耐磨性能可媲美金刚石小薄膜竟是“金疙瘩”

耐磨性能可媲美金刚石小薄膜竟是“金疙瘩”

在亦庄经济技术开发区的北京中奥汇成生物材料科技有限公司,记者看到了一种神奇的膜:薄如蝉翼,厚度不过2微米,却由1000多的纳米层集成,耐磨性能可媲美金刚石。

“膜”出让金属涂层告别硬而脆

“这是我们开发出来的新型非晶碳基纳米多层膜,它已经获得美国及欧盟的发明专利。”产品开发者亦庄开发区海外高层次人才、中奥汇成技术总监涂江平表示,目前中奥汇成已经将其产业化,明年有望拿到产品的上市批文,量产后的年产值可达3亿元。

为了抗摩擦磨损,金属的表面一般都有涂层,也被称作镀膜,但是长久以来,有一个问题,那就是涂层的硬度增加了,但是硬了就容易脆,附着率就不高,特容易脱落。

从上大学到读博士,一直在金属材料专业就读的涂江平,研究的就是金属材料表面薄膜(涂层)的制备,他设计和制备了一系列新型减摩耐磨纳米复合薄膜,提出了采用较高sp2键结构的非晶态碳纳米多层结构膜改善钛合金表面摩擦磨损性能,在合金表面设计和制备了减摩耐磨性能优异的纳米多层膜;解决了金属表面传统类金刚石(DLC)薄膜与基体结合力低的难题。

“膜”入医疗打造超耐磨人工髋关节

涂江平的研究成果,在发小金攻的眼里一直是“金疙瘩”,想将其实现产业化。

在北京的金攻偶然获悉,由于近年来越来越多的人开始接受人工髋关节置换手术,但是由于目前人工髋关节的膜抗磨性差,一些病人不得不多次接受手术,这不仅给病人造成了痛苦,也给治疗技术带来了难题,医院急需抗磨性的人工髋关节。

于是,金攻立刻想到了涂江平的研究成果,两人一拍即合,决定成立中奥汇成生物材料科技有限公司,将这个纳米多层膜镀膜引入生物领域,涂江平将其原有材料中有可能对人体造成危害的金属物质去掉,以安全性为前提,将具有多项自主知识产权技术的非晶碳基纳米多层膜镀覆于人工髋关节头,以解决人工髋关节的摩擦磨损问题,并于2011年顺利申报“十二五”国家科技支撑计划项目。“膜”到未来使公司获得融资即将上市。

有技术,怎么让产品从实验室走向生产线,规模工艺怎么解决?中奥汇成自主设计并在国外订制了全球唯一的一台低温磁控溅射镀膜机,突破了软基体上一次成膜的技术瓶颈。

涂江平告诉记者,目前通过该设备生产的超耐磨人工髋关节已经通过相关部门的生物鉴定,正在接受临床验证,按照目前的测试推算,人工髋关节的使用可以达到50年,比现在最好的镀膜产品寿命翻了一倍还多。(信报)