Módulo elástico de titânio e ligas de titânio: simulando a arte da natureza e a harmonia homem-máquina

O módulo de elasticidade é um indicador da “rigidez” de um material, ou seja, a facilidade com que um material sofre deformação elástica sob tensão. Na interação humano-computador e na biomecânica, a rigidez excessivamente alta do material costuma ser desastrosa.

O exemplo mais típico são os implantes ósseos artificiais. O osso cortical humano tem um módulo muito baixo, enquanto o aço inoxidável e as ligas de cobalto-cromo têm módulos extremamente altos. Este resultado "duro contra macio" resulta em proteção contra tensões: como o metal é muito duro e suporta toda a carga, o osso circundante, incapaz de suportar o estresse, gradualmente atrofia e degenera, levando ao afrouxamento do implante. Embora o módulo de elasticidade das ligas de titânio (aproximadamente 110 GPa) seja superior ao do osso, já é o mais baixo entre os metais atualmente amplamente utilizados, e este valor está sendo ainda mais reduzido através do desenvolvimento de novas ligas de -titânio.

Em máquinas de precisão, este módulo moderado é igualmente valioso.Liga de titânioas peças têm melhores capacidades de amortecimento elástico quando submetidas ao impacto, absorvendo alguma energia cinética e liberando-a com segurança, em vez de fraturarem diretamente como materiais frágeis. Atua como um arco resiliente, encontrando um equilíbrio entre força e flexibilidade. Escolher ligas de titânio significa essencialmente escolher um material que possa coexistir mais harmoniosamente com outros sistemas (sejam organismos biológicos ou máquinas de precisão), reduzindo-danos estruturais de longo prazo causados ​​por "incompatibilidade de rigidez".