Wear and abrasion resistance selection maps of biological materials

طراحی مکانیکی مواد بیولوژیکی در سال های اخیر علاقه فراوانی به خود جلب کرده است و بسیاری از بینش های مربوط به روابط ساختاری و مالکیت های جذاب خود را به نمایش گذاشته است. یکی از ویژگی های مهم مواد تحمل بار، که برای بقای بسیاری از گونه ها مهم است، تحمل سایش و سایش آنهاست. به منظور کاملا کاربردی، زره پوش های محافظ، ساختارهای دندانپزشکی و اعمال پویا باید بتوانند بارهای تماس تکراری را بدون از دست رفتن مواد یا آسیب های داخلی تحمل کنند. با این حال، در مورد این عملکرد قبیله ای بسیار کم است. با استفاده از چارچوب مکانیک تماس، ما نمودارهای انتخاب مواد را تهیه کرده ایم که پیش بینی های کلی نسبت به عملکرد پوششی مواد بیولوژیکی را به عنوان عملکرد خواص مکانیکی بنیادی آنها ارائه می دهد. یک فرض کلیدی در ساخت این نمودارهای انتخابی این است که تحمل سایش بر اساس اولین آسیب غیر قابل برگشت در نقطه تماس قرار دارد. نقشه ها با استفاده از داده های جامع از ادبیات تولید شده و شامل طیف گسترده ای از مواد، از مواد سنگین به مواد کاملا آلی می باشد. تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که تحمل مواد بیولوژیکی در برابر سایش بستگی به هندسه تماس دارد، که در نهایت با فشار محیطی و انتخابی ارتباط دارد. مقایسات با داده های تجربی از آزمایشات نانو انداختن نیز به منظور بررسی پیش بینی های ما کشیده شده است. با افزایش مقدار داده های موجود برای مواد بیولوژیکی، چالش انتخاب سیستم های مدل مناسب برای مهندسی مواد زیستی به شمار می رود. ما پیشنهاد می کنیم که این نقشه ها می توانند این انتخاب را با ارائه یک نظرسنجی از مواد بیولوژیکی که پیش بینی شده اند تا بهترین تحمل سایش را نشان دهند، که از اهمیت اساسی برای طیف وسیعی از برنامه های کاربردی، مانند ایمپلنت های ترمیم کننده و دستگاه های محافظ، پیش بینی می شود، هدایت می کند.