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Investigación de las propiedades únicas de Nanomechanical de la esmalte de diente

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

Una entrevista con el Dr. Yeau-Ren Jeng, conducto por Jake Wilkinson, MSc

¿Qué investigación de los biomateriales usted está trabajando actualmente conectado?

Mi fondo está en tribología, que es la ciencia de las acciones recíprocas entre las superficies en el movimiento relativo. Esto implica el observar de comportamiento, tal como fricción, desgaste y lubricación, y los lazos entre ellas.

Mi investigación se centra en biomateriales porque esto es qué me fascina más. Los biomateriales pueden adaptarse al trabajo en toda clase de diversos ambientes. A diferencia de los materiales de ingeniería artificiales, se diseñan que, los biomateriales se han creado con la evolución, que representa millares de años de ensayo y error por naturaleza. Los biomateriales tienden a ser superiores a los materiales sintetizados y las lecciones que aprendemos de ellos podrían ayudarnos hacia mejores materiales de ingeniería.

¿Qué tipos de biomaterial hacia adentro le interesan?

He pasado los años últimos que trabajaban en esmalte de diente. Particularmente me fascinan con la esmalte porque tiene una combinación ideal del endurecimiento y de la fortaleza. La mayoría de los materiales duros tienden a ser quebradizos mientras que la esmalte de diente sigue siendo relativamente elástico, que hace útil en los usos que implican niveles del uso y de la fricción.

La esmalte de diente consiste en los minerales y las proteínas de la sal, y observando su composición solamente usted preveería que fuera quebradiza, no obstante la manera él es medios estructurados que éste no es el caso. Quiero aprender cómo la madre naturaleza puede hacer la esmalte de diente no-quebradiza de un material tan quebradizo. Si podemos descubrir cómo se estructura y se compone la esmalte de diente, podemos utilizar este conocimiento para desarrollar materiales de ingeniería mejores, duraderos con una resistencia de desgaste muy alta.

¿Cómo usted ha estado utilizando el nanoindentation como parte de su investigación de la esmalte?

Hemos estado realizando varias pruebas rigurosas en esmalte.  I y mi socio, dentista que tiene experiencia anterior con la prueba de la esmalte, ha estado utilizando profundidad-detectando técnicas y la prueba nanomechanical para investigar la estructura de la esmalte.

En prácticas dentales clínicas, los tratamientos tópicos del fluoruro se dan con frecuencia a la esmalte de diente de la reparación y evitar que las cavidades dentales formen. Mientras que la mayoría de médicos dentales cree que los depósitos del fluoruro son duros y no requieren reaplicar, mi socio encontró que las dosis iniciales del fluoruro que él daba a sus pacientes necesitaron volver a llenar.

La investigación anterior en depósitos del fluoruro sobre la esmalte, que utilizó métodos de pruebas macroscópicos, había mostrado que los depósitos del fluoruro eran duros. Sin embargo, usando el nanoindentor, que permitió que colocáramos sobre un único depósito del fluoruro y que lo probáramos en el aislamiento, encontramos que el depósito es real suave, y desgastamos muy fácilmente.

Estudiar los materiales naturales para desarrollar mejores capas de AZoNetwork en Vimeo.

¿Qué diversas técnicas usted utiliza junto al nanoindentation?

Al principio de mi investigación usando detectar y la muesca de la profundidad realicé mis experimentos usando un TriboScope integrado con un AFM.

Ahora utilizamos el PI950, que permite que utilicemos el AFM para explorar la superficie de la muestra y para determinar los puntos del interés, que entonces probamos usando el indentor. La integración de SEM y TEM con el nanoidentor nos permite observar la evolución de microestructuras dentro de la esmalte y determinar el lazo entre diversos componentes materiales.

Esto ha llevado a los progresos que no habrían sido previamente posibles observar, por ejemplo el descubrimiento de pequeños volúmenes de capa dura dentro de la esmalte, o a la adherencia de materiales, tales como carbono, para ofrecer una combinación de la fricción inferior, las altas propiedades del desgaste.

¿Usted trabaja cómo de cerca con Hysitron?

Trabajamos de cerca con Hysitron y ambos nos apoyamos. Tenemos ideas que discutamos con ellas en cómo su sistema puede ser perfeccionado, y también nos permiten saber siempre que se hagan diversos progresos que pueden ayudarnos.

¿Qué otras actualizaciones usted han hecho a su sistema de Hysitron?

Un reciente desarrollo emocionante es la integración de nuestro sistema de Raman en el sistema de la muesca profundidad-que detecta que estamos utilizando. Esto permite que analicemos las áreas afectadas por la tensión, la deformación, o la temperatura. Estos tipos de cambios se pueden observar, vía Raman, como cambian en estados del hibridación (sp2 o sp3) y otros cambios en estructura de la vinculación.

Este análisis permite que observemos cómo los efectos térmicos de la carga y de cualquier entrada de energía en el material en cirugía cambian sus propiedades mecánicas y comportamiento tribológico. Esta información previamente desconocida puede llevar para mejorar las capas para las herramientas de la fabricación, y se podría incluso utilizar en la industria de electrónica para decodificar magnético usado en discos duros y sistemas del almacenamiento de datos.

¿Cuándo usted cuenta con los compuestos artificiales que imitan verdad compuestos biológicos para estar disponibles?

Este todo depende en qué medida podemos emular a biomateriales. Aunque tenemos un viaje largo delante de nosotros, estamos bien en nuestra manera a aprender más y a desarrollar mejores materiales de ingeniería.

Los biomateriales sintetizados harán nuestras vidas mejores y más verdes. Podrían también ser diseñados para ser responsivos, convertirse en un material elegante, que durará más de largo y seguirá habiendo funcional en muchos diversos ambientes. Los materiales tales como éstos perfeccionarán nuestras vidas por muchos años.

Sobre el Dr. Yeau-Ren Jeng

Yeau-Ren Jeng es profesor dotado de la silla de la universidad nacional de Chungkin Cheng, director de fundación del instituto avanzado para fabricar con las innovaciones de alta tecnología (AIM-HI) y profesor de la ingeniería industrial.

Su investigación ha ofrecido ventajas importantes a las industrias múltiples, incluyendo el automotor, material, electrónico, la fabricación, e industrias nano-relacionadas. Sus publicaciones se citan extensamente, incluyendo varios libros de texto y prontuarios.

Él es el consejero de varias recompensas de la disertación del ministerio de la ciencia y de la tecnología y de la sociedad china de ingenieros industriales.

Él espera sobre 20 patentes y ha recibido recompensas numerosas, incluyendo el premio al éxito especial de McCuen de General Motors, la recompensa innovadora de la investigación de la sociedad americana de ingenieros industriales, de la sociedad recompensa de papel de Gualterio Hodson de los Tribologists y de los ingenieros de la lubricación de la mejor, de la medalla de capitán Alfred E. Hunt Memorial, de la recompensa de la invención de la investigación del presidente de Taiwán, y de la recompensa excepcional de la investigación del ministerio de Taiwán de la ciencia y de la tecnología. Él es también el beneficiario de la medalla del ingeniero industrial de la sociedad china de ingenieros industriales. Él está en la tabla del editor de varios gorrones internacionalmente renombrados.

Profesor Jeng recibió el honor académico más alto del Ministerio de Educación de Taiwán en 2017. Él está en la tabla del consejero de la administración de la universidad para la universidad de Taiwán nacional, la universidad nacional de Cheng Kung, la Universidad Tecnológica de Taipei nacional, y la universidad de Formosa nacional. Él está también en el comité de la revista de M-ERA del horizonte 2020 de la unión europea, del asiento ruso de la ciencia (RSF), y del asiento Alemán-Israelí para la investigación y desarrollo científica (GIF).

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