Influência da agitação no crescimento de nanotubos de TiO2 na superfície de discos de titânio comercialmente puro

As estratégias atuais no design de biomateriais incluem a alteração das propriedades da superfície do biomaterial para direcionar sistematicamente o comportamento celular. O titânio é o material mais prevalente para uso em implantes devido às suas propriedades mecânicas. Modificações na superfície de titânio podem otimizar a osseointegração de um implante modulando a resposta imunossupressora, acelerando o processo de cicatrização e reduzindo o tempo de tratamento. O crescimento de nanotubos de TiO2 através da anodização pode alterar as propriedades da superfície do titânio comercialmente puro, permitindo uma melhor resposta quando inserido no corpo humano. Objetivo do presente trabalho foi o crescimento de nanotubos de TiO2 na superfície de discos de titânio comercialmente puro e a redução do tempo de anodização, com agitação durante a oxidação anódica, tensão de 30V e eletrólito composto por 90-10% (v/v) de etilenoglicol-H2O e 1% NH4F (m/m). Para determinar a melhor intensidade de agitação foi estabelecido um tempo de 20 minutos. A classificação da intensidade da agitação foi feita pelo método de observação, classificada como fraca, moderada e vigorosa. Para determinar o melhor tempo de oxidação anódica, foi estabelecida intensidade de agitação moderada. O tempo de anodização deve permitir que a estrutura se reorganize e aumente o grau de autoorganização, assim, foram estabelecidos tempos de 20, 30 e 40 minutos. Em seguida, as amostras foram submetidas à calcinação em forno mufla EDG com taxa de aquecimento de 5ºC/minuto, mantida por 1 hora a 450ºC. A morfologia da superfície foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), ângulo de contato e difração de raios X (DRX).Palavras-chave: Agitação. Anodização. Biomateriais. Titânio.

Corrosion resistance enhancement of SAE 1020 steel after Chromium implantation by nitrogen ion recoil

SAE 1020 construction steel is widely used as mortar reinforcement and small machine parts, but aside good surface properties as high ductility, hardness and wear resistance, its surface is prone to severe corrosion. As it is known, Chromium in amount over 12%-13% in the Fe alloys renders them resistance to several corrosive attacks. SAE 1020 samples were recovered with Chromium film and then bombarded either by nitrogen Ion Beam (IB) or Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) to recoil implant Cr atoms in the Fe matrix. Samples treated by 100 keV N+ IB showed irregular, thin Cr profile, remaining a part of the film on the surface, to about 10 nm. Samples treated by 40 kV N PIII presented Cr layer of about 18% at., ranging to around 90 nm. Cr of the film was implanted in the Fe matrix in an almost flat profile. Results of corrosion test showed good performance of the PIII treated sample. The IB treated sample showed some enhancement over the non-treated reference and the only Cr film deposited sample showed no modification on the corrosion behavior as compared to the non-treated reference sample.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Obtaining of Nanoapatite in Ti-7.5Mo Surface After Nanotube Growth

Titanium and their alloys have been used for biomedical applications due their excellent mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibility. However, they are considered bioinerts materials because when they are inserted into the human body they are cannot form a chemical bond with bone. In several studies, the authors have attempted to modify their characteristic with treatments that changes the material surface. The purpose of this work was to evaluate obtaining of nanoapatite after growing of the nanotubes in surface of Ti-7.5Mo alloy. Alloy was obtained from c.p. titanium and molibdenium by using an arc-melting furnace. Ingots were submitted to heat treatment and they were cold worked by swaging. Nanotubes were processed using anodic oxidation of alloy in electrolyte solution. Surfaces were investigated using scanning electron microscope (SEM), FEG-SEM and thin-film x-ray diffraction. The results indicate that nanoapatite coating could form on surface of Ti-7.5Mo experimental alloy after nanotubes growth

Growth of calcium phosphate coating on Ti-7.5Mo alloy after anodic oxidation

Titanium and its alloys are widely used as biomaterials due to their mechanical, chemical and biological properties. To enhance the biocompatibility of titanium alloys, various surface treatments have been proposed. In particular, the formation of titanium oxide nanotubes layers has been extensively examined. Among the various materials for implants, calcium phosphates and hydroxyapatite are widely used clinically. In this work, titanium nanotubes were fabricated on the surface of Ti-7.5Mo alloy by anodization. The samples were anodized for 20 V in an electrolyte containing glycerol in combination with ammonium fluoride (NH4F, 0.25%), and the anodization time was 24 h. After being anodized, specimens were heat treated at 450 °C and 600°C for 1 h to crystallize the amorphous TiO2 nanotubes and then treated with NaOH solution to make them bioactive, to induce growth of calcium phosphate in a simulated body fluid. Surface morphology and coating chemistry were obtained respectively using, field-emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), AFM and X-ray diffraction (XRD). It was shown that the presence of titanium nanotubes induces the growth of a sodium titanate nanolayer. During the subsequent invitro immersion in a simulated body fluid, the sodium titanate nanolayer induced the nucleation and growth of nano-dimensioned calcium phosphate. It was possible to observe the formation of TiO2 nanotubes on the surface of Ti-7.5Mo. Calcium phosphate coating was greater in the samples with larger nanotube diameter. These findings represent a simple surface treatment for Ti-7.5Mo alloy that has high potential for biomedical applications. © (2013) Trans Tech Publications, Switzerland

Um curso de química com enfoque na contextualização e interdisciplinaridade para professores do ensino básico

Este trabalho relata o oferecimento de um curso de curta duração (34 horas) aos professores da rede pública que atuam nas escolas da região de Guaratinguetá – SP. O curso, presencial, foi realizado em seis encontros, aos sábados, entre 04 de agosto a 22 de setembro de 2012, nas dependências da UNESP – Campus de Guaratinguetá. O conteúdo do curso foi relacionado ao tema Energia e Meio Ambiente, sob o olhar da Química. Cada encontro contemplou uma apresentação teórica sobre o assunto abordado, propostas para a realização de atividades experimentais (enfatizando o uso de materiais de fácil aquisição e grau de periculosidade mínimo), realização dos experimentos por grupos de dois ou três professores-participantes e discussão das atividades realizadas. Além disso, os professores participantes utilizaram a metodologia “Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP)” para desenvolvimento de um projeto de ensino junto a seus alunos, que foi apresentado no último encontro para o grupo de professores-participantes e docentes responsáveis pelo oferecimento do curso. O curso foi bem recebido pelos professores participantes e, mesmo com a diversidade na formação profissional (Química, Engenharia Química, Biologia, Ciências Biológica e Física-Licenciatura), observou-se um grande interesse dos participantes revelado pelos questionamentos sobre a teoria e a realização dos experimentos. Foi também uma oportunidade de aproximação entre educadores do Ensino Básico e a Universidade

Efeito do nitrato e nitrito na corrosão das ligas de alumínio 2024 e 7050 em soluções de NaCl

The 2024-T3 and 7050-T7 aluminium alloys electrochemical behavior has been studied in NaCl 5% neutral solutions and 0,1M concentration containing NO 3 - or NO 2 -. The current job supports corrosion research on aluminium alloys used in aeronautic industry. Open circuit potential, polarisation curves and electrochemical impedance spectroscopy techniques have been used. In chloride solutions, alloys corrosion takes place through a pitting mechanism. Added anions to aerated solutions do not possess inhibition effect. In deaerated solutions, nitrite has diminished anodic dissolution rate, probably by incorporating this anion in the oxide and/or hydroxide film

Um estudo sobre a corrosão aquosa de ligas de alumínio 7xxx submetidas a diferentes tratamentos térmicos

This job aim has been to study the aqueous corrosion of the 7xxx heattreatable aluminium alloys, used in the aeronautical industry. The 7010, 7050 and 7475 alloys, have been supplied in the T7 condition and submitted to the annealed and aging thermal treatments of in order to study their behaviours front to corrosion in 5% NaCl pH 6,0, air-saturated and deaerated solutions. The electrochemical study has been accomplished through potential measures in open circuit, potentiodynamic polarisation curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The aged alloy resulted to be the most resistant to corrosion and annealed the less resistant ones. In spite of it they have different chemical compositions, in each mean, the alloy with the same thermal treatment has behaved in a similar way. In aerated solution, the process is controlled by oxygen diffusion and in oxygen absence for dissolution through a film. Hardness and mass loss measures, after corrosion test, have supported this research

Wettability behavior of nanotubular TiO2 intended for biomedical applications

Nanotubes have been subject of studies with regard to their ability to promote differentiation of several cells lines. Nanotubes have been used to increase the roughness of the implant surfaces and to improve bone tissue integration on dental implant. In this study TiO2 nanotube layer prepared by anodic oxidation was evaluated. Nanotube formation was carried out using Glycerol-H2O DI(50-50 v/v)+NH4F(0,5 a 1,5% and 10-30V) for 1-3 hours at 37ºC. After nanostructure formation the topography of surface was observed using field-emission-scanning-microscope (FE-SEM). Contact angle was evaluated on the anodized and non-anodized surfaces using a water contact angle goniometer in sessile drop mode with 5 μL drops. In the case of nanotube formation and no treatment surface were presented 39,1° and 75,9°, respectively. The contact angle describing the wettability of the surface is enhanced, more hydrophilic, on the nanotube surfaces, which can be advantageous for enhancing protein adsorption and cell adhesion.Los nanotubos se han estudiado con respecto a su capacidad para promover la diferenciación de diversos linajes de células. Los nanotubos se han utilizado para aumentar la rugosidad de la superficie de los implantes y mejorar la integración del tejido óseo. En este estudio, TiO2 nanotubos se preparó por oxidación anódica. Los nanotubos fueron formados utilizando glicerol-DI H2O (50/50 v / v) + NH4F (0,5 a 1,5%, y 10-30) durante 1-3 horas a 37 ° C. La topografía de la superficie se evaluó en cuanto a la cantidad, el diámetro y la altura de los nanotubos cultivadas por microscopio electrónico de barrido (SEM) de alta resolución (FEG-SEM). La humectabilidad se evaluó midiendo el ángulo de contacto obtenido en la superficie usando goniómetro 300-F1 (Ramé-Hard Inst.Co) en el modo de la gota sésil con 5 gotas / microlitro. Los resultados mostraron valores medios de 39,1 ° a la superficie cubierta por nanotubos y 75,9 ° en la superficie no anodizado (control). El ángulo de contacto que describe la capacidad de amortiguación de la superficie se incrementó en las superficies de los nanotubos. La mayor hidrofilicidad puede resultar más ventajoso para mejorar la adsorción de proteínas y la adhesión celular.Nanotubos têm sido objeto de estudos no que se refere à sua capacidade de promover a diferenciação de várias linhagens celulares. Nanotubos têm sido utilizados para aumentar a rugosidade da superfície dos implantes e melhorar a integração do tecido ósseo. Neste estudo foi avaliada camada de TiO2 de nanotubos preparada por oxidação anódica. Nanotubos foram formados utilizando glicerol-H2O DI (50-50 v / v) + NH 4 F (0,5 a 1,5% e 10- 30) durante 1-3 horas a 37ºC. A topografia da superfície foi avaliada quanto à quantidade, diâmetro e altura dos nanotubos crescidos por meio de Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) de alta resolução (FEG-SEM). A molhabilidade foi avaliada por meio da mensuração do ângulo de contato obtido na superfície utilizando-se Goniômetro 300-F1 (Ramé-Hard Inst.Co) no modo de gota séssil com 5 gotas/microlitro. Resultados apontaram valores médios de 39,1 ° para superfície recoberta por nanotubos e 75,9° para superfície não-anodizada (controle). O ângulo de contato que descreve a capacidade de umedecimento da superfície mostrou-se aumentado sobre as superfícies de nanotubos. A maior hidrofilicidade pode se mostrar mais vantajosa para melhorar a adsorção de proteínas e adesão celular

Growth of Calcium Phosphate Using Chemically Treated Titanium Oxide Nanotubes

Many materials with different surfaces have been developed for dental and orthopedics implants. Among the various materials for implants, titanium and bioactive ones such as calcium phosphates and hydroxyapatite, are widely used clinically. When these materials are inserted into bone several biological reactions occur. Thes processes can be associated with surface properties (topography, roughness and surface energy). In this work, ingots were obtained from titanium and molybdenum by using an arc-melting furnace. They were submitted to heat treatment at 1100 C for one hour, cooled in water and cold worked by swaging. Titanium nanotubes were fabricated on the surface of Ti-7,5Mo alloy by anodization, and then treated with NaOH solution to make them bioactive, to induce growth of calcium phosphate in a simulated body fluid. . It is shown that the presence of titanium nanotubes induces the growth of a sodium titanate nanolayer. During the subsequent in-vitro immersion in a simulated body fluid, the sodium titanate nanolayer induced the nucleation and growth of nano-dimensioned calcium phosphate. These titanium nanotubes can be useful as a well-adhered bioactive surface layer on Ti implant metals for orthopedic and dental implants.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP