Zastosowania porowatego tytanu

1. Biomedyczny

Tytan i jego stopy zyskały znaczną uwagę w dziedzinie biomedycyny ze względu na doskonałą odporność na korozję, niską gęstość i doskonałą biokompatybilność. Jednak wysoki moduł sprężystości gęstego tytanuMetalmoże prowadzić do odrzucenia przez tkanki ludzkie, powodując uszkodzenie wszczepionego tytanu. Porowaty tytan z kolei posiada niższy moduł sprężystości, a poprzez kontrolowanie jego porowatości można go dopasować do ludzkiej kości. Ponadto po pewnych obróbkach chemicznych i cieplnych porowaty tytan może wykazywać osteokonduktywność i osteoinduktywność, co prowadzi do tworzenia ektopowej kości po kontakcie z tkanką kostną. Dlatego też,porowaty tytanodgrywa kluczową rolę w dziedzinach biomedycznych, takich jak inżynieria tkanki kostnej. Badania wskazują, że w urządzeniach bioaktywnych porowaty tytan może stabilizować urządzenia mocujące i skracać okres gojenia, eliminując potrzebę autologicznego przeszczepu kości.

2. BateriaElektrody

Materiały porowate, ze względu na ich wysoką porowatość, dużą powierzchnię właściwą i wysoką wytrzymałość na ściskanie, mogą być stosowane jako katalizatory, biomateriały, urządzenia filtracyjne lub media do dyfuzji gazu. Kiedyporowaty tytanjest stosowany jako anoda dla warstwy dyfuzji gazu (GDL) w ogniwach paliwowych z elektrolitem polimerowym, eliminuje potrzebę stosowania metali szlachetnych, takich jak iryd lub ruten, które są tradycyjnie stosowane w anodach, znacznie zmniejszając przewidywany koszt systemu. Badania wykazały, że unikalna kombinacja porowatego tytanu i anod powlekanych TiO₂ wykazuje wysoce stabilną wydajność cykli ładowania i rozładowania, co daje nadzieję na materiał anodowy do akumulatorów litowo-jonowych o wyższym bezpieczeństwie i stabilności. Konstrukcja elektrod na bazie porowatego tytanu nie ogranicza się do zastosowań w akumulatorach litowo-jonowych, ale będzie również stosowana jako katalizatory lub filtry w innych dziedzinach energii i środowiska. Zbadano potencjalne zastosowania porowatego tytanu w ogniwach słonecznych, fotokatalizatorach i elektrodach kompozytowych. Doskonałe właściwości fotoelektrochemiczne porowatego tytanu i anod powlekanych TiO₂ można przypisać dużej powierzchni właściwej porowatego tytanu i wielu aktywnym miejscom adsorpcji dysków nanocząstek TiO₂. Zastosowanie nowatorskich fotoelektrod 3D wyznaczy nowe kierunki w rekultywacji środowiska i przetwarzaniu energii słonecznej.

3. Lotnictwo i kosmonautyka

Wraz z rozwojem technologii lotniczej i kosmicznej środowisko serwisowe dla pojazdów kosmicznych staje się coraz bardziej surowe. Spośród krytycznych komponentów zapewniających bezpieczny lot tych pojazdów, system ochrony termicznej ma coraz bardziej wymagające wymagania dotyczące wydajności. Doskonała odporność stopów tytanu na wysokie temperatury i właściwości termoizolacyjne ich porowatych struktur stwarzają możliwości zastosowania porowatego tytanu w dziedzinie lotniczej i kosmicznej.Kompozyty piankowe ze stopu tytanumoże być stosowany w powłokach ochrony termicznej statków kosmicznych o wysokich wymaganiach odporności na ciepło, a także w strukturach plastra miodu w silnikach lotniczych. Dwuwarstwowe, porowate struktury chłodzące konwekcyjne typu sandwich mogą skutecznie blokować przenoszenie ciepła do wewnętrznej struktury warstwy, wykazując dobre właściwości izolacji termicznej.