Sợi carbon được sử dụng trong lĩnh vực y tế
Sợi carbon (CF) là một loại vật liệu sợi mới có độ bền cao và mô đun cao bao gồm hàm lượng carbon trên 90 phần trăm . Cấu trúc vi mô của sợi carbon tương tự như than chì nhân tạo, là cấu trúc than chì rối loạn và thể hiện độ bền cao dọc theo trục sợi. Với sự cải tiến của công nghệ sản xuất sợi carbon và nghiên cứu ứng dụng sâu hơn, mọi người đã tìm thấy nhiều ưu điểm của vật liệu sợi carbon và composite.
Hiệu suất vượt trội của sợi carbon đã dẫn đến ứng dụng ngày càng rộng rãi của nó.
Ngoài các tính chất cơ học vượt trội đã đề cập ở trên, sợi carbon còn có một số tính chất đặc biệt khác, chẳng hạn như truyền tia X tốt, khả năng tương thích sinh học tốt, chịu nhiệt độ cao và thấp vượt trội, chống ăn mòn tốt, cũng như tính dẫn điện và dẫn nhiệt nhất định. Chính vì những đặc điểm trên mà sợi carbon và vật liệu composite của nó có tác động đáng kể trong lĩnh vực thiết bị y tế.
1, thiết bị chụp ảnh màn hình phẳng X-quang
Ứng dụng của máy dò màn hình phẳng tia X trong thiết bị phát hiện tia X là một thiết bị chụp ảnh màn hình phẳng tia X có độ phân giải cao đa chức năng, sử dụng các công nghệ tiên tiến như bóng bán dẫn màng mỏng silicon vô định hình, mảng điốt quang và tăng trưởng trực tiếp cesium iodide có độ nhạy cao chất nhấp nháy để đạt được hiệu suất hình ảnh đặc biệt ổn định. Nó có thể được áp dụng cho thử nghiệm không phá hủy y tế và công nghiệp. Sợi carbon là loại vật liệu có thể dẫn dòng vi mô, hấp thụ ít bức xạ và có độ truyền qua cao. Nó có thể làm giảm điện áp và năng lượng bức xạ của bức xạ, dẫn đến hình ảnh rõ nét. Do giảm điện áp nên tiết kiệm năng lượng và giảm tác dụng phụ có hại cho bệnh nhân. Do đó, các tấm composite sợi carbon đã thay thế các tấm nhôm truyền thống trong thiết bị phát hiện tia X trên quy mô lớn.
2, Thành phần nam châm siêu dẫn
Chụp cộng hưởng từ (MRI) đã trở thành một phương pháp kiểm tra hình ảnh phổ biến. Chụp cộng hưởng từ là một kỹ thuật kiểm tra hình ảnh mới. Dụng cụ cộng hưởng từ hạt nhân chủ yếu bao gồm nêm từ tính, máy phát tần số vô tuyến, máy dò, bộ khuếch đại và máy ghi âm. Nam châm được sử dụng để tạo ra từ trường, chủ yếu bao gồm nam châm vĩnh cửu, nam châm điện, nam châm siêu dẫn, v.v. Để có được từ trường cao hơn, phải sử dụng nam châm siêu dẫn. Tính siêu dẫn chỉ có thể đạt được ở nhiệt độ cực thấp, hiện có ở heli lỏng (heli-268.785C.) và các thành phần cơ học xung quanh yêu cầu sử dụng các vật liệu đặc biệt. Ngay cả ở nhiệt độ cực thấp, sợi carbon vẫn duy trì hiệu suất nhiệt độ thấp tốt. Do đó, các nhà sản xuất cộng hưởng từ hạt nhân nổi tiếng hiện đang sử dụng vật liệu composite sợi carbon để chuẩn bị các thành phần cơ khí trong khu vực nhiệt độ thấp của cộng hưởng từ hạt nhân.
3, Ván giường y tế
Ngoài các tính chất cơ học tốt, vật liệu sợi carbon có khả năng chống ăn mòn tốt. Ngay cả khi có vết rượu, ma túy và vết máu, bảng điều khiển sẽ không bị ảnh hưởng và việc vệ sinh thuận tiện hơn. Về lâu dài, bảng điều khiển sẽ không bị ăn mòn. Trọng lượng rất nhẹ, và dễ dàng di chuyển. Thuận tiện cho nhân viên y tế điều chỉnh góc thích hợp tốt hơn. Các tính chất cơ học, tức là tính ổn định hóa học và khả năng tương thích sinh học với cơ thể con người, của sợi carbon rất có giá trị trong các thiết bị y tế. Sự tiến bộ trong lĩnh vực y tế đã dẫn đến việc ứng dụng rộng rãi máy X-quang và máy chụp cắt lớp vi tính trong chẩn đoán và điều trị. Hầu hết các giường y tế hiện nay được làm bằng gỗ và nhựa nặng và độ trong kém.
Tấm ván giường làm bằng vật liệu composite sợi carbon cho phép bức xạ chiếu lên tấm ván giường ở bất kỳ góc nghiêng nào mà không có sai lệch đáng kể về khúc xạ và chiếu bức xạ. Nó cũng sử dụng ít vật liệu hơn để đạt được độ bền cấu trúc thiết kế, độ cứng, giảm trọng lượng và độ bền kéo cao.
4, Ứng dụng trong phục hình răng
Ứng dụng của vật liệu composite sợi carbon trong các bộ phận giả, chẳng hạn như:
1. Hiệu ứng khoang chấp nhận
Để chịu được trọng lượng của cơ thể con người, kiểm soát chi giả và treo chi giả, nó làm cho chi còn lại thoải mái và tự do trong khoang, và khung sợi carbon cũng đáp ứng các yêu cầu về hỗ trợ trọng lượng và truyền lực
2. Khớp gối bằng sợi carbon
Độ bền cụ thể của khớp gối sợi carbon hiện là tốt nhất trong số các vật liệu được sử dụng, do đó, khung bên ngoài của hơn 20 khớp gối phổ biến trên thế giới được làm bằng vật liệu composite sợi carbon. Do sự ra đời của vật liệu composite sợi carbon trong khớp gối, rất nhiều trọng lượng đã giảm đi, cho phép khớp gối nhân tạo đạt được nhiều hiệu quả
3. Khớp cổ chân bằng sợi carbon
Các chuyển động của khớp cổ chân và bàn chân giả có tác động đáng kể đến sự ổn định của giá đỡ khớp gối. (Vật liệu tổng hợp sợi carbon được sử dụng trong bàn chân linh hoạt để tạo ra khớp mắt cá chân, có thể nảy lên. Sợi carbon được sử dụng để cố định các khớp mắt cá chân nhân tạo như mắt cá chân mềm và mắt cá chân phổ thông bằng sợi carbon.)
4. Ống nối
Ống nối giữa mắt cá chân và chân giả cũng có thể được làm bằng vật liệu composite sợi carbon, nhờ đó tạo nên khớp mắt cá chân
Nhẹ và thẩm mỹ.
5. Bàn chân giả bằng sợi carbon
Chức năng chính của bàn chân giả là nâng đỡ khối lượng cơ thể, tạo lực đẩy khi vận động, đồng thời bù đắp vai trò của cơ tam đầu và cơ gấp.
