碳纖維醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用前景如何?
碳纖維復(fù)合材料在航空航天、軌道交通、汽車制造、體育裝備上都有了不錯(cuò)的應(yīng)用,那醫(yī)療行業(yè)能用到碳纖維么?其實(shí)現(xiàn)如今碳纖維在醫(yī)療上的應(yīng)用并不少,只是很多人并不了解,可能去醫(yī)院體檢時(shí)就近距離接觸過。其實(shí)不僅是現(xiàn)在,未來碳纖維在醫(yī)療行業(yè)也具備極大的應(yīng)用潛力。
碳纖維醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用具備哪些優(yōu)勢?
1、力學(xué)性能好:碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度很高,同時(shí)重量也極輕,具備極好的比強(qiáng)度和比模量,可以加工成多個(gè)醫(yī)療設(shè)備零部件使用。
2、可設(shè)計(jì)性好:醫(yī)療設(shè)備需要人性化設(shè)計(jì)才能更貼合使用需求,因此外形上經(jīng)常會呈現(xiàn)出很多不規(guī)則樣式,同時(shí)還要求撓度小剛度高,碳纖維制品大多需要特殊定制,這一點(diǎn)非常契合。碳纖維材料具備不錯(cuò)的各項(xiàng)異性,同時(shí)給設(shè)計(jì)帶來更多的自由度。
3、X光透過性好:X射線穿透物質(zhì)后的強(qiáng)度衰減或被吸收的程度與物質(zhì)的組成、原子序數(shù)、密度和厚度有關(guān)。碳纖維復(fù)合材料的組成元素較為簡單,X射線質(zhì)量吸收系數(shù)非常小,低于鋁合金等材料,鋁當(dāng)量為0.11,實(shí)際使用時(shí)可降低X射線對人體的影響。
4、抗疲勞性好:醫(yī)療設(shè)備的使用頻率很高,每天可能有上百人次的診斷需要用到它,因此需要承壓能力好且抗疲勞性出色的材料,碳纖維復(fù)合材料的抗疲勞性是抗拉強(qiáng)度的70~80%,由于自身抗拉強(qiáng)度很高,抗疲勞性自然也非常出眾。
碳纖維在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用案例有哪些?
1、碳纖維輪椅:與普通輪椅相比,采用碳纖維材質(zhì)輪椅質(zhì)量更輕、剛度更大,可以有效提升使用者的舒適度,而且輪椅側(cè)壁采用碳纖維可避免材料導(dǎo)熱性能不佳而產(chǎn)生的低溫傷害。
2、醫(yī)療檢測設(shè)備:由于具有良好X光穿透性,且沒有磁性,碳纖維可以廣泛用于X光與MRT等醫(yī)療檢測設(shè)備的零部件。
3、防護(hù)面罩:碳纖維材質(zhì)防護(hù)面罩具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)牢固等特點(diǎn),可適用于傷后運(yùn)動員等。
4、醫(yī)療植入物:碳纖維/聚醚醚酮植入物具有優(yōu)異的耐疲勞性能、機(jī)械性能,通過將其植入體內(nèi)可以有效提升荷載傳入骨頭之中的效果,并減少應(yīng)力屏蔽。
5、外科手術(shù)器械:可以采用碳纖維/聚醚醚酮材料制造,該材質(zhì)十分適合消毒,而且X光穿透性強(qiáng)。
6、骨外固定器:利用碳纖維質(zhì)量輕、剛性大的優(yōu)點(diǎn),可以用于制造骨外固定器。
7、碳質(zhì)矯正器:碳質(zhì)矯形器/支架以及假體,質(zhì)量更輕、剛性更大、耐用性更強(qiáng)。
碳纖維復(fù)合材料對于現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域的幫助其實(shí)并不算小了,不過很多人并沒有留有過這個(gè)問題。對碳纖維的研究還在繼續(xù),而且投入的資金和人力越來越多,就是因?yàn)樘祭w維材料具備很好的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
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