Deposição por sputtering de filmes finos resistentes à tribocorrosão, sobre titânio, visando aplicações biológicas. - Corrêa, Patrícia (2020)
O titânio (Ti) é um material que apresenta boa resistência à fadiga e à corrosão. Ainda que seja utilizado na fabricação de próteses ortopédicas e implantes dentários, o titânio metálico não é bioativo, ou seja, não é capaz de provocar reações que favoreçam a fixação de implantes, biocolonização ou a regeneração de tecidos, além de apresentar alguns inconvenientes relacionados a propriedades de superfície, que podem levar à sua degradação. Para fins biomédicos, essa degradação se dá principalmente por processos de tribocorrosão, que ocorre quando ações mecânicas e químicas acontecem de formas concomitantes. Diante deste cenário, superfícies de titânio (Ti) foram recobertas com filmes finos de óxido de titânio (TiO2) por meio da técnica de Sputtering reativo. O principal objetivo do trabalho foi entender como as fases anatase e rutilo dos filmes de TiO2, produzidos por sputtering reativo, podem influenciar na resistência dessas superfícies de titânio, recobertas, à tribocorrosão. São apresentadas análises estruturais e de composição desses filmes, a partir de difração de raios-X e espectroscopia Raman, que confirmam a obtenção de filmes finos compostos de diferentes proporções entre as fases anatase e rutilo, além de uma análise detalhada da forma de crescimento, a partir de microscopia eletrônica de transmissão (MET). O trabalho apresenta uma análise da resistência dos filmes finos de TiO2 no que diz respeito aos mecanismos de tribocorrosão, em meios fisiológicos. Nesse sentido, os ensaios de tribocorrosão foram realizados, os dados eletroquímicos são apresentados e estão em bom acordo no que diz respeito à maior resistência à tribocorrosão da fase rutilo em comparação à fase anatase, onde as quedas de potencial são menos acentuadas. Enquanto superfícies de titânio sem a camada de filme fino apresentou quedas de potencial por volta de 0,60 V, superfícies recobertas com filmes finos compostos por anatase predominantemente apresentaram quedas de 0,16 V e de rutilo de 0,10 V. Essa característica tem sido, de acordo com a literatura, atribuída à maior dureza e estabilidade da fase rutilo em comparação à fase anatase. Pistas de desgaste foram avaliadas por microscopia confocal e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e os resultados estão em bom acordo com os dados eletroquímicos. Portanto, o trabalho apresenta uma nova abordagem que atribui essa característica não somente à dureza e estabilidade da fase rutilo, mas também à forma de crescimento desses filmes. A fim de buscar novas formas de funcionalizar superfícies de implantes, o presente trabalho ainda contém um estudo preliminar de incorporação de zinco – considerado um oligoelemento – na constituição desses filmes. Com isso, buscaram-se agregar propriedades de resistência ao desgaste, bem como o favorecimento de processos biológicos.