Vérifier les seules propriétés de Nanomechanical de l'émail des dents

Thought LeadersDr Yeau-Ren Jeng
Endowed Chair ProfessorNational Chung Cheng University

Une entrevue avec M. Yeau-Ren Jeng, conduit par Jake Wilkinson, GCS

Quelle recherche de biomatériaux travaillez-vous actuel en circuit ?

Mon mouvement propre est en tribologie, qui est la science des interactions entre les surfaces dans le mouvement relatif. Ceci concerne regarder le comportement, tel que la friction, l'usure et le graissage, et les relations entre elles.

Ma recherche est concentrée sur des biomatériaux parce que c'est ce qui me fascine plus. Les biomatériaux peuvent s'adapter à fonctionner dans toutes sortes de différents environnements. À la différence des matériaux de bureau d'études fabriqués par l'homme, qui sont conçus, des biomatériaux ont été produits par l'évolution, qui représente des milliers d'années de test et erreur par nature. Les biomatériaux tendent à être supérieurs aux matériaux synthétiques et les leçons que nous apprenons de eux pourraient nous aider vers de meilleurs matériaux de bureau d'études.

Quels types de matière biologique êtes-vous intéressé ?

J'ai passé les dernières années travaillant à l'émail des dents. Je suis fasciné avec l'émail en particulier parce qu'il a une combinaison idéale de dureté et de dureté. La plupart des matériaux durs tendent à être cassants alors que l'émail des dents est toujours relativement élastique, qui le rend utile dans les applications concernant des hauts niveaux de la friction d'utiliser-et.

L'émail des dents se compose des minerais et des protéines de sel, et regardant sa seule composition vous vous attendriez à ce qu'elle soit cassante, toutefois la voie il est moyen structuré que ce n'est pas le cas. Je veux apprendre comment la mère nature peut effectuer l'émail des dents non-cassant à partir d'un matériau si cassant. Si nous pouvons découvrir comment l'émail des dents est structuré et composé, nous pouvons employer cette connaissance pour développer de meilleurs, durables matériaux de bureau d'études avec une résistance à l'usure très élevée.

Comment aviez-vous employé le nanoindentation en tant qu'élément de votre recherche d'émail ?

Nous avions effectué plusieurs tests rigoureux sur l'émail.  I et mon associé, un dentiste qui a l'expérience précédente avec le contrôle d'émail, avaient employé profondeur-détectant des techniques et le contrôle nanomechanical pour vérifier la structure de l'émail.

Dans des pratiques dentaires cliniques, les traitements topiques de fluorure sont fréquemment donnés pour réparer l'émail des dents et pour empêcher les cavités dentaires de former. Tandis que la majorité de praticiens dentaires croient que les gisements de fluorure sont durs et n'exigent pas la réapplication, mon associé a constaté que les doses initiales de fluorure qu'il donnait à ses patients ont eu besoin refaire le plein.

La recherche précédente sur des gisements de fluorure sur l'émail, qui a employé des méthodes d'essai macroscopiques, avait prouvé que les gisements de fluorure étaient durs. Cependant, utilisant le nanoindentor, qui nous a permis de positionner au-dessus d'un gisement unique de fluorure et de le vérifier en isolation, nous avons constaté que le gisement est réellement mou, et nous usons très facilement.

Étude des matériaux naturels pour développer de meilleures couches d'AZoNetwork sur Vimeo.

Quelles différentes techniques employez-vous à côté du nanoindentation ?

Au début de ma recherche utilisant la détection et l'indentation de profondeur j'ai effectué mes expériences utilisant un TriboScope intégré avec un AFM.

Nous employons maintenant le PI950, qui nous permet d'employer l'AFM pour balayer la surface de témoin et pour déterminer les points d'intérêt, que nous vérifions alors utilisant l'indentor. Le SEM et le TEM intégrants avec le nanoidentor nous laisse observer l'évolution des microstructures dans l'émail et déterminer la relation entre différentes composantes matérielles.

Ceci a mené aux développements qui n'auraient pas été précédemment possibles pour observer, comme la découverte de petits volumes de la couche dure dans l'émail, ou à l'adhérence des matériaux, tels que le carbone, pour fournir une combinaison de la friction inférieure, les propriétés élevées d'usure.

Combien attentivement travaillez-vous avec Hysitron ?

Nous travaillons attentivement avec Hysitron et nous les deux nous supportons. Nous avons des idées que nous discutons avec elles dans la façon dont leur système peut être amélioré, et elles nous font également savoir chaque fois que différents développements sont effectués qui peuvent nous aider.

Que d'autres mises à jour vous ont-elles effectué à votre système de Hysitron ?

Un développement récent passionnant est l'intégration de notre système de Raman dans le système de profondeur-détection d'indentation que nous employons. Ceci nous permet d'analyser les endroits affectés par effort, contrainte, ou température. On peut observer ces types de modifications, par l'intermédiaire de Raman, comme change dans des conditions d'hybridation (sp2 ou sp3) et d'autres changements de structure d'adhérence.

Cette analyse nous permet d'observer comment les effets thermiques de la charge et de n'importe quelle absorption d'énergie dans le matériau en chirurgie changent ses propriétés mécaniques et comportement tribologique. Cette information précédemment inconnue peut aboutir à améliorer des couches pour des outils de fabrication, et pourrait même être employée dans l'industrie électronique pour se traduire magnétique utilisé dans les disques durs et les systèmes de stockage de données.

Quand attendez-vous les composés fabriqués par l'homme qui imitent vraiment les composés biologiques pour devenir procurables ?

Ce tout dépend dans quelle mesure nous pouvons émuler des biomatériaux. Bien que nous ayons un long voyage en avant de nous, nous allons bien sur notre chemin à apprendre plus et à développer de meilleurs matériaux de bureau d'études.

Les biomatériaux synthétiques rendront nos durées meilleures et plus vertes. Ils pourraient également être conçus pour être sensibles, pour devenir un matériau sec, qui durera plus longtemps et demeurera fonctionnel dans beaucoup de différents environnements. Les matériaux de ce type amélioreront nos durées pendant longtemps encore.

Au sujet de M. Yeau-Ren Jeng

Yeau-Ren Jeng est professeur doté de présidence d'université nationale de Chung Cheng, un directeur de fondation d'institut avancé pour fabriquer avec les innovations de pointe (AIM-HI) et un professeur de l'industrie mécanique.

Sa recherche a fourni des bénéfices importants aux industries multiples, y compris l'automobile, matériel, électronique, la fabrication, et les industries liées à la nano. Ses publications sont largement citées, y compris plusieurs manuels et manuels.

Il est le conseiller de plusieurs récompenses de dissertation du ministère de la science et technologie et de la société chinoise des ingénieurs mécaniciens.

Il se retient plus de 20 brevets et a reçu de nombreuses récompenses, y compris le prix à la réussite spécial de McCuen de General Motors, la récompense novatrice de recherches de la société américaine des ingénieurs mécaniciens, de la société récompense de papier de Walter Hodson de Tribologists et de techniciens de graissage de la meilleure, de la médaille de pilote Alfred E. Hunt Memorial, de la récompense d'invention de recherches du président de Taïwan, et de la récompense en suspens de recherches du ministère de Taïwan de la science et technologie. Il est également le bénéficiaire de la médaille d'industrie mécanique de la société chinoise des ingénieurs mécaniciens. Il est sur le carton d'éditeur de plusieurs tourillons internationalement illustres.

Professeur Jeng a reçu l'honneur scolaire le plus élevé du ministère de l'éducation de Taïwan en 2017. Il est sur le carton de conseiller de la gestion d'université pour l'université de Taïwan national, l'université nationale de Cheng Kung, l'université de technologie de Taïpeh national, et l'université de Formose nationale. Il est également sur le comité de révision de M-ERA de l'horizon 2020 d'Union européenne, de la fondation russe de la Science (RSF), et de la fondation Allemand-Israélienne pour la recherche et développement scientifique (GIF).

Citations

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    Bruker Nano Surfaces. (2018, June 22). Vérifier les seules propriétés de Nanomechanical de l'émail des dents. News-Medical. Retrieved on January 26, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20180622/Investigating-the-Unique-Nanomechanical-Properties-of-Tooth-Enamel.aspx.

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