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Item Avaliação da heteroestrutura, morfologia e aderência de filmes finos de TiO2 depositados sobre aços inoxidáveis 304 e 316L via deposição por camadas atômicas (ALD) visando aplicações biomédica(2023-03-09) Vieira, Lúcia; Oliveira, Virgínia Klausner de; Marques, Francisco das Chagas; Machado, João Paulo Barros; Marques, Vagner Eduardo Caetano; São José dos CamposO aço inoxidável é comumente encontrado dentro do ambiente hospitalar em dispositivos médicos, como pinças, bisturis e implantes (tipo 316L); em superfícies de movelaria e equipamentos e em tubulações de transporte de água e efluentes (tipo 304). O aço inoxidável é bastante empregado por ser considerado um material que apresenta elevada resistência mecânica, alta resistência à corrosão, baixo custo e é facilmente esterilizável. Entretanto, é cada vez mais comum a existência de bactérias e fungos cada vez mais resistentes nesse ambiente, tornando o ambiente hospitalar mais propenso a transmissão de infecções provocadas por essas cepas de bactérias. Atualmente, o filme fino de dióxido de titânio (TiO2) tem sido estudado como um revestimento protetor para mitigar Staphylococcus aureus, Escherichia coli e outras cepas de bactérias em muitas superfícies de dispositivos hospitalares. O TiO2 apresenta ação antibacteriana devido às suas propriedades fotocatalíticas que produzem radicais oxidantes que destroem a parede celular de vírus e bactérias. Neste trabalho filmes finos de dióxido de titânio foram depositados em substratos de aço inoxidável 304 e 316L via deposição por camada atômica (ALD) a fim de desenvolver superfícies que contribuam no combate ao desenvolvimento de vírus e bactérias. Comparamos a microestrutura, morfologia, estrutura química e adesão e ação biológica dos filmes depositados sobre os diferentes substratos de aço inoxidável. O filme fino cobre ambos os substratos uniformemente com nanopartículas de TiO2 identificados por microscopia eletrônica de varredura, no aço 316L alguns aglomerados de nanopartículas estão presentes no filme. Para determinar a presença de grupos funcionais pertencentes aos componentes químicos do filme de TiO2 foram utilizadas as análises de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Foram utilizadas as técnicas de espectroscopia Raman e de difração de raios-x para identificar as fases cristalinas presentes no filme, que indicaram a presença de TiO2 nas fases anatase e rutilo. A aderência do filme ao substrato foi determinada e analisada pela técnica de Esclerometria, evidenciando boa aderência do filme ao substrato tanto sobre o aço 304 quanto sobre o aço 316L, e o filme sobre o aço 304 é mais duro que o filme sobre o aço 316L. Para determinar a atividade biológica foram utilizados testes de viabilidade bacteriana, que demonstraram a eficiência do filme como bactericida no aço 304, enquanto no aço 316L não foi identificada tal ação bactericida em contato com Staphylococcus aureus. Com base nos resultados obtidos o filme de TiO2 se mostrou muito promissor em ser utilizado para revestir superfícies de aço inoxidável presente nos ambientes hospitalares e em dispositivos médicos como forma de reduzir a contaminação por vírus e bactérias.Item Produção e caracterização de filmes finos de TiO2, via técnica de deposição por camada atômica, visando a aplicações biomédicas(2021-09-30) Vieira, Lúcia; Silva, Newton Soares da; Ramirez Ramos, Marco Antonio; Marques, Francisco das Chagas; Sales, Rita de Cássia Mendonça; Manfroi, Lucas Augusto; São José dos CamposCom a existência recorrente de bactérias mais resistentes dentro de ambientes hospitalares, associada à imunidade reduzida dos pacientes que os torna mais propensos as infecções. Este trabalho teve como objetivo desenvolver a deposição de filmes finos de dióxido de titânio (TiO2) por meio da técnica de deposição por camada atômica (ALD) sobre a superfície de materiais amplamente utilizados em ambiente hospitalar, como o alumínio, o policloreto de vinila (PVC) e o poliuretano (PU). Para determinar a estrutura química do filme foram utilizadas as análises de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), com espectroscopia Raman e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), que indicaram a distribuição uniforme do filme de TiO2 na fase anatase. Para analisar a morfologia foram utilizadas a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), a Microscopia de Força Atômica (AFM) e a perfilometria, que apresentaram uma morfologia granular e em placas. A espessura do filme foi determinada por perfilometria de contato utilizando um degrau entre o filme e o substrato e a fotomicrografia de um corte perpendicular ao filme. A aderência foi determinada pelo teste de fita e analisada pela técnica MEV-FEG e mapa de EDS, demonstrando uma boa aderência do filme. Para determinar a atividade biológica foram utilizados testes de viabilidade bacteriana e viabilidade celular, que demonstrou a eficiência do filme como bactericida sem apresentar toxicidade as células. Com base nos resultados obtidos o filme de TiO2 se mostrou muito promissor em ser utilizado para revestir dispositivos médicos e superfícies hospitalares como forma de reduzir a contaminação.Item 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 CamposThis 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.