@ 2015.10.03 , 16:00
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强度媲美原装的人工牙齿

自然界很少有能够媲美牙齿和贝壳韧性和强度的材料,而牙齿的强韧也是得益于其独特的构造,通过高倍率的显微镜观察,我们能够看见牙齿上层层密密。整整齐齐叠加在一起的板状结构,相互之间交错咬合。材料学家一直都在寻找能够生产模仿这种结构的材料的方法,但是除了珍珠具备这种结构,科学家们收效甚微。

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不过在最近,来自瑞士苏黎世理工的 André Studart带领的一组研究人员,通过复合材料研发除了一种新的制作工艺,能够模仿几乎完美近似于牙齿细微结构的材料,这种材料具有多层结构。

先将他们对齐,然后把它们嵌在一起

他们将这种制作工艺命名为磁辅助注浆成型法(magnetically assisted slip casting,MASC)。

我们的技术建立在一种具有100多年历史的的方法,在结合现代材料研究技术之后,他就变得完美了。来自参与研究的一名博士研究生 Tobias Niebel,他也是该研究的合作者之一,该报告发表在《Nature Materials》上。

该技术的主要难点在于,如何将每个朝各个方向的独立微型单元摆放整齐。

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团队最初想到一个绝妙的计划,他们将一枚金属针插入材料,称其为黄鼠狼:这种方法就是使用一种石膏模具,比如氧化铝微型板。这种磨具表面都是微型的空,能够从附近吸收液体。制作的过程中,他们将整个加工过程至于一个强磁场中完成,着这个磁场之下,所有的模具都相当一各个小罗盘,他们起先漂浮在悬浮液中,然后吸收周围的液体,慢慢凝固,从而方向整齐的排列在一起。

通过这种磁场悬浮液的组合方式,进行多次加工就能够得到一个多层次结构的精密材料,这种材料具有与天然牙齿相同结构的完美仿制品。

虽然我们的技术类似于3D打印技术,但是速度能够快10倍,并且成本更低。Florian Bouville说道。

利用这种MASC工艺,他们只做了一颗与真正的牙齿类似的仿制品、外层有一些珐琅涂层,不过内部的结构更加紧密和坚硬,就像牙本质。第一次灌注的悬浮液用于涂以瓷釉,其中包含纳米锅里颗粒和氧化铝模具。待第一层硬化之后,再灌注第二种悬浮液,这一次不含有玻璃。之后材料在1600度的高温中加温和硬化,这一步叫做烧结。最后一步,就是对材料表面的孔进行填充和打磨。

制作完成的人工牙齿从轮廓到硬度都能够与原装货媲美。不过该技术还处于概念验证的早期,目前的研究只证明了在实验室条件下能够合成与天然牙齿所媲美的的结构。而进一步的优化和改进需要更多的工作。

目前的材料要能够用于修复牙齿还需要一些改进工艺。而然,目前完工的人造牙齿表面目前实验室的微观复合材料控制工艺的尺度已经可以做到如此微度了。

利用这种新的方法,可以用其他的材料进行组合,制作电子设备生产所需要的微型零部件。

本文译自 zmescience,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 9+1

  1. 我叫father贾
    @2 years ago
  2. 2949019

    来吧 十万一颗

    [45] XX [1] 回复 [0]
  3. 冷冷
    @2 years ago
    2949020

    老人之福?

  4. 2949033

    希望等我需要它的时候可以量产吧

    [16] XX [1] 回复 [0]
  5. 2949037

    牙掉了,重要的是如何“种”,假牙固定比做假牙本身难太多了

    [30] XX [0] 回复 [0]
  6. 酱油
    @2 years ago
    2949044

    感觉还是那种再生牙技术靠谱

  7. 2949046

    神经的问题怎么解决?要是还是没感觉的话和普通假牙区别不大吧….

  8. brokenCPU
    @2 years ago
    2949064

    然而一般患者关心的不是强度,而是价格

  9. 哈哈哈下吧掉了
    @2 years ago
    2949237

    成本更低才是大众所接受的

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