Navegando por Autor "Fukumasu, Newton Kiyoshi"

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    Evaluation of Mechanical, Spectroscopic, and Morphological Properties of DLC Coatings with TiO2 Integration via PECVD and ALD on 316L Stainless Steel for Applications in UV Radiation-Prone and Saline Environments
    (2024-08-08) Vieira, Lúcia; Oliveira, Virgínia Klausner de; Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de; Aguzzoli, Cesar; Fukumasu, Newton Kiyoshi; Macário, Paulo Fabrício; São José dos Campos
    This study presents an innovative dual-layer coating approach integrating titanium dioxide (TiO2) onto diamond-like carbon (DLC)-coated 316L stainless steel. The combination of PECVD-deposited DLC and ALD-deposited TiO2 aims to preserve the inherent tribological properties of DLC while mitigating UV-induced degradation. By leveraging the ability of TiO2 to absorb, reflect, and scatter UV light, this dual-layer strategy significantly enhances the durability of DLC coatings in radiation-prone environments. The effects of accelerated aging through UV exposure on DLC and DLC/TiO2 films were evaluated using an Accelerated Weathering Tester. The Salt Spray test, and Ferroxyl test were employed to verify corrosion resistance, and film’s permeability. Comprehensive analyses were conducted to assess the structural and mechanical properties before and after UV exposure, including Raman spectroscopy, profilometry, SEM, EDS, nanoindentation, and tribometry. The results demonstrate that the TiO2 layer effectively mitigates UV-induced damage, preserving the DLC film’s integrity and tribological performance even after 408 h of UV aging. Specifically, the DLC/TiO2 coatings maintained lower roughness, higher hardness, and better adhesion than DLC-only coatings under identical conditions. Additionally, the films' behavior in marine atmospheric conditions showed that the DLC and DLC/TiO2-coated films exhibited significantly enhanced corrosion resistance compared to the bare 316L stainless steel, maintaining the integrity of the coating even under prolonged exposure to adverse environments. This research significantly advances protective coating technology by enhancing the durability and performance of DLC films, particularly in aerospace and other demanding industries where exposure to UV radiation is a critical concern.
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    Produção de filmes finos via ALD, PECVD e Sputtering visando aplicações biomédicas
    (2021-08-30) Vieira, Lúcia; Ramirez Ramos, Marco Antonio; Soares, Cristina Pacheco; Machado, João Paulo Barros; Contini, Rita de Cássia Mendonça Sales; Fukumasu, Newton Kiyoshi; Silva, Michely Glenda Pereira da; São José dos Campos
    À medida que a Doença do Vírus Corona 2019 (COVID-19) se dissemina pelos pulmões, os pacientes evoluem para uma síndrome respiratória aguda grave (SRAG), com isso tornando se imprescindível a realização de uma intubação orotraqueal (IOT) associada a Ventilação Mecânica (VM). Para a utilização da VM é necessário um dispositivo introduzido no paciente para acoplar ao ventilador, podendo ser um tubo endotraqueal (artefatos de poli cloreto de vinila (PVC) ou poliuretano (PU)). Estes artefatos ao mesmo tempo que dão suporte a vida no processo de ventilação pulmonar, podem carregar microrganismos para os pulmões. Assim posto, objetivou-se neste trabalho de tese, produzir e analisar comparativamente três tipos de filmes finos objetivando produzir uma superfície mais propicia ao controle de microrganismos. Os substratos utilizados foram os tubos endotraqueais utilizados nos processos de intubação (PU e PVC) e os filmes estudados foram: filme de carbono tipo-diamante (Diamond-like carbon, DLC) com e sem prata (Ag) obtido Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma (PECVD); filmes finos de carbono micro cristalino (µC) com e sem Ag obtidos via Magnetron Sputtering e também filmes finos de dióxido de titânio (TiO2) na fase anatase obtidos via Deposição por Camada Atômica (ALD). Os resultados de espectroscopia Raman mostraram que foram obtidos os filmes de DLC sobre PVC com as bandas características em posições próximas ao valor teórico, sendo banda D 1346,3 e banda G 1516.7 cm-1. A análise derelevância estatística da ação bacteriana dos filmes de DLC sobre PVC com prata, apresentou uma discreta redução das Unidades Formadoras de colônias (UFC) para cepa de S. aureus, em relação ao controle e ao grupo PVC DLC. Os espectros FTIR-ATR mostraram a manutenção da estrutura química do substrato de PU e PVC com as ligações químicas características para este material. As análises de espectroscopia Raman, dos filmes de carbono produzidos indicam que os filmes de µC apresentam formação de um filme semelhante ao de a-C:H com anéis micro grafíticos e fases amorfas, indicados pela razão entre as áreas das bandas ID/IG. Já a açãobacteriana dos filmes de µC em PU com Ag apresentou uma redução das UFC em relação ao controle, e apresentou redução estatística significante com *p<0.0001 entre o grupo µC com e sem prata e o PU puro. Ao final foi possível concluir o êxito na produção de filmes de DLC; µC e TiO2, aderentes em PU e PVC pelas técnicas estudadas. As análises microbiológicas foram realizadas em função das UFC nos substratos com e sem filme e pode ser concluído que os filmes produzidos e os resultados estatísticos apresentados com *p<0.0001 podem ser utilizados como alternativas antifúngicas para aplicações biomédicas, assim como para o desenvolvimento de superfícies melhoradas de PU e PVC.
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    Sputtering of micro-carbon-silver film (μC-Ag) for endotracheal tubes to mitigate respiratory infections
    (IOP science) Silva, Michely Glenda Pereira da; Manfroi, Lucas Augusto; Lobo, Larissa Zamboni; Vieira, Angela Aparecida; Macário, Paulo Fabrício; Fukumasu, Newton Kiyoshi; Silva, Newton Soares da; Tschiptschin, André Paulo; Marques, Francisco das Chagas; Vieira, Lucia
    Polyurethane (PU) substrates are biocompatible materials widely used to manufacture endotracheal tubes. However, in common with other biomedical materials, they are liable to the formation of microbial films. The occurrence of pneumonia in intubated patients treated at intensive care units often takes the form of ventilator-associated pneumonia (VAP). The issue relates to the translocation of pathogenic microorganisms that colonize the oropharyngeal mucosa, dental plaque, stomach, and sinuses. New protective materials can provide a more effective therapeutic approach to mitigating bacterial films. This work concerns microcrystalline carbon film containing dispersed silver nanoparticles (μC-Ag) deposited on PU substrates using a physical vapor deposition sputtering process. For the first time, carbon paper was used to produce a carbon target with holes exposing a silver disk positioned under the carbon paper, forming a single target for use in the sputtering system. The silver nanoparticles were well distributed in the carbon film. The adherence characteristics of the μC-Ag film were evaluated using a tape test technique, and electron dispersive x-ray mapping was performed to analyze the residual particles after the tape test. The microbicidal effect of the thin film was also investigated using species S. aureus, a pathogenic microorganism responsible for most infections of the lower respiratory tract involving VAP and ventilator-associated tracheobronchitis (VAT). The results demonstrated that μC-Ag films on PU substrates are promising materials for mitigating pathogenic microorganisms on endotracheal tubes.