टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का लोचदार मापांक: प्रकृति और मानव की कला का अनुकरण-मशीन सामंजस्य

लोचदार मापांक किसी सामग्री की "कठोरता" का संकेतक है, अर्थात, तनाव के तहत कोई सामग्री कितनी आसानी से लोचदार विरूपण से गुजरती है। मानव कंप्यूटर इंटरेक्शन और बायोमैकेनिक्स में, अत्यधिक उच्च सामग्री कठोरता अक्सर विनाशकारी होती है।

सबसे विशिष्ट उदाहरण कृत्रिम अस्थि प्रत्यारोपण है। मानव कॉर्टिकल हड्डी का मापांक बहुत कम होता है, जबकि स्टेनलेस स्टील और कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्रधातुओं का मापांक अत्यंत उच्च होता है। इस "मुलायम के विरुद्ध कठोर" के परिणामस्वरूप तनाव से बचाव होता है: क्योंकि धातु बहुत कठोर होती है और सारा भार सहन कर लेती है, आसपास की हड्डी, तनाव झेलने में असमर्थ होती है, धीरे-धीरे शोष और पतित हो जाती है, जिससे अंततः प्रत्यारोपण ढीला हो जाता है। जबकि टाइटेनियम मिश्र धातुओं का लोचदार मापांक (लगभग 110 GPa) हड्डी की तुलना में अधिक है, यह वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली धातुओं में पहले से ही सबसे कम है, और नए - टाइटेनियम मिश्र धातुओं के विकास के माध्यम से इस मूल्य को और कम किया जा रहा है।

सटीक मशीनरी में, यह मध्यम मापांक समान रूप से मूल्यवान है।टाइटेनियम मिश्र धातुप्रभाव के अधीन भागों में बेहतर लोचदार कुशनिंग क्षमताएं होती हैं, जो कुछ गतिज ऊर्जा को अवशोषित करती हैं और भंगुर सामग्री की तरह सीधे फ्रैक्चर होने के बजाय इसे सुरक्षित रूप से जारी करती हैं। यह एक लचीले धनुष की तरह काम करता है, ताकत और लचीलेपन के बीच संतुलन बनाता है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं को चुनने का अनिवार्य रूप से मतलब ऐसी सामग्री को चुनना है जो अन्य प्रणालियों (चाहे जैविक जीव या सटीक मशीनरी) के साथ अधिक सामंजस्यपूर्ण रूप से सह-अस्तित्व में रह सके, "कठोरता बेमेल" के कारण होने वाली दीर्घकालिक संरचनात्मक क्षति को कम कर सके।