Molekuła Miesiąca – tytanowy złoty środek

ResearchBlogging.org

Czy jesteście posiadaczami pięknego, błyszczącego jak złoto tytanowego zegarka, za którego zapłaciliście fortunę? Jeśli tak, jest duża szansa, że przepłaciliście (jeśli jest to Rolex, to przepłaciliście za markę, jeśli inna marka, to przepłaciliście za etykietkę). Znakomita większość wyrobów użytkowych ometkowana jako wyroby tytanowe – głównie noże, zegarki, ostrza do maszynek do golenie, ale także na przykład ultra-twarde wiertła – nie jest tytanowa sensu stricte

Wiertło pokryte TiN/ za: http://www.wikipedia.org; Гунькин И.А. (CC BY-SA 3.0) ©2009

Tym, co odpowiada za trwałość takich produktów, a także za złotawy połysk jest w istocie azotek tytanu. Brzmi podobnie, ale jednak nie to samo. Azotek tytanu jest materiałem ceramicznym wykorzystywanym jako materiał powłokowy – albo warstwa wzmacniająca czy też ochronna, ale także dekoracyjna. Większość produktów tzw. tytanowych jest tak naprawdę wykonana ze stali pokrytej właśnie tym niezwykłym związkiem.

A ma azotek tytanu właściwości niemal niebywałe (przesadzam, ale w istocie jest to substancja bardzo wszechstronna): jest niezwykle trwały, termicznie stabilny, odporny na trawienie chemiczne (niereaktywny, może poza atakiem bardzo stężonymi kwasami), ma niesamowite własności optyczne – znakomicie odbija promieniowanie podczerwone (ta jego własność, bardzo zbliżona do złota, odpowiada właśnie za złotawy połysk).

Struktura krystaliczna azotku tytanu/ za: http://www.wikipedia.org; Solid State (dom. publ.)optyczne - znakomicie odbija promieniowanie podczerwone (ta jego własność, bardzo zbliżona do złota, odpowiada właśnie za złotawy połysk).

Zastosowań dzięki temu znajduje mnóstwo. Po pierwsze więc do tych wszystkich świecących cacek, przede wszystkich jako ochrona przez zniszczeniem, zadrapaniem itd. Stosuje się go także do różnych świecidełek – sztucznej biżuterii. Jako warstwę ochronną na wszelkiego rodzaju produktach metalowych, które muszą mieć długi okres życia – np. na rurach. Z ciekawszych zastosowań: ponieważ jest azotek tytanu związkiem z biologicznego punktu widzenia nietoksycznym, a do tego, jak już podkreśliłem, bardzo niereaktywnym, jest więc bardzo chętnie stosowany jako pokrycie po pierwsze narzędzi chirurgicznych, a po drugie – różnego rodzaju implantów.

Jest też wszechstronnie stosowany w różnego rodzaju technologiach kosmicznych. A już całkiem inna kategoria jeśli chodzi o wytrzymałość, to kompozyty azotku tytanu z azotkiem węgla.

Dwa lata temu azotek tytanu otarł się o Nature w nowym kontekście – opisany został przez międzynarodową grupę badaczy jako pierwszy superizolator. Oczywiście w bardzo niskich temperaturach, więc zastosowania są chwilowo ograniczone, co nie zmienia faktu, że w tej dziedzinie leży przyszłość nie rozładowujących się samoczynnie baterii.

Wreszcie ostatnim (opisanym przeze mnie, gdyż z pewnością nie ostatnim w ogóle) zastosowaniem azotku tytanu będzie być może w przyszłości stosowanie go jako warstwę ochronną statków (nie, nie kosmicznych, zwykłych morskich barył). Otóż okazuje się, że za pomocą elektrod z azotku tytanu udało się zdeaktywować (nie jestem do końca pewien, co na myśli mieli autorzy pracy, używając tego słowa) bakterie morske Vibrio alginolyticus. Ponieważ bakteria ta porasta burty statków, tworząc na ich powierzchni biowarstwę, w której zalęgają się potem glony i inne żyjątka, ma bezpośredni wpływ na degradację tychże okrętów. Kto kiedykolwiek żeglował, wie, jak bolesne jest czyszczenie burt małych nawet jachtów. A wyobraźcie sobie te olbrzymie rdzewiejące frachtowce! Bez obaw jednak, żeglarze, azotek tytanu nadciąga.

Kiedy więc następnym razem sięgniecie w sklepie po tytanowe cacko, pamiętajcie, że tytanu w tym wiele raczej nie ma. Co nie zmienia faktu, że produkt trwałością Was pewnie i tak zaskoczy – albo i nie, bo powinnieście być mądrzejsi o tę jedną Molekułę Miesiąca…

Carmalt, C., Cowley, A., Culp, R., Jones, R., Sun, Y., Fitts, B., Whaley, S., & Roesky, H. (1997). Monomeric Titanium(IV) Azides as a New Route to Titanium Nitride Inorganic Chemistry, 36 (14), 3108-3112 DOI: 10.1021/ic9614834

Vinokur, V., Baturina, T., Fistul, M., Mironov, A., Baklanov, M., & Strunk, C. (2008). Superinsulator and quantum synchronization Nature, 452 (7187), 613-615 DOI: 10.1038/nature06837

Nakayama, T., Wake, H., Ozawa, K., Kodama, H., Nakamura, N., & Matsunaga, T. (1998). Use of a Titanium Nitride for Electrochemical Inactivation of Marine Bacteria Environmental Science & Technology, 32 (6), 798-801 DOI: 10.1021/es970578h

Advertisements

18 Comments

  1. Witam
    Na co dzień mam do czynienia z zegarkami tytanowymi.
    Są super lekkie, żaden wykonany że stali zegarek nie może konkurować z zegarkami tytanowymi co do wagi. Jednym z mankamentów tych zegarków jest to ze jak się porysują robią się brzydkie.
    Pozdrawiam

    Lubię to

      1. Szczerze mówiąc, to ten cały spam filter zachował się dość dziwnie, bo zazwyczaj, jak jest dużo linków, to wysyła komentarze do spamu (jeśli w ogóle ich akismet nie wychwyci, nad czym przecież już całkiem nie mam kontroli). A Wasze oba wylądowały w folderze oczekujących na akceptację, tak jakbyście coś pozmieniali w nickach albo mailach. Niestety nie mam na to wiele wpływu – urok wp.com, cóż mogę dodać. Poza tym, że mam nadzieję, że nie będzie Was wykaszać w ciągu najbliższego miesiąca, gdybyście się zdecydowali tu prowadzić jakieś inne dyskusje ;)

        Lubię to

  2. Ale tytanowe zegarki Citizen są istotnie lżejsze od stalowych, co sugeruje, że nie są ze stali. W dodatku nie są złotawe, tylko jakieś takie matowoszare. Ale na ołów też za lekkie. Jakaś podejrzana sprawa.

    @miskidomleka
    Czy implanty dentystyczne nie są dodatkowo pokrywane fosforanem wapnia plus czymśtam?

    Lubię to

    1. Gammon, nie wszystko złoto, co się świeci, ale czasem jednak tak. Nie twierdzę, że wszystkie tytanowe zegarki nie są tytanowe. Ale jeśli zegarek jest podejrzanie tani, to może coś być na rzeczy… Zresztą, nie wypowiadam się więcej, bo zaraz mnie państwo z Hali Targowej w Krakówku oskarżą, że im chleb odbieram :)

      Lubię to

      1. Nie wszystko złoto? Przecież wiem jak wygląda piryt :-D

        A tak szczerze mówiąc to nie mam pojęcia, jak powinien wyglądać „tró tytan”. Pamiętam, że w filmie „Terror Mechagodzilli” występował bloczek tytanu „pochodzącego z kosmosu” i wściekle się błyszczał, i wcale nie był szary.

        Lubię to

      2. Obawiam się, że nie widziałem tej kinematograficznej perły. A tytan nie musiał być szary i mógł się wściekle błyszczeć, jeśli nie był czystym tytanem, co pewnie bardzo prawdopodobne… Chociaż diabli wiedzą, jak to jest z Mechagodzillami.

        Lubię to

    2. @Gammon No.82

      No właśnie w stosnuku do dentystycznych używam słowa „zapewne” bo ich nie widuję. Natomiast z tytanowymi śrubkami wkręcanymi do kości miewam do czynienia, i są z szarego, niezbyt twardego metalu. Bez żadnych widocznych pokryć. Płytki, które się tymi śrubkami przykręca, bywają złociste, śruby nie.

      Lubię to

      1. @Rafał
        Mechagodzille wyglądają mniej więcej tak, jak to coś po lewej.

        @miskidomleka
        Aha. Może to przez to, że kościach długich czysty metal ma większą szansę się utrzymać, niż w szczęce/żuchwie. Zresztą jeszcze kilka lat temu implanty dentystyczne też były z samych stopów tytanu.

        Lubię to

  3. Interesujące. Teraz już wiem, dlaczego niektóre medyczne tytanowe blaszki mają złotawy kolor. Z drugiej strony, to co się wkręca w kość – śruby, czy zapewne także implanty dentystyczne, nigdy chyba nie jest złotawe. No i śruby są stosunkowo miękkie, dość łatwe do zarysowania. Myślę, że w przypadku śrub od twardości powierzchni wielokrotnie ważniejsza jest osseointegracja, a tę chyba zapewnia tylko sam tytan.

    Lubię to

    1. Jestem pewiem, że materiał, z którego wykonany jest implant, zależy od samego implantu. Azotek tytanu jest niezły jako powłoka, ale jest stosowany jako materiał właściwy, że tak powiem. Ale wiem, że są wykonywane implanty tytanowe, dodatkowo pokrywane tym związkiem. Natomiast o szczegółach niestety nic nie powiem, bo się na implantach nie znam wystarczająco dobrze (żeby nie powiedzieć w ogóle ;)).

      Lubię to

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s