بهبود استحکام كاشتنی‌های فلزی در بدن با نانوفولاد

  «پودر فولاد زنگ‌نزن آستنیتی نیتروژن‌دار نانوساختار» به روش
آلیاژسازی مکانیکی در دانشگاه صنعتی اصفهان در سطح آزمایشگاهی تولید شد.
پژوهشگران اصفهانی، معتقدند که فولادهایی با میکروساختار نانومتری، به مراتب
مستحکم‌تر از فولادهای موجود در کاشتنی‌های فلزی مورد استفاده در بدن انسان، هستند.
فولادهای آستنیتی یکی از پرکاربردترین فولادها هستند که هم در دمای محیط و هم در
دماهای بسیار بالا و پایین، کاربردهای فراوانی دارد. مهمترین عناصر پایدارکننده فاز
آستنیت این نوع فولادها نیکل، نیتروژن و کربن هستند. پژوهش‌های اخیر نشان داده‌است
که فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی حاوی نیتروژن، استحکام، پایداری فازی و مقاومت به
خوردگی بهتری نسبت به فولادهای کربنی دارند. علاوه ‌بر این‌ در تولید فولادهایی که
در تماس با بدن انسان هستند باید مقدار نیکل به حداقل ممکن برسد. بنابراین امروزه
تولید فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی پر نیتروژن و بدون نیکل بسیار مورد توجه محققان
قرار گرفته‌است.
مهندس طاهره حقیر، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه
فناوری نانو تصریح کرد: «بهترین روش برای تهیه فولاد زنگ‌نزن آستنیتی پر نیتروژن،
آلیاژسازی مکانیکی است که با این روش می‌توان با آسیاکاری مخلوط پودری تحت اتمسفر
نیتروژن و یا استفاده از مواد نیتریدی در مخلوط پودری، نیتروژن را به‌صورت
بین‌نشینی وارد ساختار کرد و نیتروژن ورودی با این روش دارای پایداری حرارتی بسیار
بالا است که باعث می‌شود در مراحل بعدی ساخت قطعه از این پودرها، مثل فرایند HIP،
نیتروژن از ساختار خارج نشود. شایان ذکر است که پودر تولیدی با این روش، دارای
اندازه دانه در حد نانومتر است که ریز شدن دانه‌ها به بهبود بسیاری از خواص فولاد
از جمله استحکام و سختی آن کمک خواهد کرد». 
از مزایای این روش، می‌توان
به سادگی فرایند، کم ‌هزینه بودن آن، میزان تولید بالا و در مورد تولید فولاد پر
نیتروژن، می‌توان به افزایش حلالیت نیتروژن اشاره نمود.
از این فولاد می‌توان
در ساخت کاشتنی‌های فلزی در بدن انسان، ابزار جراحی مثل سوزن، ابزار دندان‌پزشکی
نظیر ایمپلنت‌های دائم و موقت و همچنین ثابت کردن استخوان‌های شکسته استفاده کرد.
همچنین در ساخت قاب عینک، پوشش ساعت مچی و… کاربرد دارد.جزئیات این پژوهش که به
عنوان بخشی از پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد مهندس طاهره حقیر و با همکاری دکتر محمدحسن
عباسی، دکتر محمدعلی گلعذار و دکتر مسعود پنجه‌پور در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام
شده، در مجله Materials Science and Engineering A (جلد 507، صفحات 144–148، سال
2009) منتشر شده است.