Las aleaciones de titanio (Ti) tipo beta (β) son conocidas por su fuerza, elegancia y resistencia a ambientes hostiles. Esto, junto con su excelente biocompatibilidad, los hace ideales para implantes y prótesis, desde reemplazos de articulaciones hasta stents.
Sin embargo, bajo ciertas condiciones se puede formar una fase omega frágil, lo que hace que el material sea propenso a agrietarse. Si bien se sabe que la adición de estaño (Sn) niega esto y fortalece las aleaciones de Ti de tipo β, la mecánica exacta detrás de esto ha desconcertado a los científicos. Él está tan lejos.
Un equipo de investigación dirigido por Norihiko Okamoto y Tetsu Ichitsubo del Instituto de Investigación de Materiales (IMR) de la Universidad de Tohoku ha revelado cómo sucede esto. Su descubrimiento se produjo a través de una investigación sistemática utilizando un modelo de aleación de titanio-vanadio (Ti-V), que incluyó una combinación de experimentos y análisis teóricos.
“Nuestros resultados muestran que las interacciones multielementales entre Ti, V y Sn trabajan junto con el efecto de anclaje de los átomos de Sn para suprimir completamente la formación de la dañina fase omega, la llamada Cock. Ejemplificando el efecto cola”, explicó Ichitsubo.
Así como la mezcla hábil de varias bebidas a menudo da como resultado un cóctel más delicioso de lo que se imagina, la influencia del cóctel en el campo metalúrgico se refiere a la tendencia en la que se puede esperar que mezclar varios ingredientes elementales en proporciones equilibradas pueda llevar a características más allá.
“Este efecto cóctel es un ejemplo importante de los fenómenos observados en materiales de alta entropía, lo que destaca la importancia de considerar las interacciones de múltiples elementos en el diseño de aleaciones”, añade Okamoto. “Este hallazgo resalta la importancia de tener en cuenta las interacciones multifactoriales no sólo para los biomateriales, sino también en el contexto más amplio del diseño de aleaciones”.
Comprender los detalles limitados del fortalecimiento de las aleaciones de tipo β ayudará a mejorar los implantes biomédicos de titanio, que brindan un apoyo invaluable para las personas que sufren pérdida ósea o en la población que envejece.
