Katalízis nanokompozitokon = Catalysis on nanocomposites

Munkánk során az volt a célunk, hogy nanoszerkezetű hordozós fémkatalizátorokat állítsunk elő. Vizsgáltuk a hordozók előállítási és módosítási lehetőségeit, mint pl. szén nanocsövek, titanát nanoszerkezetek, „heterogenizált” nanocső katalizátorok stb. Vizsgáltuk a fém-hordozó kölcsönhatást. Kimutattuk pl. hogy a szén nanocsövek felületén kialakuló Pd nanorészecskék méretét nagyban befolyásolja a nanocsöveken lévő funkciós csoportok mennyisége, ill. a fém nanorészecskék reakcióba lépnek a szén hordozóval, mely reakció során a katalizátor szerkezete megváltozik, sőt a szerkezet teljesen össze is omolhat. Katalitikus teszteket végeztünk az előállított anyagainkon. Kimutattuk pl., hogy etilén hidrogénezésében a Pd és Pt pórusos nanorudak esetén a látszólagos aktiválási energiák 43,7±1,7, ill. 29,4±1,3 kJ/mol-nak adódtak, mely értékek jó egyezést mutatnak az irodalomban leírtakkal. Egy másik katalitikus példa a propén hidrogénezése az általunk tervezett „heterogenizált” szén nanocső alapú katalizátorokon. Ebben az esetben három különböző folyamatot figyeltünk meg. A látszólagos aktivitási energia a 27-31 °C-os tartományban 27,8±0,6 kJ/mol-nak, a 31-41 oC tartományban 12,0±0,2 kJ/mol-nak, míg ennél magasabb hőmérsékleteken (105 °C-ig) 4,8±0,2 kJ/mol-nak adódott. Összességében elmondhatjuk, hogy sikeresnek ítéljük a kutatásainkat, noha nemcsak hogy maradtak megválaszolatlan kérdések, de újak is felmerültek. | The aim of our work was to synthesize nanostructured supported metal catalysts. The possibilities of synthesizing and modifying catalyst supports e.g. carbon nanotubes, titanate nanostructures, “heterogenized” nanotube catalysts, etc. were investigated. Investigation of metal-support interactions was carried out as well. It was demonstrated, that the size of Pd nanoparticles formed on the surface of carbon nanotubes is greatly affected by the amount of surface functional groups; moreover, the metal nanoparticles react with the carbon support, which in turn will modify the structure of the catalyst. In some cases the structure of the support can even collapse entirely. Catalytic tests were performed on the prepared materials. It was revealed, that in ethylene hydrogenation reaction the apparent activation energies for Pd and Pt porous nanorods were found to be 43.7±1.7 and 29.4±1.3 kJ/mol, respectively, which results are in good agreement with data described in the literature. Another example for catalytic test reactions was the hydrogenation of propene on “heterogenized” carbon nanotubes designed in our lab. In this case three different reaction pathways were observed. The apparent activation energies were 27.8±0.6, 12.0±0.2 and 4.8±0.2 kJ/mol for temperature ranges of 27-30, 31-41 and 42-105 °C, respectively. It can be concluded, that our research can be deemed successfully, however some questions remained unanswered while new questions arose during our experiments

The Influence of Heat Treatment on the Mechanical Properties of 3D-Printed Cobalt-Chrome Alloy Used in Dental Laboratory Practice

The material used for manufacturing of dental implantation prostheses is cobalt-chromium alloy. The following study presents a new heat treatment technology for dental implantation prostheses. Specimens were created with the innovative technology of 3D printing. The brittleness of specimens subjected to heat treatment with parameters recommended by the manufacturer made it necessary for us to reconsider the heat-treating process. After changing given heat treatment processes, tensile and hardness tests were performed. From these tests, the optimal heat treatment process technology was chosen

Numerical Analysis of Additively Manufactured, Individual Titanium Implants Designed in a Virtual Environment

The aim of this study is the design, manufacture, and development of a metallic rehabilitation device (titanium frame structure) that is created with a printing process. Product design is inspired by the Computed Tomography (CT) based reconstruction method, during which a metallic frame structure is designed that perfectly fits the retrieved bone surface. The internal structure of the designed metallic frames is a statically analysed three-dimensional construct which makes it possible to create individual product types. Constructs with different structure are checked by finite element analysis. Our goal is to establish a standardised manufacturing process, in which specific mechanical stressing can be carried out and optimal product type chosen, depending on different cases. At the end of this study, our solution of choice is demonstrated with surgical pictures

Moderization of Cortically Supported Individual Implants

Digital product processing, 3D and finite element analysis techniques, modern, tissue-friendly im-plants with adequate surface treatment and proper screw-fixing make it possible for a good idea to successfully treat patients who do not have a sufficient amount of bone tissue for the implantation of conventional cylindrical-shaped dental implants. The duration of the surgical procedure of a complete, toothless jawbone becomes much shorter. Complicated measurements and risky techniques that re-quire substantial expertise become unnecessary. The implant can be placed precisely into position with a simple surgical procedure. Then, it can be fixed to the bone tissue with the help of pre-designed fixa-tion points. After this, only the professional closing of the wound has to be carried out. We have de-signed and manufactured a titanium cortical implant that is novel both in the view of chemical compo-sition and surgical procedure. The final connection shaping of the sleeve and abutment system of the personalized cortical-backup implants was designed with the help of finite element analysis methods after the healing process

A fogászatban használt kobalt-króm alapú vázszerkezetek additív és szubsztraktív együttes gyártása

A tanulmányban a fogtechnikai gyakorlatban használt korszerű 3D-s nyomtatás alkalmazását és a hozzá szükséges előállítási és megmunkálási folyamatot elemezzük. Vizsgáljuk a gyártott fémszerkezetek illeszkedését a használat függvényében, például ragasztott kivitelű konvencionális pótlások, illetve implantátumokra csavarozott rögzített pótlások esetében. Elemezzük a szükséges utómunkálatok hatását és az ezeket befolyásoló tényezőket, például homokszórást, hőkezelést és a forgácsoláshoz szükséges eszközöket, szerszámokat. A vizsgálat célja, hogy megfelelő gyártási folyamatot hozzunk létre az előállított vázszerkezettípusok szükséges és elégséges illeszkedési pontosságára

Additív gyártástechnológiával, virtuálisan tervezett egyéni implantátumok numerikus analízise

Tanulmány tárgya egy olyan fémből (titán) készült rehabilitációs eszköz (háló) tervezése, gyártása és fejlesztése, amelyet nyomatásos eljárással hozunk létre. A termék tervezése Computed Tomography (computertomográfia, CT) alapú rekonstrukciós módszeren alapszik, ahol a kinyert csontfelülethez pontosan illeszkedő fémhálót tervezünk. A megtervezett fémhálók belső szerkezete statikailag is méretezett, térdimenzionált struktúra, amely lehetővé teszi, hogy egyedi gyártmánytípusokat hozzunk létre. A különböző szerkezetű struktúrákat végeselem-analízis segítségével ellenőrizzük. Célunk, hogy egy standardizált gyártást hozzunk létre, ahol az esetektől függően, specifikusan méretezhetjük és választhatjuk ki az optimális gyártmánytípust. A tanulmány végén az általunk kiválasztott megoldást mutatjuk be műtéti képekkel

A fogtechnikai gyakorlatban használt 3D nyomtatott kobalt-króm ötvözet hőkezelésének befolyása a mechanikai tulajdonságokra

Az alkalmazott alapanyag a fogászati implantációs protézisek előállításához a kobalt-króm ötvözet. A tanulmányban a fogászati implantációs protézisek új hőkezelési technológiáját mutatjuk be. A mintákat az innovatív 3D nyomtatási technológiával készítettük el. A gyártó által megadott hőkezelési eljárással készített minták ridegsége tette szükségessé, hogy átgondoljuk a hőkezelés menetét. A kiválasztott hőkezelési eljárások változtatását követően szakítópróbákat és keménységméréseket végeztünk, melyek segítségével kiválasztottuk a számunkra megfelelő hőkezelési eljárást

Zárt és nyitott cellás szerkezeti formák vizsgálata végeselem-analízissel

A tanulmányban a négy legismertebb kristályrácstípus-felépítésnek megfelelően kialakított cellás szerkezetet vizsgáltuk végeselem-analízis segítségével. A testmodellben a cellás szerkezet kialakítása megfelel az egyszerű köbös, lapközepes köbös, térközepes köbös és a gyémántrács szerkezeti felépítésének. A jelenlegi implantátumfejlesztések egyre inkább nyitnak az additív gyártási eljárások felé, melyek előnye, hogy segítségükkel olyan szerkezeti formákat lehet létrehozni, amelyek növelhetik a beépített implantátumok biológiai stabilitását. Ilyen szerkezeti forma a csontszövetutánzó, trabekuláris szerkezetek, melyek lehetővé teszik a csontszövet behatolását az implantátum porózus részeibe. Kutatásunk célja, hogy olyan implantátumrendszert hozzunk létre, amely elősegíti az osszeointegráció folyamatát. A vizsgálatokat végeselem-módszerrel végeztük

Kortikális megtámasztású egyéni implantátum korszerűsítése

A digitális termékfeldolgozás, a 3D-s technikák és a végeselem analízis technikák előretörése, új, kor-szerű, szövetbarát alkalmazása a megfelelő felületkezeléssel és a primer stabilitást nyújtó csavaros rögzítéssel lehetővé teszik, hogy a jó ötlet sikert hozzon azon páciensek számára, akiknek nincs kellő csonttömege a hagyományos értelemben vett körszimmetrikus implantátumok beültetéséhez. Egy tel-jes fogatlan állcsont műtéti ellátásának ideje jelentősen lerövidül, nem kell bonyolult méréseket vé-gezni, vagy nagy tapasztalatot igénylő, kockázatos technikát alkalmazni, az implantátum egyszerű műtéti eljárással, pontosan a helyére illeszthető és az előre megtervezett csavarozási pontokon rögzít-hető a csontozathoz. Ezután már csak a seb szakszerű zárására van szükség. Az általunk megtervezett és gyártott titán kortikális implantátum újdonságértékű az anyagösszetétele valamint a műtéti eljárás tekintetében is. A gyógyulást követően a kortikális megtámasztású egyéni implantátumokhoz tervezett persely és abutment rendszer kapcsolódása végeselem analízis kísérletek következtében nyerte el a végső formáját