去年底，西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室主任李滌塵教授所領導的科研團隊項目“定制化功能仿生PEEK骨植入物增材制造技術及醫療應用”成為“廣東省重點領域研發計劃”入選項目之一。

作為國內研究PEEK材料的專家代表，李滌塵教簡單分析了國產材料的未來。

一、PEEK材料的優缺點及其應用

但PEEK材料也有它的不足之處：因為熔點過高（343°C），必須在非常高的溫度下進行處理；雖然有良好的耐腐蝕性，但也仍會受到鹵素和鈉的侵蝕，這限制了它在某些工業領域的應用。此外，它對紫外線抵抗力低（這可通過碳填充來獲取更好的紫外線穩定性）。

PEEK材料的不親水性，這一特性對于生物醫療應用來說不太友好——水無法粘附意味著細胞沒法在PEEK材料上貼附生長。如果要將它應用到生物醫療領域，需要對PEEK材料進行改性或表面改性，比如添加羥基磷灰石等有利于細胞生長的材料，使這些材料與PEEK材料很好地混合應用；也可以對PEEK材料的表面進行改性，使之親水性更好，便于細胞的貼附生長。李教授的團隊已經在一些動物身上進行了大量實驗，應用效果得到顯著的改善。但是，PEEK的不親水性對于某些不沾水的應用又好處多多，比如用于航空航天領域，不用擔心出現結冰的問題……

航空航天領域需要安全可靠的材料，PEEK材料即使是暴露在高溫和腐蝕性燃料中，也可以保持其出色的材料性能。因此，PEEK材料制備的零件在航空航天領域得以廣泛應用——外部零件可抗雨水粘附侵蝕；內部使用可降低火災的風險，有著出色的阻燃性及低煙無毒的優點。此外，還可降低整體重量及燃料成本等等。

在汽車領域，PEEK材料的抗疲勞性和耐化學性使之可用于汽車燃料管理系統，而它的輕量性與強度又使之能取代傳動、制動、空調系統中的金屬或鋁合金組件……既可降低汽車重量又可降低噪音，還是3D打印定制汽車零部件的首選材料——對于已經停產的汽車零部件來說，用PEEK材料來3D打印可節省原始部件90%的成本。

而在醫療領域，PEEK則提供了具有優異耐磨性、耐熱性、耐電性和耐化學性的經濟型創新部件。它在醫療保健領域的應用主要包括牙科器械、內窺鏡、透析器等，主要用于骨科。例如，在牙科醫學中，PEEK用于替換牙科注射器上的金屬手柄或用于根管銼的無菌盒。PEEK之所以適用于此，是因為該聚合物可承受高達3000次高壓釜滅菌循環，并在熱水、蒸汽、溶劑或化學品中保持優異的機械強度和水解穩定性……

為了擴大PEEK材料的應用范圍，還可以通過共混改性、共聚改性、復合增強改性、填實改性、納米改性及表面改性等手段，增強PEEK材料某些方面的性能。

談國產材料的未來

在李滌塵教授看來，我國工業應用上使用到的國產材料的性能、工藝越來越好，包括鋪粉的精度、空心率、成本控制等等優勢都在不斷提升。不過，由于我們現在所使用的材料體系，還是傳統的鑄造鍛壓的那一套材料體系，而這材料體系并不完全適合3D打印的要求，很多新材料仍然需要深入地去研發，尤其是結合工藝進行材料研究，不能與工藝與裝備脫鉤，解決好3D打印過程中的相變、收縮、致密度等相關問題，結合材料與工藝，從材料配方層面去重新認識、設計、研發，使我們的國產材料大幅度提升，這任重道遠，需要我國的科研人員的共同努力。

他指出，作為高校的研究團隊，所做的研究跟企業的不一樣，構不成競爭關系，研究團隊更多是做企業沒有力量或者說沒有心思去做的那些研究，然后給企業提供新的技術引領。而企業也需要跟研究機構充分配合，使得基礎研究盡快轉化為工程應用，這才是科研單位與企業未來的共同方向。