Il magnesio è ormai considerato un metallo industriale a pieno titolo nonostante, fino a pochi anni fa, rientrasse tra i metalli minori o, per dirla in termini più moderni, tra i metalli rari.
Tuttavia, al contrario di metalli come l’alluminio, il rame o l’acciaio è molto meno conosciuto, soprattutto per quanto riguarda le sue leghe, le loro proprietà, il ruolo del trattamento termico nel migliorarne le prestazioni e le loro applicazioni.
Cominciamo con il dire che una lega di magnesio è un materiale che si ottiene, in condizioni particolari, miscelando magnesio con altri metalli. Il magnesio è un metallo leggero e a bassa densità, ma se accoppiato con zirconio, alluminio, zinco o manganese, guadagna in forza, resistenza alla pressione e colabilità. Sono leghe utilizzate negli aerei, nelle automobili e costituiscono una buona parte dei materiali utilizzati per realizzare i MacBook di Apple.
Leghe biodegradabili per l’ingegneria tissutale
Tra tutte le leghe di magnesio esistenti, quelle biodegradabili hanno applicazioni nell’ingegneria ossea e negli stent. Sono usate nell’ingegneria tissutale (rigenerazione di tessuti del corpo umano) come impianti che non richiedono un secondo intervento chirurgico per la loro rimozione.
Come dice il nome, le leghe di magnesio biodegradabili sono facilmente degradabile in ambienti biologici (ma vengono corrose rapidamente), mentre non sono tossiche per il corpo umano, anzi… aiutano a stimolare la crescita ossea, con effetti antibatterici, antitumorali e antinfiammatori. Tutto questo con ottime proprietà meccaniche visto l’elevato rapporto resistenza/peso.
Fantastiche vero? Peccato però che anche queste leghe presentino alcuni svantaggi che ne limitano l’uso.
Il grosso problema della corrosione. Ma per fortuna ci sono i trattamenti termici
Innanzitutto, come accennato, sono altamente soggette a corrosione, a usura e sono scarse per quanto riguarda le azioni meccaniche di trazione. Inoltre, proprio per la loro elevata biocompatibilità sono soggette ad escrezione attraverso i fluidi corporei.
Ecco perciò che entra in gioco il trattamento termico per ottimizzare la loro funzionalità, di fatto il modo più efficace per migliorare le proprietà delle leghe di magnesio biodegradabili. Il vantaggio del trattamento termico è che non influisce su proprietà come la composizione chimica, la forma e la biodegradabilità, ma influisce solo sulla microstruttura del materiale. In pratica, il trattamento termico migliora le proprietà meccaniche e il comportamento alla corrosione.
Ad oggi esistono diverse metodologie per far raggiungere alle leghe di magnesio attraverso il trattamento termico le prestazioni desiderate e la rivista Metals and Materials Journal ne ha pubblicato da qualche anno una breve rassegna.
Ma se passiamo dagli aspetti metallurgici a quelli commerciali, è impossibile non vedere le opportunità e l’enorme potenziale delle leghe di magnesio biodegradabili. Secondo una recente ricerca di mercato condotta da Grand View Research, il mercato globale delle leghe di magnesio arriverà a 6,62 miliardi di dollari entro il 2027, con un tasso di crescita del 9,9% all’anno.
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