Ingeniero Civil Químico / En los últimos años, los materiales con propiedades antimicrobianas han generado gran interés, ya sea para su uso en envasado de alimentos o insumos médicos. Mediante nanocompuestos que incorporen la fase anatasa del dióxido de titanio (TiO2), es posible conseguir un notable efecto biocida sobre una gran cantidad de microbios. Ante la presencia de luz UV en la superficie del TiO2 se producen reacciones de tipo redox que generan radicales que pueden oxidar compuestos o células absorbidas, los que destruyen una amplia gama de microorganismos. En este contexto se decidió estudiar la preparación de nanocompuestos con TiO2 mediante polimerización in-situ. El objetivo del trabajo es preparar nanocompuestos de Polietileno-co-octadeceno con TiO2 y estudiar sus principales propiedades térmicas y mecánicas. Para ello, se prepararon nanocompuestos con 3 distintas matrices orgánicas, variando el contenido de octadeceno alimentado al reactor durante la polimerización: 0 [mol/L], 0,0625 [mol/L] y 0,375 [mol/L]. Las nanopartículas utilizadas fueron: nanoesferas de TiO2, nanoesferas de TiO2 modificadas con Hexadecil trimetoxisilano y nanotubos de TiO2. Las nanopartículas fueron previamente caracterizadas mediante TEM, DRX y EDX. Se registró un aumento en la actividad catalítica con el incremento de octadeceno en el polímero, tendencia que se mantuvo en los nanocompuestos alcanzando actividades de hasta 11000 Kg mol-1 bar-1 hr-1, que se explica por el efecto comonómero. Sin embargo, al comparar un copolímero con un nanocompuesto con la misma fase orgánica no se observaron cambios importantes, a excepción de los nanotubos, donde las actividades presentaron un drástico descenso, con valores entre los 450 y 3000 Kg mol-1 bar-1 hr-1. Se encontró que para cargas de nanopartículas de TiO2 de 3% y 5%, en la matriz de Polietileno, no se presentan mayores cambios en las propiedades mecánicas del material (módulo elástico, límite de fluencia, elongación en ruptura). En los nanocompuestos con la matriz con baja alimentación de octadeceno se observó una disminución en estas propiedades en comparación al copolímero. Para los nanocompuestos con la mayor alimentación de octadeceno, en cambio, se observó una mejora en las propiedades mecánicas. En particular, en presencia de nanoesferas el módulo elástico aumentó hasta un 400%, alcanzando valores por sobre los 40 MPa, frente al módulo de 11 MPa del copolímero. En conclusión, los resultados obtenidos presentan a los nanocompuestos de etileno-octadeceno con TiO2 como un material versátil, con potencial para combatir la presencia de microorganismos en diversas aplicaciones. Conociendo las principales propiedades mecánicas estos nanocompuestos, se puede continuar la investigación de ellos para una posible utilización en envasado para la industria alimentaria o medicina. El siguiente paso en esta investigación, por lo tanto, consiste en comprobar las propiedades bactericidas del nuevo material producido, y estudiar su permeabilidad frente a gases.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Química / En las últimas décadas, el dióxido de Titanio (TiO2) se ha convertido en uno de los materiales más estudiados por la comunidad científica, debido a sus propiedades físicas y químicas, que hacen de este material un semiconductor con potencial aplicación en catálisis que involucran reacciones fotoquímicas. A nuestro conocimiento, una de las aplicaciones prácticas promisorias en la descomposición de compuestos orgánicos o tinturas contaminantes tales como azul de metileno, es utilizar a este semiconductor como material fotoactivo en estado sólido para remediar aguas contaminadas. El propósito del siguiente trabajo de investigación es sintetizar materiales nanoestructurados de TiO2 a partir de un método en estado sólido, usando como precursores, complejos macromoleculares de tipo (Cp2TiCl2)•(Quitosano) (I), (Cp2TiCl2)•(PS-co-4-PVP) (II), (TiOSO4)•(Quitosano) (III), (TiOSO4)•(PS-co-4-PVP) (IV), (TiO(acac)2)•(Quitosano) (V), y (TiO(acac)2)•(PS-co-4-PVP) (VI). Estos complejos macromoleculares, se forman por reacción del compuesto de titanio con un polímero que actúa como molde/estabilizante en diclorometano (CH2Cl2), los cuales se caracterizaran por Espectroscopia Infrarroja (IR), Espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear en estado sólido de Carbono 13 (RMN-13C), Espectroscopia UV-Visible (UV-Vis), Análisis Termogravimétrico (TGA/DTA) y Espectroscopia Raman. La pirólisis de estos precursores a diferentes temperaturas 500 °C, 600 °C, 700 °C y 800 °C conduce a la formación de TiO2 nanoestructurado con una única fase cristalina, ya sea anatasa o rutilo, no obstante, hay casos en que se obtiene una mezcla de ellas. Las nanoestructuras de TiO2 fueron caracterizadas por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM), para determinar la morfología y tamaño promedio que es obtenido a partir de este método de síntesis, estableciendo el importante rol que desempeña la naturaleza del precursor. Las nanoestructuras de TiO2 obtenidas poseen diferentes morfologías, como por ejemplo; superficies porosas con forma de microfibras, superficies granulares y estructuras laminares. En esta diversidad de formas, destacan las microfibras formadas por nanopartículas de TiO2 fusionadas, con diámetros promedios que alcanzan, en uno de los sistemas los 7 nm. La morfología, fase cristalina y tamaño de estas nanoestructuras de TiO2 son los principales factores que determinan el desempeño fotocatalítico, por lo tanto, uno de los objetos de estudio que abordó este trabajo de investigación, fue el orden de importancia que tiene cada uno de estos factores en la actividad fotocatalítica de TiO2. Logrando correlacionar su influencia siguiendo el orden morfología > tamaño > fase cristalina. Para llevar a cabo este estudio, se evalúan los veinticuatro materiales bajo iluminación UV-Vis, para cuantificar el grado de decoloración de azul de metileno en una solución acuosa. El material funcional que muestra una mayor eficiencia fotocatalítica, son las nanopartículas de TiO2 con fase anatasa, obtenido del precursor (TiOSO4)•(Quitosano) (III) pirolizado a 800 °C, logrando degradar un 87 % en tan solo 25 minutos, logrando alcanzar un mejor desempeño que el material más utilizado a nivel comercial (Degussa P25) / In recent decades, Titanium dioxide (TiO2) has become one of the most studied materials by the scientific community, due to its physical and chemical properties, which make this material a potential catalyst for use in catalysis photochemical reactions. To our knowledge, one of the promising practical applications in the decomposition of organic compounds or polluting dye such as methylene blue is the use of this semiconductor as a solid state photoactive material to remediate contaminated water. The purpose of the next research is to synthesize nanostructured TiO2 materials from a solid-state method, using as precursors, (Cp2TiCl2)•(Chitosan) (I), (Cp2TiCl2)•(PS-co-4-PVP) (II), (TiOSO4)•(Chitosan) (III), (TiOSO4)•(PS-co-4-PVP) (IV), (TiO(acac)2)•(Chitosan) (V), y (TiO(acac)2)•(PS-co-4-PVP) (VI). These macromolecular complexes are formed by reaction of the titanium compound with a polymer which acts as a template/stabilizer in dichloromethane (CH2Cl2), which will be characterized by Infrared Spectroscopy (IR), solid state Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Carbon 13 (RMN-13C), UV-Visible Spectroscopy (UV-Vis), Thermogravimetric Analysis (TGA / DTA) and Raman Spectroscopy. The pyrolysis of these precursors at different temperatures at 500 ° C, 600 ° C, 700 ° C and 800 ° C leads to the formation of nanostructured TiO2 with a single crystalline phase, either anatase or rutile, however, there are cases in which gets a mixture of them. The TiO2 nanostructures were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electron Transmission Electron Microscopy (TEM), to determine the morphology and average size that is obtained from this method of synthesis, establishing the important role played by the nature of the precursor. The obtained TiO2 nanostructures have different morphologies, for example; Porous surfaces in the form of microfibers, granular surfaces and laminar structures. In this diversity of forms, the microfibers formed by fused TiO2 nanoparticles stand out, with average diameters reaching 7 nm in one of the systems. The morphology, crystalline phase and size of these TiO2 nanostructures are the main factors that determine the photocatalytic performance, therefore, one of the objects of study that addressed this research work was the order of importance that each of these factors in the photocatalytic activity of TiO2. In order to correlate its influence following the order morphology > size > crystalline phase. To carry out this study, the twenty-four materials under UV-Vis illumination are evaluated to quantify the degree of methylene blue discoloration in an aqueous solution. The functional material that shows a higher photocatalytic efficiency, are the nanoparticles of TiO2 with anatase phase, obtained from the precursor (TiOSO4)•(Chitosan) (III) pyrolyzed at 800 ° C, degrading 87% in just 25 minutes, achieving a better performance than the commercially used material (Degussa P25)

A condição passiva da adaptação das próteses implanto-suportadas é um requisito básico para o sucesso do tratamento. O objetivo deste estudo foi avaliar a adaptação da interface intermediário/componentes protéticos (cilindros), fundidos, em titânio e cobalto-cromo, em monobloco e após a realização da soldagem a laser. Foram utilizados 30 cilindros torneados em plástico e 15 barras cilíndricas para a interligação dos componentes protéticos (cilindros). Cada corpo de prova apresentava três componentes protéticos unidos entre si. Um total de 10 corpos de prova foram realizados, sendo que destes, 5 foram fundidos em titânio e os outros 5 fundidos em liga de cobalto-cromo. As análises e mensurações das interfaces foram feitas antes e após a soldagem a laser, com a utilização de um microscópio comparador. Os resultados mostraram que as estruturas fundidas em monobloco (peça única) apresentaram uma maior interface (desajuste médio de 26,164µm) que as mesmas após a soldagem a laser (desajuste médio de 19,943µm). Foram encontradas diferenças estatisticamente significantes também entre os dois materiais utilizados, sendo que o titânio (desajuste médio de 21,262µm) apresentou melhores resultados que o cobalto-cromo (desajuste médio de 24,845µm). / The passivity of adaptation for prostheses supported by osseointegrated implants is basic requirement for the long-term sucess of the treatment. The purpose of this study was to evaluate the adaptation of the abutment to titanium or cobalt-chromium one-piece castings before and after laser welding. A total of 30 cylinders machined plastic and 15 cylinders bars were inserted to joint the prosthetics componentes. Each specimen, had three prosthetics components joined. A total of 10 specimens wewr obtained 5 casted with titanium and 5 with cobalt-chromium alloy. The measurements of interfaces were made after and before laser welding with a comparative microscope. The results showed the greatest interface (26,164µm) of the one-piece castings compared to the laser welding specimens (19,943µm). Titanium castings showed best results statistically significant when compared to the cobalt-chromium specimens.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-28Bitstream added on 2014-06-13T20:35:18Z : No. of bitstreams: 1 escada_ala_me_guara.pdf: 6555841 bytes, checksum: 83e6806bf1b7aefde564b121761738c4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Titânio e suas ligas têm sido utilizados em Odontologia devido sua biocompatibilidade e excelente resistência a corrosão. Esses metais são cobertos espontaneamente com uma fina camada de óxido em sua superfície quando em contato com o ar. No entanto, essa superfície do titânio é bioinerte e não se fixa quimicamente ao tecido ósseo. A proposta deste trabalho foi avaliar a bioatividade da liga Ti-7,5Mo após tratamento de superfície químico e subseqüente tratamento térmico. Os lingotes foram obtidos a partir de titânio comercialmente puro e molibdênio utilizando um forno a arco voltaico. Depois submetidos a tratamento térmico a 1100ºC por uma hora, resfriados em água, conformados a frio e torneados para obter microestrutura e morfologia próximas aos implantes dentários. A rugosidade média (Ra) foi medida em rugosímetro (1,3 e 2,6Ym) e discos (10 mm de diâmetro e 4 mm de espessura) foram cortados a cada usinagem. As amostras foram divididas em dois grupos de acordo com a rugosidade: Grupo I (1,3Ym) e Grupo II (2,6Ym), e dois sub-grupos (tratamento alcalino e tratamento alcalino + tratamento térmico). Para o tratamento alcalino, as amostras foram imersas em solução aquosa de NaOH a 5M , por 3 dias a 80ºC, lavadas em água destilada e secas a 40ºC por 24h. Para o tratamento térmico, após o tratamento alcalino, as amostras foram aquecidas a 600 ºC por 1h em forno elétrico. Depois, todas as amostras foram imersas em SBF (Simulated Body Fluid) por 7 e 14 dias para a formação de uma camada de apatita na superfície. As superfícies das amostras foram caracterizadas por perfilometria óptica e microscopia eletrônica de varredura. Nas amostras com tratamento alcalino observou-se a formação de um filme poroso de titanato de sódio e após a imersão em SBF, para os mesmos valores de rugosidade, observou-se que um maior período de imersão (14 dias) levou a um... / Titanium and its alloys have been used in dentistry due to their excellent corrosion resistance and biocompatibility. These metals are covered with a thin oxide layer formed spontaneously on their surface when in contact with air. However, titanium coating is bioinert and it cannot bond chemically to bone tissue. The purpose of this work was to evaluate the bioactivity of Ti-7,5Mo alloy after processing, surface chemical treatment and subsequent heat treatment. Ingots were obtained from titanium and molybdenum by using an arc-melting furnace. They were submitted to heat treatment at 1100ºC for one hour, cooled in water, cold worked by swaging and machined with a CNC lathe in order to achieve microstructure and morphology close to those of dental implants. Average roughness (Ra) was measured by roughness meter (1.3 and 2.6Ym) and discs (10 mm in diameter and 4 mm in thickness) were cut for each one. Samples were divided in two groups according to the roughness: Group I (1.3Ym) and Group II (2.6Ym) and two subgroups (with or without heat treatment). They were ultrasonically cleaned with distilled water and acetone, and air dried prior to the surface treatment. For alkaline surface treatment, samples were immersed in aqueous NaOH solution with 5.0M at 80ºC for 3 days, washed with distilled water and dried at 40ºC for 24h. For heat treatment, after the alkaline treatment, samples were heat treated at 600ºC for 1h in a electrical furnace in air. Then, all samples were immersed in SBF (Simulated Body Fluid) for 7 and 14 days to form an apatite layer on the surface. After the immersion time, the samples were carefully washed and dried, and their surfaces were characterized by optical profilometer and scanning electron microscope. Samples with alkaline treatment were observed to form a film of porous sodium titanate and after immersion in SBF, for the same values of roughness... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-06Bitstream added on 2014-06-13T19:16:49Z : No. of bitstreams: 1 mariscalmunoz_e_me_arafo.pdf: 3090290 bytes, checksum: 16c5f9ca343ea1d3e9b942ecb341ffbb (MD5) / A osseointegração, requisito indispensável para o sucesso dos implantes dentários, é um processo lento, caracterizado, sequencialmente, pelas etapas de adesão, diferenciação e proliferação celular, bem como pela aposição e mineralização da matriz óssea depositada por osteoblastos. Acelerar o processo de osseointegração significa reduzir o tempo de espera para a aplicação segura de uma carga funcional sobre os implantes de titânio (Ti). Sabe-se que vários fatores, tal como a topografia da superfície do Ti, influenciam diretamente o processo de osseointegração. Assim, desde que foi demonstrado que alguns padrões específicos de superfície do Ti são capazes de bio-estimular osteoblastos, favorecendo e acelerando a osseointegração, diversas técnicas de baixo custo, rápida execução e altamente reproduzíveis, tem sido propostas para tratar a superfície dos implantes. Desta maneira, o objetivo da presente pesquisa foi avaliar a capacidade de superfícies de Ti, modificadas com laser pulsado de alta potência (L) ou usinadas (U), de estimular a diferenciação e maturação de células obtidas de calvária de camundongos cultivadas sobre elas. Para isto, foram realizados ensaios laboratoriais para determinar a atividade mineralizadora das células (coloração com vermelho de alizarina e fosfatase alcalina), o metabolismo (MTT assay) e morfologia celular (MEV). A fim de melhor caracterizar a diferenciação de osteoblastos, foi realizada a reação de polimerização em cadeia (PCR) quantitativa em tempo real para analisar a expressão, pelas células cultivadas sobre as superfícies de Ti, de genes que codificam os fatores de transcrição Runx2 e Sp7 e proteínas específicas da matriz extracelular mineralizada... / The osseointegration, which plays a fundamental role in the dental implantation success, is characterized by cell adhesion, differentiation, proliferation as well as deposition and mineralization of of bone matriz by osteoblasts. To make the osseointegration process faster means reducing the period to apply a safe functional stress on the titanium (Ti) implants. A number of factors, such as the topographical surface of Ti enhances the osseointegration process. Different Ti surface treatments capable of bio-estimulating osteoblasts to accelerate the osseointegration have been evaluated. Current studies have shown that osseointegration of Ti devices is enhanced by surface roughness. In this way, the aim of the present investigation was to assess the capacity of Ti surfaces irradiated with high potency laser (L) or polished (U) to stimulate the differentiation and maturation of cells obtained from calvarian bone of mouse. Then, laboratorial protocols to evaluate the mineralizing cell activity (alizarin red assay), cell metabolism (MTT assay) as well as the morphology (SEM) of cells cultured on the Ti surfaces were carried out. To better characterize the osteoblast differentiation, the real time qPCR for expression of genes that code to the transcription factors Runx2 and Sp7 were performed. Additionaly, this protocol was also used to assess specific proteins of extracellular matrix (Spp1, Alpl, e Col1a1). The numeric data were subjected to statistical analysis. Our data demonstrated that the Ti surface L improved the osteoblast maturation capacity of calvarial osteoblasts grown over this surface. Scanning electron microscopy (SEM) revealed spheres and protrusions created by laser treatment. Laser profilometry showed a disordered surface with micrometric and/to nanometric scales features (Ra = 10.57μm). When compared to polished... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:08:08Z : No. of bitstreams: 1 180178.pdf: 2284627 bytes, checksum: 6bf9a8414aef69e57599bc05db49c2e5 (MD5)

Estudou-se o comportamento eletroquímico do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V em tampões citrato e tampões Mcll Vaine, na presença de haletos, em uma faixa de pH entre 2 e 7,6. O potencial de corrosão do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V, quando imersos nos tampões, apresenta valores relativos à formação de um filme de óxido passivo, que não se alteram na presença de brometo, cloreto e iodeto. No entanto, com a adição de fluoreto aos tampões com pH < 5, observa-se um deslocamento do potencial de corrosão para valores correspondentes à dissolução do filme passivo previamente formado. Curvas voltamétricas obtidas para o Ti grau 2 e para a liga, em todos os tampões, indicam um comportamento ativo-passivo com o crescimento de um filme cuja espessura aumenta com o potencial aplicado. Um processo de pites é observado para o Ti grau 2 quando brometo á adicionado ao ácido cítrico pH 2 e em potenciais acima de 3 V/ECS. O Ti6Al4V apresenta o mesmo processo de corrosão, nos tampões citrato contendo brometo e em potenciais acima de 2 V/ECS. Este processo corrosivo deaparece nos tampões Mcll Vaine pH 2, 4 e 5, evidenciando o efeito inibidor do ânion hidrogeno fosfato. Em presença de fluoreto, um intenso processo de dissolução em torno de –1 V/ECS seguido de passivação da superfície foi detectado para ambos eletrodos em pH < 5. Durante os experimentos de voltametria cíclica do Ti grau 2 e do Ti6Al4V nos tampões estudados contendo iodeto foi observada a oxidação deste ânion através do filme passivo, em aproximadamente 1 V/ECS. Em presença de cloreto os materiais estudados foram passivos em todos os tampões, independente do pH e na faixa de potenciais entre –1 e 4 V/ECS. Ensaios de impedância eletroquímica do Ti grau 2 e Ti6Al4V no potencial de corrosão, após 1 hora de imersão nos tampões, mostram a formação de um filme passivo com uma camada interna compacta e outra externa mais porosa. A adição de brometo, cloreto ou iodeto, não altera este perfil, evidenciando em todos os casos a estabilidade do filme formado, no entanto, os diagramas alteram-se significativamente, na presença de fluoreto e pH 5, revelando um intenso ataque ao filme previamente formado. Estudos de impedância realizados em diferentes potenciais anódicos, para ambos eletrodos, mostram que os filmes tornam-se mais estáveis nos tampões e na presença de cloreto. A quebra do filme passivo, observada anteriormente na presença de brometo, foi confirmada em potenciais acima de 2 V/ECS. O filme formado sobre os eletrodos, em ácido cítrico contendo fluoreto, apresentou um processo de reforma na faixa de potenciais anódicos dentro da região passiva. Uma investigação das propriedades semicondutivas do filme anodicamente formado sobre o Ti grau 2 nos tampões Mcll Vaine, mostraram que o filme se comporta como um semicondutor tipo n. O número de doadores e o potencial de banda plana diminuem com o aumento da espessura do filme. Os estudos foram complementados com algumas micrografias obtidas para o Ti grau 2 e Ti6Al4V nos tampões estudados contendo haletos. / The electrochemical behavior of Ti grade 2 and Ti6Al4V alloy in citrate and Mcll Vaine buffers with halide ions addition in a pH range from 2 to 7,6 was investigated. The corrosion potential of these materials in the buffers present values related to a thin passive oxide film formation, even in bromide, chloride or iodide presence. However, the fluoride ions addition to the buffers with pH < 5 shifts the corrosion potential do more negative values indicating the primary oxide film dissolution. Voltammetric curves obtained for Ti grade 2 and the alloy in the buffers show an active-passive process followed by the film growth and its thickness increases with the potential. A pitting process is observed for Ti grade 2 when bromide ions are added to citric acid at potentials above 3 V/SCE. Ti6Al4V presents the same corrosion process in the bromide containing citrate buffers at potentials above 2 V/SCE. The pitting process disappears in the bromid containing Mcll Vaine buffers indicating an inibitor effect of HPO4 2- ion. A dissolution process was dettected at potentials close to –1 V/SCE followed by a passive region for both electrodes when fluoride ions are added to the buffers with pH < 5. The iodide ions oxidation was observed across the passive film formed on Ti grade 2 and Ti6Al4V at potentials close to 1 V/SCE. In chloride presence, Ti grade 2 and Ti6Al4V were passive in all buffers at potentials range from –1 to 4 V/SCE. Electrochemical impedance spectroscopy of both electrodes at the corrosion potential, after one hour immersion in the buffers, show a passive film formation with a compact inner layer and a porous outer layer. The same behavior was observed in bromide, chloride or iodide presence. However, the EIS plots significantly change in fluoride contaning buffers with pH < 5 where the film dissolution process is confirmed. EIS studies of Ti grade 2 and Ti6Al4V in the buffers at different anodic potentials show that the passive film becomes more stable even in chloride presence. The film breakdown in the bromide containing citrate buffers was confirmed at potentials above 2 V/SCE for both electrodes. The film reform was observed for Ti grade 2 and the alloy in the fluoride containing citric acid at anodic potentials related to the passive region. Mott-Schottky analysis of the anodic films formed on Ti grade 2 in the Mcll Vaine buffers show a type n semiconducting behavior wher the donor concentration and the flat band potential decrease with the film thickness increase. Some micrographs were obtained for Ti grade 2 and Ti6Al4V in the halide containing buffers to improve the studies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-15T04:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334248.pdf: 5987257 bytes, checksum: a364a5f941016972e61bb4753440ea6b (MD5) Previous issue date: 2015 / Nesta tese de doutorado foram desenvolvidas e caracterizadas placas finas e planas de dióxido de titânio (TiO2) a partir da infiltração de soluções precursoras de titânio em matriz orgânica (papel), seguido de hidrólise em hidróxido de amônio, como uma alternativa tridimensional para a fixação do TiO2. O grande interesse de obter placas finas deve-se à maior relação superfície/volume, com grande área superficial ativa. A ação fotocatalítica é especialmente favorecida por TiO2 na faixa nanométrica e pela fase anatase majoritária, que é a fase ativada sob radiação ultravioleta (UV-A). Além disso, as placas foram produzidas por infiltração direta, evitando a geração de subprodutos de síntese. A adição de cargas através da incorporação de íons dopantes (Ba2+ e La3+) nas soluções precursoras introduz cargas na rede cristalina, e a incorporação de íons Zr4+ pode causar tração na rede por agir como um íon substitucional de raio atômico levemente maior que o do Ti4+. Foram também avaliados os efeitos das adições dos íons Ba2+, La3+ e Zr4+ na transição de fase anatase para rutilo. Foi avaliado o efeito da matriz orgânica e das diferentes temperaturas de infiltração e calcinação no processo de transição de fase, conteúdo de fase e da incorporação de dopantes através de caracterizações por microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios-X e por área superficial específica. Foram ainda determinados o tamanho dos cristalitos pela equação de Scherrer e as energias do bandgap pela análise dos espectros na região do UV-Vis. Os parâmetros de rede das amostras refinadas pelo Método de Rietveld, foram determinados pelo programa JANA2000. Os radicais gerados nos ensaios de fotoatividade foram caracterizados por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica. Já os subprodutos da descoloração do corante laranja II foram avaliados por cromatografia líquida. A matriz orgânica fornece a microestrutura para a geração de placas de TiO2, e essa microestrutura aumenta a temperatura de transição de fase anatase para rutilo. A fase anatase esteve majoritária até 800 ºC e presente acima de 1000 ºC. A eficiência fotocatalítica foi eficaz para todos os testes realizados (meio aquoso, gasoso e biológico), e melhor quando comparada ao pó comercial P25 usado como padrão.<br> / Abstract : In this PhD thesis, were developed and characterized flat thin-plates of titanium dioxide (TiO2) infiltration from the titanium precursor solution in the organic matrix (paper), followed by hydrolysis in ammonium hydroxide as a tridimensional alternative to the fixing of TiO2. The great interest to obtain thin plates is due to the higher surface/volume ratio, with large active surface area. The photocatalytic action is especially favored by TiO2 in the nanometer range and the majority anatase phase which is the active layer under ultraviolet radiation (UV-A). Furthermore, the TiO2 plates were produced by direct infiltration, avoiding the generation of synthesis products. Charge addition by the addition of dopants ions (Ba2+ and La3+) in the precursor solutions introduces loads in the crystal lattice, and addition of Zr4+ ions can cause strain on the lattice to act as an atomic radius of substitutional ion slightly larger than Ti4+ ion. Were also evaluated the addition effects of Ba2+, La3+ and Zr4+ ions on TiO2-anatase-rutile phase transition. The effect of the organic matrix and the different temperatures of infiltration and calcination on the phase transition, phase content and the addition of dopants were investigated, by Scanning Electron Microscopy characterization, X-ray diffraction and Specific Surface Area. We also determined the size of the crystallites by Scherrer equation and the bandgap energy by UV-Vis analysis. The lattice parameters of samples refined by the Rietveld method were determined by JANA2000 program. The radicals generated in photoactivity tests were characterized by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy. Since the Orange II dye discoloration by-products were evaluated by Liquid Chromatography. The organic matrix microstructure provides for the generation of TiO2 plates, and this increases the microstructure phase transition temperature of anatase to rutile. The anatase phase was majority up to 800 ºC and this above 1000 ºC. The photocatalytic efficiency was effective in all tests (aqueous, gaseous and biological), and much better when compared to commercial powder P25 used as standard.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-26Bitstream added on 2014-06-13T19:01:27Z : No. of bitstreams: 1 000737176.pdf: 2233924 bytes, checksum: be9f98eec022d58f2c75519afa00ec37 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Objetivos: Avaliar o comportamento corrosivo da liga Ti-6Al-4V em função de sua superfície polida ou condicionada por meio de duplo ataque ácido, em simulador de fluidos corporais (SFC) com diferentes concentrações de dextrose (0; 5mM; 7,5 mM e 15 mM) e lipopopolissacarídeo (LPS) (0; 0,15 μg/mL; 15 μg/mL; 150 μg/mL), usados isolados ou associados. Materiais e Métodos: Discos de liga Ti-6Al-4V (2 mm de espessura e 15 mm de diâmetro) foram confeccionados com diferentes padrões de superfície. Para o ensaio eletroquímico (n=3), testes padrões como potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e teste potenciodinâmico foram conduzidos em solução de fluido corpóreo (SBF) com diferentes concentrações de dextrose e LPS. As superfícies dos discos foram caracterizadas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), e por meio da rugosidade de superfície e da microdureza. Os dados quantitativos foram analisados pelo teste de correlação de Pearson e T-teste independente, com nível de significância de 5%. Resultados: Nos parâmetros de corrosão, houve forte correlação do LPS com os valores de Ipass (densidade de corrente de passivação), Cdl (capacitância) e Rp (resistência de polarização) (p<0,05) para o titânio (Ti) com tratamento de superfície por duplo ataque ácido. A associação de dextrose e LPS foi correlacionada com Icorr (densidade de corrente de corrosão) e Ipass (p<0,05). Em relação à cinética de corrosão, os grupos tratados com ácido apresentaram aumento significante nos valores de Cdl e redução nos valores de Rp (P<0,05, T-teste). Quanto à topografia, houve aumento da rugosidade de superfície para ambas as superfícies (R2=0,726, p=0,0001 para Ti polido; R2=0,405, p=0,036 para Ti ácido). A microdureza do Ti polido diminuiu (p<0,05) e do Ti ácido aumentou (p=0,0001). A MFA... / Objectives: To analyse the corrosion behavior of Ti-6Al-4V with different surfaces (machined and modified by treatment with double acid-etching), on simulator body fluids (SBF) with different concentrations of dextrose (0; 5 mM, 7.5 mM and 15 mM) and lipopolysaccharide (LPS) (0; 0.15 μg/mL; 15 μg/mL; 150 μg/mL), used isolated or in combination. Materials and Methods: Ti-6Al-4V disks (2 mm in thickness and 15 mm in diameter) were fabricated with different surfaces. For electrochemical assay (n = 3), open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic tests were conducted in SBF with different concentrations of dextrose and LPS. The surfaces of the disks were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and by surface roughness and microhardness. Data were analyzed by Pearson correlation and independent t-test at a significant level of 5%. Results: For the corrosion parameters, a strong correlation of LPS with Ipass (passivation current density), Cdl (capacitance) and Rp (polarization resistance) values (P <.05) for Ti surface treated by double acid- etching was noted. The combination of dextrose and LPS was correlated with Ipass and Icorr (corrosion current density) (P <.05). Regarding the corrosion kinetics the acid-treated groups showed significant increase in Cdl values and reduced values of Rp (P <.05, T-test). In terms of topography, there was an increase in surface roughness for both surfaces (R2 = 0.726, p = 0.0001 for machined Ti, R2 = 0.405, p = 0.036 for Ti acid). The machined Ti exhibited reduction in microhardness (P <.05), while Ti acid showed increased microhardness (p = 0.0001) vs baseline. The AFM showed changes in the microstructure of Ti by increasing the thickness of surface mainly in the association of dextrose and LPS. Conclusions: The combination of dextrose ...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T20:04:23Z : No. of bitstreams: 1 escada_ala_dr_guara.pdf: 1730708 bytes, checksum: 7f77dc2b04e39d73e262efc9ba05706c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Biomateriais metálicos são usados para reforçar a estrutura ou restaurar a função de tecidos duros, sendo aplicados como junções e ossos artificiais, placas de síntese, aparelhos ortodônticos, parafusos e implantes dentários. Estudos recentes mostraram que as células do corpo humano interagem com superfícies nanoestruturadas tais como superfícies nanorugosas, tendo nanopartículas ou óxidos metálicos nanoestruturados baseados no processo eletroquímico de auto-organização. A proposta deste estudo foi a modificação de superfície da liga Ti-7,5Mo a partir do crescimento de nanotubos de TiO2. Dentro desse contexto, em uma etapa inicial avaliou-se o efeito da tensão de anodização (20V e 30V) no diâmetro dos nanotubos e o tempo de anodização (24h e 48h) para calcinação a 450 °C. A superfície das amostras foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, difração de raios X, espectroscopia fotoeletrônica de raio X e ângulo de contato. Nas amostras anodizadas, observou-se a formação de nanotubos de TiO2 regulares e com diâmetro médio de 80 nm a 100 nm para a tensão 20V e de 100 nm a 120 nm para 30V. Para a temperatura de calcinação empregada (450 ºC), em todos os grupos verificou-se a presença de anatásio. Para todas as condições de anodização superfícies hidrofílicas foram obtidas, no entanto, a melhor condição de molhabilidade foi observada quando o tempo de anodização de 48 horas foi empregado. Após o tratamento alcalino, observou-se um filme contínuo de titanato de sódio, seguindo a morfologia obtida na anodização, para todas as condições realizadas. A presença do titanato de sódio tornou todas as superfícies mais hidrofílicas A imersão em SBF (Simulated Body Fluid) proporcionou o crescimento de apatita e os melhores resultados foram obtidos para as amostras imersas em SBF após o tratamento alcalino / Metallic biomaterials are used to reinforce the structure or restore the function of hard tissues, being used for artificial joints, artificial bones, short boards, braces, dental implants and screws. Recent studies have shown that human cells interact with nanostructured surfaces such as nanorough surfaces, and nanoparticles or nanostructured metal oxides based on the self-organization electrochemical process. The purpose of this work was surface modification of Ti-7.5Mo alloy from the growth of TiO2 nanotubes. Within this context, at an early stage evaluated the effect of anodizing voltage in the nanotubes diameter and the anodization time. The surfaces of samples were characterized by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and contact angle. In anodized samples it was observed the TiO2 nanotubes with regular formation with 80 / 100 nm average diameter 20V voltage and 100 / 120 nm for 30V. For the calcination temperature used (450 °C) there was the anatase presence in all groups. For all anodization conditions there were obtained hydrophilic surfaces, however, the best condition wetting was observed when the anodization time of 48 hours was employed. After the alkaline treatment, there was a continuous film of sodium titanate, following the morphology obtained in anodizing, for all conditions performed. The presence of the sodium titanate has all surfaces more hydrophilic. The SBF (Simulated Body Fluid) immersion afforded the apatite growth and the best results were obtained for samples immersed in SBF after alkali treatment