محققان دانشگاه صنعتی سهند با افزودن فلز مس به ترکیب شیمیایی و ایجاد رسوبات نانویی از جنس فلز مس، خواص مکانیکی و ضد میکروبی فولاد های مورد استفاده در محیط های بیولوژیک را بهبود بخشیدند. فولاد ضد زنگ یکی از مواد پرکاربرد در تولید ایمپلنت‌های استخوانی و ادوات جراحی به حساب می‌آید.
استریل خودکار ادوات جراحی به کمک رسوبات مسی نانویی
با افزایش سطح استانداردهای بهداشتی در مراکز درمانی و پیشرفت فرهنگی جوامع، استفاده از ایمپلنت‌ها و ادوات جراحی با قابلیت ضدمیکروبی به عنوان فرآیندی پیشگیرانه در جلوگیری از ابتلا به انواع بیماری‌ها در محیط‌های بیمارستانی و عمومی مورد استقبال و توجه فوق العاده‌ای قرار گرفته است.
دکتر مهدی بهمنی اسکویی، عضو هیأت علمی گروه مهندسی مواد دانشگاه صنعتی ارومیه، در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح گفت: «در طرح حاضر تلاش شده تا با اضافه کردن فلز مس به ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ ۴۱۰، کارایی آن افزایش یابد. این فولاد یک ماده‌ی پرکاربرد در تولید لوازم و ادوات جراحی و ایمپلنت‌های استخوانی است.»
وی ادامه داد: «به واسطه حضور مس در ترکیب شیمیایی فولاد رسوب‌گذاری نانو ذرات مس در ریزساختار فولاد امکان‌پذیر می‌شود که همین امر بهبود خواص مکانیکی فولاد را در پی داشته‌است. همچنین حضور نانو رسوبات مسی موجب می‌شود تا فولاد دارای خاصیتی موسوم به خاصیت خود استریلی گردد.»
حضور رسوبات مس در ساختار فولاد موجب انتشار یون‌های مس شده و خاصیت ضد میکروبی را برای سطح فولاد به ارمغان می‌آورد. از سوی دیگر، مقیاس نانویی رسوبات مس و پراکندگی یکنواخت آن‌ها موجب بروز خاصیت ضد میکروبی در سراسر سطح فولاد می‌شود.
به گفته‌ی بهمنی اسکویی، در طرح حاضر رفتار پیرسازی ریزساختار و عملکرد ضد‌باکتری فولاد ضد زنگ ۴۱۰s حاوی درصدهای متفاوت عنصر مس (۱، ۳ و ۵ درصد وزنی) مورد بررسی قرار گرفته‌است. بدین منظور از آزمون‌های ریزسختی سنجی، پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ‌های الکترونی و نوری استفاده شده‌است. همچنین عملکرد ضدباکتریایی فولاد علیه باکتری‌های استافیلوکوک و اشرشیاکلی نیز سنجیده شده‌است.
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌های مختلف، حضور ۳درصد وزنی عنصر مس در ترکیب شیمیایی فولاد موجب بروز سختی‌پذیری مناسب و خاصیت ضدمیکروبی مؤثر می‌شود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مهدی بهمنی اسکویی- دانش‌آموخته‌ی مقطع دکتری دانشگاه صنعتی سهند- دکتر سیامک حسین نژاد و دکتر احد صمدی- اعضای هیات علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند- است. نتایج این کار در مجله‌ی Materials & Design با ضریب تأثیر ۴٫۵۲۵ (جلد ۱۳۰، سال ۲۰۱۷، صفحات ۴۴۲ تا ۴۵۱) به چاپ رسیده‌است.
