A numerical and experimental design of high entropy alloys for biomedical applications

Yeni bir tür çok bileşenli alaşım olan yüksek entropili alaşımlar sahip oldukları yüksek karışım entropisinden kaynaklanan üst düzey özelliklerden dolayı birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. Üstün mekanik ve korozyon özellikleri bu alaşımları biyomedikal uygulamalar için potansiyel aday yapan ana özelliklerden bazılarıdır. Bu çalışmada, yüksek entropili alaşımların biyouyumluluğunu geliştirmek için hem hesaplamalı hem de deneysel yöntemler uygulanmıştır. İstenilen özelliklere sahip bir yüksek entropili alaşım tasarlamak için makine öğrenmesi tekniği uygulanmıştır. Çok iyi biyouyumluluk özelliklerine sahip bir yüksek entropili alaşım tasarlamak için iki farklı gözetimsiz makine öğrenmesi tekniği kullanılmıştır. Bu alaşımların biyomedikal uygulamalarda kullanılabilmesi için gerekli olan karakteristik özellikler modeller için girdi olarak kullanılmıştır. Bu özellikler özellikle saf metallerin fiziksel, kimyasal, ve mekanik özellikleri olan sertlik ve hücre canlılık ölçümleridir. Ayrıca, yüksek entropili alaşımların anti bakteriyel özelliklerini geliştirmek için bu alaşımlar magnetron püskürtme yöntemi kullanılarak gümüş ile kaplanmıştır. İstenilen özelliklere sahip kaplamayı elde edebilmek için bazı deneysel parametreler değiştirilmiştir. Kaplama süresi uzatılarak, kaplamanın kalınlığı ve tanecik boyutunun artmasının anti bakteriyel özellikleri arttıracağı gösterilmiştir. Sonrasında, yapay kanda ön dört günlük süre sonunda kaplamaların iyon salınım miktarları ölçülmüştür. Ölçümler gümüş iyon salınımının kaplama kalınlığı ile arttığını ancak substrat elementlerinin salınımının değişmediğini göstermiştir. Son olarak, salınan gümüş iyonları ile anti bakteriyel süreç arasındaki doğrusal ilişki göz önünde bulundurulduğunda yüksek gümüş iyon salınımı daha iyi bir anti bakteriyel etkiye sebebiyet verebilir.