A New View of a:C-H-coated Ti-6Al-4V Alloy to be Used as Orthopedic Implants: Influence of Surface Free-energy of Interaction on the Biological Responses

In a previous published work, the Ti-6Al-4V alloy were functionalized by using plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) process in order to obtain hydrogenated amorphous carbon (a:C-H) on the biomaterial's surface. At the time, we noticed the functionalized surface contributed to the advance of using Ti-6Al-4V in biomedical implants applications as well as in the adding of intrinsic properties as demonstrated by electrochemical and biological assays. Here, we present new view of a-C:H-coated Ti-6Al-4V alloy, considering the influence of surface free-energy of interaction and understanding how the surface influences the biological response using pre-osteoblastic cells (MC3T3-61). Our results demonstrate, the Ti-6Al-4V containing a:C-H film has less negative value of surface free-energy when compared to the bare material (-22.156 mJ m-2 vs. -60.046 mJ m-2), suggesting a tendency toward to a less hydrophobic surface which is extremely important to reduce the inflammatory process, common in orthopedic implants. DOI: http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v13i3.162

Synthesis and application of metallic iron nanoparticles on the 4-Chorophenol degradation / Síntese e aplicação de nanopartículas de ferro metálico na degradação do 4-clorofenol

Os herbicidas são uma classe importante de agroquímicos usados para o controle de plantas daninhas. Os herbicidas organoclorados apresentam alta toxicidade e persistência ambiental, aumentando o risco de contaminação do solo e da água. Os clorofenóis e seus derivados são contaminantes tóxicos do meio ambiente oriundos da degradação de agroquímicos. Nanopartículas de ferro metálico (Fe-NPs) têm sido utilizadas para a remoção e degradação de uma variedade de poluentes orgânicos, incluindo herbicidas e compostos organoclorados. O objetivo deste trabalho foi estudar a síntese de Fe-NPs e sua aplicação na degradação do 4-clorofenol (4-CP). Fe-NPs com tamanho médio de 113 nm compostas pela fase ?-Fe foram obtidas através da redução de borohidreto. As Fe-NPs foram misturadas com 500 ?M de 4-CP em vários valores de pH. A degradação do 4-CP foi confirmada pelo monitoramento da banda de absorção em 298 nm. Além disso, a produção de fenol foi seguida pela reação com monocloramina que produz uma solução de cor azul com absorção máxima a 680 nm. A diminuição da absorbância em 298 nm sugere degradação do 4-CP

Use of graphene as an additive to improve the mechanical properties of gypsum plaster

This work aimed to investigate the effects of graphene nanoparticles on the mechanical and morphological properties of gypsum plaster paste. In order to do so, samples of pure gypsum plaster paste with multilayer graphene were produced. These samples were prepared with a water/plaster factor (w/p) of approximately 0.5 with different graphene dosages. The mechanical analysis results showed that the graphene dosage of 0.02% increased the compressive and tensile strength values in the order of 120%. The increase in these properties is most likely due to the heat dissipation promoted by graphene, the greater production of crystalline nuclei and the reactivity of graphene with Ca2+ ions. Regarding the plaster setting times, a reduction in the values was observed for most samples, indicating an increase in the production of crystalline nuclei. FTIR analyzes indicate that there were no changes in terms of chemical properties

Photocatalytic performance of textiles coated with TiO2-RGO system for degradation of crude petroleum under similar solar irradiation

The pollution caused by oil and its toxic derivatives presents a considerable risk to the public health and the environment. Here, we studied the influence of TiO2 nanoparticles immobilized on three types of textiles materials (Cotton, Entretela and PLA) coated with reduced graphene oxide (RGO) to be used for degradation of crude petroleum under simulated solar irradiation. The morphological studies of the functionalized textiles substrates were performed by using Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, which indicated an excellent dispersion and adhesion of nanoparticles on the textile fibres covered with RGO. Ultraviolet–visible Diffuse Reflectance spectra suggests a reduction in the band gap energy of TiO2 due to the presence of RGO. The excitation/emission Synchronized Fluorescence and Fourier transform Infrared spectroscopies demonstrated that the functionalized textiles substrates exhibit a great potential for photocatalytic degradation of organic compounds with high prospects in petroleum and wastewater treatment areas

Study behaviour of corrosion and corrosion fatigue in high strength Al and Al - Li alloys for aeronautic application

A indústria aeronáutica está constantemente à procura de materiais que ofereçam benefícios em termos de redução de peso, desempenho e custo. Corrosão e fadiga em ligas de alumínio são questões importantes na avaliação da vida útil em estruturas de aeronaves e na gestão de frotas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de corrosão e corrosão-fadiga nas ligas 2198-T851 e 7081-T73511, que são promissoras substitutas das ligas 2524-T3 e 7050-T7451 normalmente utilizada pela indústria aeronáutica. As técnicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica, polarização potenciodinâmica em eletrodo cilíndrico rotatório, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), eletrodo vibratório de alta resolução (SVET) e mapeamento de potencial (SKP) foram utilizadas para esclarecer e quantificar os mecanismos de corrosão destas ligas de alumínio. Os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga foram realizados com uma razão de carga (R) de 0,1 e frequência de 15 Hz em ar e 0,1 Hz em meio de névoa salina. As amostras, antes e após os testes de corrosão e corrosão-fadiga foram analisadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características localizadas das quatro ligas estão essencialmente relacionadas com a existência de compostos intermetálicos que, devido à sua natureza diferente, podem ser catódicos ou anódicos em relação à matriz de alumínio. Os resultados de corrosão-fadiga mostraram uma ligeira redução no limite de fadiga para as ligas da série 2XXX e 7XXX. Essa redução pode ser atribuída à formação de cavidades de corrosão (pites). Considerando o estágio de propagação de trinca, o ambiente salino aumentou a taxa de crescimento de trinca para um mesmo intervalo de fator de intensidade de tensão.The aircraft industry is constantly looking for improved materials which offer benefits in terms of performance, weight and cost savings. Corrosion and fatigue of aluminium alloys are major issues in the service life assessment of aircraft structures and in the management of aging air fleets. The aim of this study was to evaluate the corrosion and corrosion fatigue processes of 2198-T851 and 7081-T73511 aluminium alloys, which are promising substitutes for the base line 2524-T3 and 7050-T7451 aluminium alloys normally used in aircraft fabrication. Open circuit potential monitoring (OCP), potentiodynamic polarization, potentiodynamic polarization in rotating cylindrical electrode, eletrochemical impedance spectroscopy (EIS), Scanning vibrating electrode technique (SVET) and Scanning Kelvin Probe (SKP) techniques have been used to clarify and quantify the corrosion mechanisms of these Al alloys. Fatigue and corrosion fatigue tests were carried out an applied stress ratio (R) of 0.1, 15 Hz frequency for air and 0.1 Hz frequency for salt spray using a sinusoidal wave form in all cases. The specimens, before and after corrosion and corrosion-fatigue testing were analyzed using scanning electron microscope (SEM). The localised features of all the four alloys are essentially related to the existence of intermetallics that, due to their different nature, may be cathodic or anodic sites in relation to the Al matrix. SEM and EDS analysis allowed to identify the intermetallics that are more active in determining the corrosion behavior of the specimens. The fatigue corrosion results show a slightly reduction in the fatigue life limit by chloride environment for the 2XXX and 7XXX aluminium alloys in each aged condition might be partially attributed to the formation of corrosion pits. Considering the crack propagation stage, the saline environment increased the fatigue crack growth rate for the same range of stress intensity factor

Study behaviour of corrosion and corrosion fatigue in high strength Al and Al - Li alloys for aeronautic application

A indústria aeronáutica está constantemente à procura de materiais que ofereçam benefícios em termos de redução de peso, desempenho e custo. Corrosão e fadiga em ligas de alumínio são questões importantes na avaliação da vida útil em estruturas de aeronaves e na gestão de frotas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de corrosão e corrosão-fadiga nas ligas 2198-T851 e 7081-T73511, que são promissoras substitutas das ligas 2524-T3 e 7050-T7451 normalmente utilizada pela indústria aeronáutica. As técnicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica, polarização potenciodinâmica em eletrodo cilíndrico rotatório, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), eletrodo vibratório de alta resolução (SVET) e mapeamento de potencial (SKP) foram utilizadas para esclarecer e quantificar os mecanismos de corrosão destas ligas de alumínio. Os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga foram realizados com uma razão de carga (R) de 0,1 e frequência de 15 Hz em ar e 0,1 Hz em meio de névoa salina. As amostras, antes e após os testes de corrosão e corrosão-fadiga foram analisadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características localizadas das quatro ligas estão essencialmente relacionadas com a existência de compostos intermetálicos que, devido à sua natureza diferente, podem ser catódicos ou anódicos em relação à matriz de alumínio. Os resultados de corrosão-fadiga mostraram uma ligeira redução no limite de fadiga para as ligas da série 2XXX e 7XXX. Essa redução pode ser atribuída à formação de cavidades de corrosão (pites). Considerando o estágio de propagação de trinca, o ambiente salino aumentou a taxa de crescimento de trinca para um mesmo intervalo de fator de intensidade de tensão.The aircraft industry is constantly looking for improved materials which offer benefits in terms of performance, weight and cost savings. Corrosion and fatigue of aluminium alloys are major issues in the service life assessment of aircraft structures and in the management of aging air fleets. The aim of this study was to evaluate the corrosion and corrosion fatigue processes of 2198-T851 and 7081-T73511 aluminium alloys, which are promising substitutes for the base line 2524-T3 and 7050-T7451 aluminium alloys normally used in aircraft fabrication. Open circuit potential monitoring (OCP), potentiodynamic polarization, potentiodynamic polarization in rotating cylindrical electrode, eletrochemical impedance spectroscopy (EIS), Scanning vibrating electrode technique (SVET) and Scanning Kelvin Probe (SKP) techniques have been used to clarify and quantify the corrosion mechanisms of these Al alloys. Fatigue and corrosion fatigue tests were carried out an applied stress ratio (R) of 0.1, 15 Hz frequency for air and 0.1 Hz frequency for salt spray using a sinusoidal wave form in all cases. The specimens, before and after corrosion and corrosion-fatigue testing were analyzed using scanning electron microscope (SEM). The localised features of all the four alloys are essentially related to the existence of intermetallics that, due to their different nature, may be cathodic or anodic sites in relation to the Al matrix. SEM and EDS analysis allowed to identify the intermetallics that are more active in determining the corrosion behavior of the specimens. The fatigue corrosion results show a slightly reduction in the fatigue life limit by chloride environment for the 2XXX and 7XXX aluminium alloys in each aged condition might be partially attributed to the formation of corrosion pits. Considering the crack propagation stage, the saline environment increased the fatigue crack growth rate for the same range of stress intensity factor