Innowacyjne technologie kształtowania właściwości materiałów konstrukcyjnych i biomedycznych

Rozwój mikroskopii elektronowej pozwolił na dokładne badanie zależności między strukturą, składem i techniką wytwarzania materiałów. Pojawiło się pojęcie inżynierii materiałowej – świadomego projektowania, wytwarzania i użytkowania materiałów o zadanych i powtarzalnych właściwościach. Przemysł zaawansowanych materiałów stanowi podstawowy element zapewniający dynamiczny wzrost głównych gałęzi gospodarki. Istotne stają się świadome projektowanie materiałów i ich umiejętny dobór.

Właściwości niektórych biomateriałów (nazywanych biomateriałami inteligentnymi) mogą się zmieniać w pożądany sposób, np. w zależności od temperatury lub stężenia określonych związków chemicznych. Biomateriały są przeznaczone na: wszczepy biomechaniczne (jak protezy dużych stawów), wszczepy biostatyczne (zespolenia kości), wszczepy bioestetyczne, wszczepy mające kontakt z krwią, sztuczne narządy lub ich części, wyroby do zespalania tkanek, nośniki leków oraz elementy aparatury stykające się z płynami ustrojowymi.

Dzięki nanomedycynie i nanofarmacji powstają celowane chemioterapeutyki, w których leki są opakowane w liposomy o wielkości 200 nm, rozpuszczające się dopiero przy powierzchni nowotworu. Nanotechnologie umożliwiły wytwarzanie elementów elektroniki tak małych, że dzięki nim powstają coraz lepsze i coraz mniejsze komputery bądź telefony komórkowe. Z kolei szyby niezatrzymujące brudu i deszczu na swojej powierzchni zawdzięczają to nanometrycznej warstwie tlenku glinu lub tytanu.

Badania i rozwój materiałów są więc niezwykle ważnymi czynnikami postępu technicznego i rozwoju społecznego.

Andrzej Zieliński, Waldemar Serbiński, Tomasz Seramak, Agnieszka Ossowska, Beata Świeczko-Żurek: Innowacyjne technologie kształtowania właściwości materiałów konstrukcyjnych i biomedycznych. Gdańsk: Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2018