Helsingin yliopisto - tiedeuutinen
Timanttipinnoitteiden ongelmat ratkeamassa
Uudessa pintamateriaalissa yhdistyvät timantin kovuus ja teflonin kyky hylkiä likaa.
Viikko 45/2006
Timantti tunnetaan parhaiten kimaltelevana korukivenä, mutta kovimpana tunnettuna aineena sille löytyy käyttöä myös erilaisissa kulutus- ja korroosiokestävyyttä vaativissa sovelluksissa.
Timantinkaltaisten materiaalien ominaisuuksista väitöstyönsä tehnyt filosofian maisteri Esa Alakoski kuuluu ORTON:issa ja Helsingin yliopistossa toimivaan tutkimusryhmään, jonka pääasiallinen tutkimuskohde on paksujen timanttipinnoitteiden kehittäminen teollisiin ja lääketieteellisiin tarkoituksiin.
- Timanttipinnoitteiden valmistuksen ongelmana on vuosien ajan ollut niiden suuri sisäinen jännitys ja tästä johtuvat paksujen pintojen kiinnitysongelmat. Käytännön sovellusten määrä on jäänyt vähäiseksi, sanoo Alakoski.
Tutkimusryhmä on kuitenkin onnistunut ratkaisemaan kiinnitysongelmat uudella korkea-energia-plasmatekniikalla.
- Timanttipinnoitteista voidaan jatkossa tehdä kymmeniä, ellei jopa satoja kertoja paksumpia.
Alakosken mukaan uusi tekniikka tulee kaupalliseen käyttöön 5 - 10 vuoden kuluttua.
- Esimerkiksi tekolonkkasimulaattorilla tehdyissä kokeissa timanttipinnoitteen on havaittu pienentävän nivelen kulumista ja korroosiota miljoonasosaan verrattuna tällä hetkellä käytössä oleviin materiaaleihin.
Kiinnitysongelman ratkaisemisen ohella tutkimusryhmä on onnistunut kehittämään täysin uudenlaisen pinnoitteen, timantti-polymeeri-hybridin, jossa yhdistyvät timantin poikkeukselliset mekaaniset ominaisuudet ja tarttumattomissa pinnoitteissa käytettävien teflonin ja silikonikumin piirteet hylkiä likaa.
Hybridipinnoite on yltänyt "maailmanennätykseen", koska sen päällä vesipisarat lähtevät liikkeellä, kun kallistuskulma on ainoastaan 0,15 astetta. Koskaan aikaisemmin ei ole raportoitu veden lähteneen liikkeelle alle yhden asteen kallistumalla.
Uuden pinnoitemateriaalin sovelluskohteita ovat muun muassa muovimuotit ja keinotekoiset sydänläpät.
Linkit:
Tiede ja tutkimus Helsingin yliopiston verkkosivuilla
Teksti ja kuva: Simo Salmela
