Miło nam poinformować, że dr hab. Grzegorz Dercz, prof. UŚ został laureatem konkursu OPUS27 organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki.
Temat projektu to „Innowacyjne i funkcjonalne biomateriały kompozytowe oraz gradientowe zbrojone mikrocząstkami typu core-shell: wytwarzanie, struktura i właściwości”.
Kwota dofinansowania to 1 535 980 zł.
Głównym celem interdyscyplinarnego projektu jest opracowanie innowacyjnego kompozytu i materiału gradientowego typu metal-metal dla potencjalnego wykorzystania biomedycznego, gdzie fazą wzmacniającą będą cząstki typu rdzeń-otoczka. Celem autorów projektu badawczego będzie znalezienie zależności pomiędzy technologią produkcji, składem chemicznym i strukturą nowego typu biomateriałów. Na podstawie przeglądu literatury można wykazać, że do tej pory nie pojawiło się żadne kompleksowe podejście do wytwarzania wielofunkcyjnych biomateriałów kompozytowych opartych na rdzeniu-otoczce. Założenia projektu przewidują dwa ściśle powiązane ze sobą sposoby rozwoju. Pierwszym z nich będzie produkcja materiałów typu rdzeń-otoczka oparta na tytanie metodą mechanicznego stopowania i charakteryzowanie otrzymanych cząstek. Uzyskane wyniki będą służyły do oceny wpływu parametrów mielenia i charakterystyki materiału wyjściowego na powstawanie cząstek strukturalnych rdzenia-otoczki. W konsekwencji zostaną określone optymalne parametry procesów produkcyjnych, które pozwolą na uzyskanie cząstek rdzeń-otoczka na bazie tytanu. Drugim sposobem rozwoju, ściśle związanym z wcześniejszym, będzie określenie możliwości wytwarzania materiałów kompozytowych i gradientowych przez metalurgię proszków, w której faza wzmacniająca jest cząstkami rdzeń-otoczka, co zapewni specyficzną konstrukcję materiału z trzech obszarów o różnej strukturze, mikrostrukturze i właściwościach mechanicznych w obszarach nano- i mikro. Szczególny nacisk zostanie położony na szeroko pojętą charakterystykę otrzymywanych materiałów. Kompozyty i materiały gradientowe oparte na nisko toksycznych pierwiastkach (np. Zr, Ti, Nb) wzmocnione lekkimi cząsteczkami rdzeń-otoczka, które wykazywały strukturę strefową, o zredukowanym module Younga i zmianach twardości w trzech zakresach, będą prawdopodobnie szeroko wykorzystywane do opracowania nowych materiałów funkcjonalnych i staną się obszarem badań w materiałoznawstwie. Otrzymany materiał zostanie dokładnie przebadany pod względem struktury, mikrostruktury i właściwości. Badania struktury i składu fazowego będą prowadzone metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Analiza danych rentgenowskich zostanie przeprowadzona metodą Rietvelda i Willamsona-Halla. Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM) metodą JEOL JEM-3010 zostanie wykorzystana do wyznaczenia struktury atomowej i składu fazowego z mikroobszarów wybranych próbek. Morfologia proszków i mikrostruktura próbek po wyżarzaniu będą badane przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego JEOL JSM 6480 (SEM). Pierwsze badania właściwości mechanicznych cząstek strukturalnych rdzenia i spiekanych próbek zostaną przeprowadzone przy użyciu urządzenia do badań mikromechanicznych MCT3 (micro combi tester) oraz urządzenia do badań w obszarach nano – Hysitron Tribointender Ti950, które pozwolą na analizę morfologii próbki, twardości i modułu sprężystości z mikro i nanoobszarach. Zdefiniowana zostaną również aspekty biologiczne i elektrochemiczne materiałów w symulowanych roztworach fizjologicznych (np. roztwór Tyrode’a, roztwór Ringera, sztuczna ślina). Przedstawione zostaną również badania wpływu wzmacniania cząstek, parametry procesu produkcji kompozytów i materiałów gradientowych na ich bioaktywność oraz zdolność do tworzenia biofilmu.
Gratulujemy sukcesu !
