Un nouveau composé intermetallique titane-or très dur et biocompatible
Des scientifiques nord-américains de la Rice University ont découvert un nouveau composé inter-métallique or-titane Ti3Au en phase bêta trois fois plus dur que tous les autres matériaux bio-compatibles actuellement utilisés. Le taux d'usure (mesuré sur tribomètre pion-disque) est réduit de 70 % par rapport aux autres matériaux, ce qui permettrait de mettre au point des implants de prothèses médicales à plus longue durée de vie.
Une découverte due au hasard
Comme bien des physiciens de la matière condensée, ces chercheurs voulaient étudier la structure cristalline du matériau qu’ils avaient synthétisé en le réduisant en poudre pour une analyse par diffraction de rayons X. Cela s’est avéré impossible avec les moyens classiques. Intrigués, les physiciens ont voulu déterminer exactement sa dureté... qui s’est révélée étonnamment élevée.
Cherchant une explication, ils ont finalement découvert que l'alliage final comprenait en fait trois parts de titane et une part d’or, et qu'il était donc de formule Ti3Au. Mais pas n’importe lequel car il en existe deux formes qui diffèrent par l’organisation des atomes dans le réseau cristallin. C’est un exemple de «polymorphisme », c’est-à-dire la faculté d'un matériau de cristalliser en des structures différentes selon les conditions ambiantes. En l’occurrence, l’alliage Ti3Au en phase alpha est déjà connu et est aussi dur ou presque que le titane. Mais ici, les chercheurs avaient involontairement produit la phase bêta. Cette forme provient de la voie de synthèse choisie, effectuée à haute température, contrairement à celle qui aboutit à la phase alpha.
Les propriétés du composé intermétallique
Ce composé intermetallique posséderait les propriétés suivantes :
- Très forte dureté (pour un matériau bio-compatible)
- Bio-compatibilité
- Forte résistance à l'usure avec une réduction du volume d'usure (et donc de débris) de 70 %. Cela augmenterait la durée de vie des implants
Source : sciencemag.org