Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Émail vérifiant Nanostructure avec Nanoindentation

Thought LeadersDr. Shahrouz AminiMax Planck Institute of Colloids and InterfaceDepartment of Biomaterials

Une entrevue avec M.S Amini, conduit par Jake Wilkinson, GCS

Pourquoi êtes-vous intéressé par les biomatériaux ?

En tant qu'adolescent, j'ai été stupéfié par nature et demandé pourquoi les gens ont détruit leurs dents de manière permanente, alors que les requins régénéraient leurs dents régulièrement ? Ces questions étaient toujours sur mon esprit.

© theowl84/Shutterstock.com

Mon intérêt de premier rang était mécanique des solides. Pendant le programme de mon maître, je suis devenu familiarisé avec des biomatériaux, et ai lancé un projet avec l'école de médecine dentaire sur des matériaux de fortifiant de dent. L'intérêt pour les matériaux biologiques encore développé pendant mon programme de Ph.D. dans le laboratoire biologique et de Biomimetic de matériaux (BBML) à l'université technique de Nanyang, Singapour.

Mon projet a été principalement concentré sur les tissus durs biologiques. Dernièrement, j'ai déménagé au Max Planck Institute des colloïdes et des surfaces adjacentes, service des biomatériaux, où j'ai l'occasion de collaborer attentivement avec nos différents organismes de recherche et d'explorer différents modèles biologiques. Actuel, je travaille sur les propriétés structurelles et les réactions mécaniques des modèles biologiques de dégât-résistance, tels que l'enameloid de dents de requin et l'émail des dents humain.

Comment les composés synthétiques comparent-ils aux propriétés des dents ?

Minerais et protéines, les synthons de l'émail naturel, empêtrés dans des formes complexes pour manifester les propriétés qui disparaissent bien plus grandes que leurs différentes propriétés. Ces structures hiérarchisées, qui se composent de synthons procurables et simples, sont bien au-delà de tout ce que nous pouvons produire synthétiquement. De plus, nous ne pouvons pas imiter les gradients en matériaux synthétiques que nous pouvons voir en matériaux biologiques, tels que la dent humaine. Ces gradients ont un rôle essentiel dans la réaction et le rendement mécaniques des modèles biologiques.

Nous pouvons maintenant artificiellement employer les composés céramiques ou de polymère pour réparer nos dents, mais nous ne regagnons jamais les propriétés originelles puisque nous induisons les surfaces adjacentes artificielles et remplaçons la structure des grades de la dent par un matériau homogène avec les propriétés mauvaises. La nature a adopté des stratégies de design complexes pour réaliser les composés biologiques performants qui surmontent les stimulus externes brutaux, tout en gênant l'échec de tension-mésappariement se produisant pendant la charge cyclique.

Comment aviez-vous employé le nanoindentation pour promouvoir votre compréhension des biomatériaux ?

La caractérisation mécanique des matériaux remonte quelques cents années. Les diverses études ont eu comme conséquence une base de données complète pour la réaction mécanique des matériaux. Cependant, en raison des limitations techniques, techniciens ne pouvaient pas caractériser la réaction mécanique des microstructures pour différencier le comportement des synthons, ou le rôle de leurs agencements spatiaux.

Grâce aux progrès récents dans des techniques mécaniques de caractérisation, telles que la microscopie de force et le nanoindentation atomiques, nous pouvons maintenant caractériser les caractéristiques microstructurales des matériaux. Ces avances nous permettent de voir le rôle de micro et des nanostructures sur la réaction mécanique des structures générales. Par exemple, nous pouvons comprendre comment la présence des minerais et leur agencement peuvent affecter la dureté ou la dureté des échantillons.

Quelles techniques d'imagerie employez-vous à côté du nanoindentation en tant qu'élément de votre recherche ?

J'ai employé différentes techniques d'imagerie, telles qu'optique et microscopie électronique, représentation micro de CT, et représentation spectroscopique de Raman, à côté de mes études de nanoindentation. Combinant ces techniques, nous pouvons marquer les propriétés structurelles et mécaniques des échantillons.

Comment effectuant une expérience de nanoindentation sur le matériau biologique compare aux expériences conventionnelles de nanoindentation ?

Il y a un bon nombre d'études les matériaux homogènes, minéraux ou polymères de entourage. Par conséquent, la plupart des méthodologies de contrôle sont développées pour ces matériaux.

Réciproquement, les phases organiques sont sensibles à l'humidité et à la température, et elles peuvent simplement dénaturer sinon enregistré et préparé correctement. Comme résultat, les protocoles spécifiques sont nécessaires pour s'assurer que les échantillons maintiennent leurs caractéristiques indigènes.

Pourquoi l'utilisation d'une chambre à atmosphère contrôlée est-elle importante pour votre recherche ?

Nous employons fréquemment des chambres d'humidité de sorte que les propriétés mécaniques extraites ne soient pas affectées par déshydratation. L'effet de la déshydratation dépend du degré de minéralisation des échantillons. Par exemple, si c'est un échantillon fortement minéralisé, la déshydratation n'affecte pas de manière significative les propriétés mécaniques. Cependant, pour les échantillons mous qui sont hautement organiques, comme la peau et le muscle, puis le contrôle de l'environnement (principalement humidité) est nécessaire. Des tissus doivent être vérifiés à leur environnement fonctionnel ; autrement, ils n'auront pas la même réaction mécanique.

Où vous attendez-vous à ce que notre compréhension des biomatériaux nous prenne ?

Notre compréhension des biomatériaux continue à se développer. Les systèmes que nous pouvons employer pour les mesurer deviennent de plus en plus sophistiqués, nous autorisant pour découvrir de plus en plus au sujet de leur structure et comportement. Mon inducteur est basé sur la caractérisation de ces matériaux ne les produisant pas, bien que les découvertes nous effectuent l'alimentation directement aux techniciens matériels qui emploient cette information pour produire les matériaux de plus en plus puissants.

Les techniques neuves de bureau d'études nous amènent plus près de produire les matériaux biomimetic, qui pourront apparier ceux que nous voyons dans le monde naturel. Par exemple, l'impression 3D nous permettra d'émuler le 3D complexe ou la structure entrelacée vu dans les modèles biologiques ces des résultats dans ses propriétés étonnantes. Nous pourrons reproduire exactement les configurations que nous voyons en matériaux biologiques et produisons les matériaux de bureau d'études qui les imitent exactement. Cependant, nous sommes encore limités par taille et matériaux.

Quelle valeur voyez-vous dans des conférences dirigées par l'expert telles que Nanobrüken ?

De mon expérience personnelle, même avec l'accès par l'Internet et les tourillons, des groupes scientifiques avec différents milieux tout autour du monde ne sont pas branchés de la manière qu'ils devraient être. Avoir ces séminaires et discussions interdisciplinaires, scientifiques peut fournir des idées et des solutions novatrices neuves pour leur propre recherche. En outre, vous obtenez quelques cas d'un fonctionnement d'équipe pour concevoir ou développer une méthode de test pour leur recherche ; cependant, une méthode assimilée qui a été déjà appliquée pendant des années dans un domaine différent peut être personnalisée pour votre propre recherche.

Les conférences se concentrant sur des techniques au lieu du champ de recherche, comme Nanobrüken, sont utiles, parce que n'importe ce que votre mouvement propre, vous peut assister et avoir à des idées neuves dans d'autres domaines. Il facilite le partage des idées et nous aide tous à exécuter notre recherche plus effectivement.

Au sujet de M. Shahrouz Amini

M. Amini est un chercheur post-doctoral au Max Planck Institute des colloïdes et de la surface adjacente, service des biomatériaux (superviseur : Prof. Peter Fratzl). Avec son mouvement propre de recherches sur la caractérisation et les propriétés mécaniques des matériaux biologiques, M. Amini entreprend des études sur les modèles biologiques tolérants des dégâts tels que l'émail des dents.

Shahrouz a reçu son degré de PhD de l'université technique de Nanyang, service de scientifique et technique de matériaux (conseiller : Prof. Ali Miserez). En 2016, il a été attribué une « prime d'excellence de recherches » pour son travail de PhD sur le club de dactyle de crevette de mante et ses stratégies de durcissement.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Bruker Nano Surfaces. (2018, June 15). Émail vérifiant Nanostructure avec Nanoindentation. News-Medical. Retrieved on August 14, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20180615/Investigating-Enamel-Nanostructure-with-Nanoindentation.aspx.

  • MLA

    Bruker Nano Surfaces. "Émail vérifiant Nanostructure avec Nanoindentation". News-Medical. 14 August 2020. <https://www.news-medical.net/news/20180615/Investigating-Enamel-Nanostructure-with-Nanoindentation.aspx>.

  • Chicago

    Bruker Nano Surfaces. "Émail vérifiant Nanostructure avec Nanoindentation". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20180615/Investigating-Enamel-Nanostructure-with-Nanoindentation.aspx. (accessed August 14, 2020).

  • Harvard

    Bruker Nano Surfaces. 2018. Émail vérifiant Nanostructure avec Nanoindentation. News-Medical, viewed 14 August 2020, https://www.news-medical.net/news/20180615/Investigating-Enamel-Nanostructure-with-Nanoindentation.aspx.