利用纳米压痕研究搪瓷纳米结构

在这次采访中，S. Amini博士，马克斯普朗克胶体与界面研究所的博士后研究员，向AZoM谈论了他的工作，涉及到牙釉质的结构性质和机械反应。

你为什么对生物材料感兴趣?欧洲杯足球竞彩

当我还是个青少年的时候，我对大自然感到惊讶，我想知道为什么人类的牙齿会永久脱落，而鲨鱼的牙齿却会定期再生?这些问题一直萦绕在我的脑海。

我的主要兴趣是扎实的力学。硕士期间，我熟悉了生物材料，并与牙科学院开展了牙齿修复材料的项目。欧洲杯足球竞彩在新加坡南洋理工大学生物和仿生材料实验室攻读博士期间，欧洲杯足球竞彩我对生物材料的兴趣进一步发展。我的项目主要集中在生物硬组织。最近，我来到了马克斯·普朗克胶体与界面研究所生物材料系，在那里我有机会与我们不同的研究小组紧密合作，探索不同的生物模型。欧洲杯足球竞彩目前，我正在研究抗损伤生物模型的结构特性和力学响应，如鲨鱼牙釉质和人类牙釉质。

与牙齿相比，合成复合材料的性能如何?

矿物质和蛋白质，天然珐琅的构建块，以复杂的形状缠结，以显示远远大于其个体属性的性质。这些分层结构由可用和简单的构建块组成，远远超出了我们可以综合生产的任何东西。此外，我们无法模仿我们可以在生物材料中看到的合成材料中的梯度，例如人体牙齿。欧洲杯足球竞彩这些梯度在机械响应和生物模型的性能方面具有至关重要的作用。

我们现在可以人工使用陶瓷或聚合物复合材料来修复我们的牙齿，但由于我们诱导人工界面，用性能不匹配的同质材料取代牙齿的梯度结构，我们永远无法恢复原来的性能。大自然采用了复杂的设计策略来实现高性能的生物复合材料，克服了苛刻的外部刺激，同时防止了循环加载过程中发生的应力错配失效。

您如何使用纳米indentation进一步了解生物材料的理解？欧洲杯足球竞彩

材料的机械表征物料历史几百年。欧洲杯足球竞彩各种研究导致材料的机械响应综合数据库。欧洲杯足球竞彩然而，由于技术限制，工程师无法表征微结构的机械响应以区分构建块的行为，或其空间布置的作用。

由于近期机械表征技术的进展，例如原子力显微镜和纳米凸缘，我们现在能够表征材料的微观结构特征。欧洲杯足球竞彩这些进步允许我们看到微型和纳米结构对整体结构的机械响应的作用。例如，我们可以了解矿物质的存在及其排列可能会影响样品的硬度或韧性。

在你们的研究中，与纳米压痕一起使用的成像技术是什么?

我使用了不同的成像技术，例如光学和电子显微镜，微型CT成像和拉曼光谱成像，以及我的纳米肾肿瘤研究。结合这些技术，我们能够与样品的结构和机械性能相关联。

在生物材料上进行纳米压痕实验与传统的纳米压痕实验相比如何?

关于均质、无机或高分子材料的研究很多。欧洲杯足球竞彩因此，大多数的测试方法都是针对这些材料开发的。欧洲杯足球竞彩

相反，有机相对湿度和温度很敏感，如果不适当地储存和制备，它们会简单地变性。因此，需要特定的协议来确保样本保持其固有的特征。

为什么使用环境室对您的研究很重要？

我们经常使用湿度室，以便提取的机械性能不受脱水的影响。脱水效果取决于样品的矿化程度。例如，如果它是一个高度矿化的样品，脱水不会显著影响力学性能。然而，对于高度有机的软样本，如皮肤和肌肉，那么环境控制(主要是湿度)是必要的。组织需要在其功能环境下进行测试;否则，它们不会有相同的机械反应。

您希望我们在哪里理解生物材料以带我们？欧洲杯足球竞彩

我们对生物材料的理解继续发展。欧洲杯足球竞彩我们可以用来测量它们的系统变得越来越复杂，使我们能够发现越来越多的关于他们的结构和行为。我的领域基于这些材料的特征，尽管我们将突破直接向使用这些信息创造出越来越强大的材料的材料工程师。欧洲杯足球竞彩

新的工程技术使我们更接近创造仿生材料，这将能够与我们在自然界中看到的那些相匹配。欧洲杯足球竞彩例如，3D打印将允许我们模拟在生物模型中看到的复杂3D或交织结构，从而导致其惊人的特性。我们将能够准确地复制我们在生物材料中看到的模式，并创建准确模仿它们的工程材料。欧洲杯足球竞彩但是，我们仍然受到尺寸和材料的限制。欧洲杯足球竞彩

你认为由专家主导的会议(如Nanobrüken)有什么价值?

从我的个人经验来看，即使通过互联网和期刊访问，世界各地有着不同背景的科学团体也没有以他们应该的方式联系在一起。通过这些跨学科的研讨会和讨论，科学家们可以为自己的研究提出新的想法和创新的解决方案。此外，你会得到一些团队为他们的研究设计或开发测试方法的案例;然而，一个已经在不同领域应用多年的类似方法可以为你自己的研究定制。

聚焦于技术而不是研究领域的会议(如Nanobrüken)很有帮助，因为无论你的背景如何，你都可以参加并获得其他领域的新想法。它促进了想法的分享，并帮助我们更有效地执行我们的研究。

关于沙鲁兹·阿米尼医生

Amini博士是Max Planck胶体和界面，生物材料系（主管：Peter Fratzl教授）的博士学位研究员。欧洲杯足球竞彩随着他的研究背景背景下的机械表征和生物材料的性质，艾米尼博士正在对牙釉质等损伤耐腐害生物模型进行研究。欧洲杯足球竞彩

Shahrouz获得了南洋科技大学，材料科学与工程系的博士学位（顾问：Ali Miserez教授）。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球2016年，他被授予“卓越的研究卓越奖”，为他的博士学位在螳螂虾上工作DARTYL俱乐部及其增韧策略。