Síntese e análise microbiológica de substratos poliméricos recobertos com filmes ultra-finos de TiO2 e/ou Al2O3 pela tecnologia de deposição por camada atômica

• Processo: 18/01265-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica
• Pesquisador responsável: Rodrigo Savio Pessoa
• Beneficiário: Rodrigo Savio Pessoa
• Instituição Sede: Universidade Brasil. Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bruno Vinícius Manzolli Rodrigues ; Gilberto Petraconi ; Homero Santiago Maciel ; Mariana Amorim Fraga ; Silvia Cristina Núñez ; William Chiappim Junior
• Assunto(s): Óxido de alumínio Polímeros Filmes finos Dióxido de titânio Microbiologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Deposição por camada atômica | dióxido de titânio | Filmes finos | Microbiologia | óxido de alumínio | Polímeros | Nanotecnologia e Filmes finos

Resumo

A deposição por camada atômica (atomic layer deposition - ALD) tem demonstrado ser uma tecnologia atraente para depositar filmes finos para muitas aplicações avançadas, da nanotecnologia à biomedicina. Este projeto de pesquisa visa investigar o crescimento e as propriedades de filmes ultra-finos de dióxido de titânio (TiO2) e/ou óxido de alumínio (Al2O3) depositados pela técnica ALD sobre substratos de poliuretano (PU), polidimetilsiloxano (PDMS) e cloreto de polivinil (PVC), e discutir seu efeito sobre o crescimento e o processo de inativação, em caso de contaminação, da levedura Candida albicans. Estes substratos são frequentemente utilizados na síntese de dispositivos médico-hospitalares, como cateteres de longo período de uso, que podem ser suscetíveis a contaminação microbiológica. Para isso, ensaios físico, químico e microbiológicos serão realizados. No processo de ALD do filme de TiO2, TiCl4 e H2O serão usados como precursores, enquanto que para o filme de Al2O3, serão utilizados os precursores Al(CH3)3 e H2O. Todos os processos serão realizados a uma temperatura fixada em 80ºC, enquanto o número de ciclos de reação para crescimento dos filmes será variado de 500 a 2000. Será também investigado o efeito da inserção de nanocamadas de Al2O3 no filme de TiO2, formando assim a estrutura de nanolaminato. Para análise microbiológica, leveduras de cepas padrão de C. albicans (ATCC 10231) serão cultivadas em substratos não recobertos e recobertos com TiO2 e/ou Al2O3, e depois as atividades antifúngicas e fotocatalíticas destes serão investigadas através do método de contagem de unidades formadoras de colônias (CFU) antes e após o tratamento com luz ultravioleta. Para avaliar a cinética de crescimento, a composição elementar, a estrutura do material, as ligações químicas, o ângulo de contato, o trabalho de adesão e a morfologia da superfície dos filmes finos, serão utilizadas diversas técnicas químicas, físicas e físico-químicas de caracterização de materiais. Por fim, é proposto o desenvolvimento/construção de um reator ALD tipo fluxo-cruzado, uma vez que o proponente adquiriu, nestes últimos anos, um "know-how" suficiente em uma máquina ALD comercial (Beneq TFS-200, projeto FAPESP/PRONEX 2011/50773-0). Este equipamento será desenvolvido considerando um futuro tratamento de substratos tridimensionais como cateteres. (AU)

Publicações científicas

(20)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DIAS, VANESSA; MACIEL, HOMERO; FRAGA, MARIANA; LOBO, ANDERSON O.; PESSOA, RODRIGO; MARCIANO, FERNANDA R.. Atomic Layer Deposited TiO2 and Al2O3 Thin Films as Coatings for Aluminum Food Packaging Application. MATERIALS, v. 12, n. 4, FEB 2 2019. (14/18139-8, 11/50773-0, 11/17877-7, 12/15857-1, 11/20345-7, 16/00575-1, 15/05956-0, 15/09697-0, 18/01265-1, 15/10876-6)

DIAS, V. M.; CHIAPPIM, W.; FRAGA, M. A.; MACIEL, H. S.; MARCIANO, F. R.; PESSOA, R. S.. Atomic layer deposition of TiO2 and Al2O3 thin films for the electrochemical study of corrosion protection in aluminum alloy cans used in beverage. MATERIALS RESEARCH EXPRESS, v. 7, n. 7, JUL 2020. (18/01265-1, 14/18139-8, 16/17826-7)

CHIAPPIM, WILLIAM; NETO, BENEDITO BOTAN; SHIOTANI, MICHAELA; KARNOPP, JULIA; GONCALVES, LUAN; CHAVES, JOAO PEDRO; SOBRINHO, ARGEMIRO DA SILVA; LEITAO, JOAQUIM PRATAS; FRAGA, MARIANA; PESSOA, RODRIGO. Plasma-Assisted Nanofabrication: The Potential and Challenges in Atomic Layer Deposition and Etching. NANOMATERIALS, v. 12, n. 19, p. 32-pg., 2022-10-01. (21/03620-6, 20/10450-7, 18/01265-1)

BALLESTERO, MATHEUS; DORIA, ANELISE C. O. C.; PESSOA, RODRIGO S.; RODRIGUES, BRUNO V. M.. Enhancing microbiostatic properties of silicone catheters with Al2O3 coatings deposited by atomic layer deposition. Materials Letters, v. 344, p. 5-pg., 2023-04-25. (20/08485-7, 18/01265-1, 19/16685-9)

CHIAPPIM, WILLIAM; FRAGA, MARIANA AMORIM; FURLAN, HUMBER; ARDILES, DAVID CESAR; PESSOA, RODRIGO SAVIO. The status and perspectives of nanostructured materials and fabrication processes for wearable piezoresistive sensors. MICROSYSTEM TECHNOLOGIES-MICRO-AND NANOSYSTEMS-INFORMATION STORAGE AND PROC, v. 28, n. 7, p. 20-pg., 2022-03-17. (18/01265-1, 20/10450-7)

UEBELE, DANIELA T. R.; SOTO, CLAUDIO A. TELLEZ; GALVA, NIERLLY K. A. M.; TIM, CARLA R.; SOBRINHO, ARGEMIRO S. DA SILVA; PESSOA, RODRIGO S.; DOS SANTOS, LAURITA. Ozonizing sunflower oil using Fourier-transform infrared spectroscopy for product characterization. VIBRATIONAL SPECTROSCOPY, v. 123, p. 6-pg., 2022-11-09. (18/01265-1, 19/00558-8, 18/03517-8)

CHIAPPIM, WILLIAM; SAMPAIO, ALINE DA GRACA; MIRANDA, FELIPE; FRAGA, MARIANA; PETRACONI, GILBERTO; DA SILVA SOBRINHO, ARGEMIRO; KOSTOV, KONSTANTIN; KOGA-ITO, CRISTIANE; PESSOA, RODRIGO. Antimicrobial Effect of Plasma-Activated Tap Water on Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Candida albicans. WATER, v. 13, n. 11, p. 16-pg., 2021-06-01. (19/05856-7, 20/10450-7, 19/25652-7, 18/01265-1)

NASCIMENTO, LARISSA; GASI, FERNANDO; LANDERS, RICHARD; DA SILVA SOBRINHO, ARGEMIRO; ARAGAO, EDUARDO; FRAGA, MARIANA; PETRACONI, GILBERTO; CHIAPPIM, WILLIAM; PESSOA, RODRIGO. Physicochemical Studies on the Surface of Polyamide 6.6 Fabrics Functionalized by DBD Plasmas Operated at Atmospheric and Sub-Atmospheric Pressures. POLYMERS, v. 12, n. 9, p. 17-pg., 2020-09-01. (15/23315-2, 16/17826-7, 18/01265-1)

CHIAPPIM, WILLIAM; SAMPAIO, ALINE DA GRACA; MIRANDA, FELIPE; FRAGA, MARIANA; PETRACONI, GILBERTO; DA SILVA SOBRINHO, ARGEMIRO; KOSTOV, KONSTANTIN; KOGA-ITO, CRISTIANE; PESSOA, RODRIGO. ntimicrobial Effect of Plasma-Activated Tap Water on Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Candida albican. WATER, v. 13, n. 11, JUN 2021. (19/25652-7, 19/05856-7, 18/01265-1, 20/10450-7)

CHIAPPIM, WILLIAM; TESTONI, GIORGIO; MIRANDA, FELIPE; FRAGA, MARIANA; FURLAN, HUMBER; SARAVIA, DAVID ARDILES; SOBRINHO, ARGEMIRO DA SILVA; PETRACONI, GILBERTO; MACIEL, HOMERO; PESSOA, RODRIGO. Effect of Plasma-Enhanced Atomic Layer Deposition on Oxygen Overabundance and Its Influence on the Morphological, Optical, Structural, and Mechanical Properties of Al-Doped TiO2 Coating. MICROMACHINES, v. 12, n. 6, JUN 2021. (20/10450-7, 18/01265-1)

FRAGA, MARIANA; PESSOA, RODRIGO. Progresses in Synthesis and Application of SiC Films: From CVD to ALD and from MEMS to NEMS. MICROMACHINES, v. 11, n. 9, p. 23-pg., 2020-09-01. (14/18139-8, 18/01265-1)

PESSOA, RODRIGO SAVIO; CHIAPPIM JUNIOR, WILLIAM; TESTONI, GIORGIO ERNESTO; PETRACONI FILHO, GILBERTO; MACIEL, HOMERO SANTIAGO; IEEE. On the influence of conductor, semiconductor and insulating substrate on the structure of atomic layer deposited titanium dioxide thin films. 2018 33RD SYMPOSIUM ON MICROELECTRONICS TECHNOLOGY AND DEVICES (SBMICRO), v. N/A, p. 6-pg., 2018-01-01. (11/50773-0, 18/01265-1)

RODRIGUES, BRUNO V. M.; DIAS, VANESSA M.; FRAGA, MARIANA A.; DA SILVA SOBRINHO, ARGEMIRO S.; LOBO, ANDERSON O.; MACIEL, HOMERO S.; PESSOA, RODRIGO S.. Atomic layer deposition of TiO2 thin films on electrospun poly (butylene adipate-co-terephthalate) fibers: Freestanding TiO2 nanostructures via polymer carbonization. MATERIALS TODAY-PROCEEDINGS, v. 14, p. 7-pg., 2019-01-01. (15/10876-6, 17/18826-3, 15/09697-0, 11/50773-0, 12/15857-1, 11/20345-7, 16/00575-1, 15/05956-0, 18/01265-1)

CHIAPPIM, WILLIAM; WATANABE, MARCOS; DIAS, VANESSA; TESTONI, GIORGIO; RANGEL, RICARDO; FRAGA, MARIANA; MACIEL, HOMERO; DOS SANTOS FILHO, SEBASTIAO; PESSOA, RODRIGO. MOS Capacitance Measurements for PEALD TiO2 Dielectric Films Grown under Different Conditions and the Impact of Al2O3 Partial-Monolayer Insertion. NANOMATERIALS, v. 10, n. 2, FEB 2020. (18/01265-1, 15/05956-0, 11/50773-0, 15/10876-6, 16/17826-7)

CHIAPPIM, WILLIAM; FRAGA, MARIANA AMORIM; MACIEL, HOMERO SANTIAGO; PESSOA, RODRIGO SAVIO. An Experimental and Theoretical Study of the Impact of the Precursor Pulse Time on the Growth Per Cycle and Crystallinity Quality of TiO2 Thin Films Grown by ALD and PEALD Technique. FRONTIERS IN MECHANICAL ENGINEERING-SWITZERLAND, v. 6, OCT 28 2020. (16/17826-7, 18/01265-1, 11/50773-0)

JUNIOR, ARMSTRONG GODOY; PEREIRA, ANDRE; GOMES, MARCILENE; FRAGA, MARIANA; PESSOA, RODRIGO; LEITE, DOUGLAS; PETRACONI, GILBERTO; NOGUEIRA, ADAILTON; WENDER, HEBERTON; MIYAKAWA, WALTER; et al. Black TiO2 Thin Films Production Using Hollow Cathode Hydrogen Plasma Treatment: Synthesis, Material Characteristics and Photocatalytic Activity. CATALYSTS, v. 10, n. 3, MAR 2020. (18/01265-1, 15/06241-5)

TONELI, D. A.; PESSOA, R. S.; ROBERTO, M.; GUDMUNDSSON, J. T.. A global model study of low pressure high density CF4 discharge. PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 28, n. 2, FEB 2019. (18/01265-1, 15/16471-8)

GALVAO, NIERLLY; VASCONCELOS, GETULIO; PESSOA, RODRIGO; MACHADO, JOAO; GUERINO, MARCIEL; FRAGA, MARIANA; RODRIGUES, BRUNO; CAMUS, JULIEN; DJOUADI, ABDOU; MACIEL, HOMERO. A Novel Method of Synthesizing Graphene for Electronic Device Applications. MATERIALS, v. 11, n. 7, JUL 2018. (11/50773-0, 18/01265-1, 14/18139-8, 17/18826-3)

GALVAO, NIERLLY; GUERINO, MARCIEL; CAMPOS, TIAGO; GRIGOROV, KORNELI; FRAGA, MARIANA; RODRIGUES, BRUNO; PESSOA, RODRIGO; CAMUS, JULIEN; DJOUADI, MOHAMMED; MACIEL, HOMERO. The Influence of AlN Intermediate Layer on the Structural and Chemical Properties of SiC Thin Films Produced by High-Power Impulse Magnetron Sputtering. MICROMACHINES, v. 10, n. 3, MAR 22 2019. (18/01265-1, 11/50773-0, 14/18139-8)

DE SOUZA, P. R. F.; SOUZA, G. C. C.; PINTO, J. V. F. A.; DORIA, A. C. O. C.; NASCIMENTO, L. M.; GOMES, M. C.; DA SILVA SOBRINHO, A. S.; PETRACONI, G.; SAGAS, J. C.; RODRIGUES, B. V. M.; et al. Effect of Ozone Exposure on Water Uptake and Germination of Lentil (Lens Culinaris) Seeds. OZONE-SCIENCE & ENGINEERING, v. 43, n. 1, p. 48-59, JAN 2 2021. (18/01265-1)