, графите, углеродной ткани.

Наноструктурированная пленка углерода является биосовместимым покрытием, инертным в отношении биологических объектов и способствующая интеграции небиологических объектов в ткани организма. Нанесение углеродной пленки нанометровой толщины на протезы, имплантируемые в кровеносное русло (клапаны, стенты), позволяет снизить адгезию на них белков крови и тромбоцитов и уменьшает риск образования тромбов у пациента.

Этим методом наноуглеродная пленка была нанесена на пластину из меди марки ММ1 (photo 1), на пластину из алюминия марки АД31 (photo 2), на пластину из нержавеющей стали марки X2CrNi12 (photo 3) и на электротехнический графит (photo 4).

Наноуглеродное покрытие наносится электрохимическим способом с использованием стандартного гальванического оборудования. Получаемое покрытие характеризуется высокой твердостью, низким коэффициентом трения, биологической инертностью и химической стойкостью, низкой адгезией различных загрязнений к его поверхности.

Технология безотходна, а полная себестоимость покрытия, включая стоимость электролита на порядок и более, меньше стоимости углеродных покрытий с аналогичными свойствами, наносимыми другими способами. В качестве компонентов электролитов используется полиоксифуллерен (фуллеренол) C60-84(OH)n, полученный из каменноугольного сырья (пека, смолы) и пиридиновые комплексы фуллеренов.

Технология электрохимического осаждения наноуглеродных пленок из безводных электролитов была разработана в НТЦ «Нанокластер» еще в 2002–2003 г.г. По электрохимическому осаждению наноуглеродной пленки на токопроводящих материалах выданы 2 патента RU (приоритеты: от 19.04.2011 и от 18.10.2012).

Области применения

Покрытие медицинских изделий, металлорежущих инструментов, пар трения, антипригарные покрытия для посуды и др.

Однако с учетом того, что стоимость покрытия существенно ниже, чем аналогичных покрытий, наносимых традиционными методами, области его применения могут быть существенно более обширными.

Покрытие может быть нанесено на широкий спектр металлических и не металлических материалов (графит, углеродная ткань), с использованием одного и того же электролита, но разными режимами по току.

Одной из перспективных областей применения этих технологий может быть использование их в эндопротезировании и остеосинтезах.

Наноуглеродная пленка нанесена на пластину из меди марки ММ1 (1), на пластину из алюминия марки АД31 (2), на пластину из нержавеющей стали марки X2CrNi12 (3) и на электротехнический графит (4)

Наноуглеродная пленка нанесена на пластину из меди марки ММ1 (1), на пластину из алюминия марки АД31 (2), на пластину из нержавеющей стали марки X2CrNi12 (3) и на электротехнический графит (4)

Снимок наноструктурированной углеродной пленки, сделанный на атомно-силовом микроскопе АСМ

Снимок наноструктурированной углеродной пленки, сделанный на атомно-силовом микроскопе АСМ

Пластины для остеосинтеза с нанесенным наноуглеродным покрытием

Пластины для остеосинтеза с нанесенным наноуглеродным покрытием

Элемент эндопротеза тазобедренного сустава без наноуглеродного покрытия (слева), с нанесенным наноуглеродным покрытием (справа)

Элемент эндопротеза тазобедренного сустава без наноуглеродного покрытия (слева), с нанесенным наноуглеродным покрытием (справа)

Автор:

  • Александр Козеев

Источник:

  • Портал Нанотехнологического Общества России

Ссылка:

Карточка организации:

Добавить комментарий

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4