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Desenvolvimento, caracterização e qualificação de materiais carbonosos sintetizados por técnicas CVD e PECVD

Processo: 13/05269-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de maio de 2013
Vigência (Término): 31 de maio de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica
Convênio/Acordo: CNPq - Pronex
Pesquisador responsável:Homero Santiago Maciel
Beneficiário:Everton Diniz dos Santos
Instituição-sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:11/50773-0 - Núcleo de excelência em física e aplicações de plasmas, AP.TEM
Assunto(s):Diamantes CVD   Próteses ortopédicas   Tribologia

Resumo

A proposta do PRONEX contempla a investigação em física e tecnologia de plasmas procurando fomentar atividades de P&D que integrem, pela composição das equipes e pela natureza dos trabalhos, os grupos que compõem o Núcleo de Excelência em Física e Aplicação de Plasmas. A presente proposta bem se justifica e se mostra oportuna no contexto do "The 2012 Plasma Roadmap", adequando-se aos objetivos da linha de pesquisa deste Núcleo de Excelência que tem como foco o processamento de materiais, em específico a síntese de materiais a base de carbono. O bolsista selecionado exibe potenciais competências e a necessária motivação para a execução do plano de trabalho que prevê a produção de filmes de diamante amorfo hidrogenado (a-CH) usando técnica PECVD e "sputtering" bem como a produção de filmes de diamante usando técnica CVD. Esses materiais carbonosos são bastante investigados e suas aplicações são ainda crescentes nos vários campos do setor produtivo. A dopagem e incorporação de nanopartículas nesses materiais enriquecem suas propriedades e ampliam o leque de suas aplicações. No caso do presente plano de trabalho, cada material produzido, após devidamente caracterizado, terá sua aplicabilidade testada e qualificada para fins específicos. Assim, o diamante amorfo hidrogenado, ou DLC (Diamond Like Carbon) hidrogenado (a-CH), será avaliado quanto sua aplicabilidade para a área biomédica enquanto que o filme de diamante será testado como revestimento resistente à irradiação de plasma de fusão em reatores Tokamak e à irradiação de uma tocha de plasma térmico. O grupo Nanotecplasma, que acolhe o aluno Everton Diniz, possui infraestrutura laboratorial para pesquisa avançada em processamento de materiais e conta com apoio de outros grupos, como o do ITA e da USP, que fazem parte deste Núcleo de Excelência. No que concerne às aplicações específicas serão estudados tanto revestimentos de diamante resistentes à radiação de plasmas de reatores Tokamak, quanto filmes de a-CH para uso em próteses ortopédicas. Serão investigados os fatores que favorecem o aumento do tempo de vida dos revestimentos, como dopantes metálicos e dielétricos, buscando compreender, em detalhes, os mecanismos relacionados à interação físico-química na região de contato com o ambiente em que o recobrimento é exposto. No caso do diamante, a taxa de desgaste do filme será verificada expondo amostras do material à irradiação do plasma no interior de um reator de fusão do tipo Tokamak, existente no Instituto de Física da USP. Analogamente o material será exposto a irradiação de uma tocha de plasma térmico (tocha de vapor de água do ITA) a qual emite radiação UV de alta intensidade. A finalidade neste caso é qualificar a resistência de recobrimentos com diamante em ambiente de radiação UV de alta intensidade. Para o caso dos recobrimentos de a-CH, estes contemplam aplicação biomédica, e serão submetidos a análises de tribocorrosão visando o estudo da sua degradação em ambientes que simulam meios corrosivos e biológicos. Os resultados destas análises serão correlacionados com as análises morfológica e química dos materiais produzidos. (AU)

Publicações científicas
(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)
EVERTON DINIZ DOS SANTOS; GERSON LUQUETA; RAMU RAJASEKARAN; THAISA BAESSO DOS SANTOS; ANELISE CRISTINA OSORIO CESAR DORIA; POLYANA ALVES RADI; RODRIGO SAVIO PESSOA; LUCIA VIEIRA; HOMERO SANTIAGO MACIEL. Macrophages adhesion rate on Ti-6Al-4V substrates: polishing and DLC coating effects. Res. Biomed. Eng., v. 32, n. 2, p. 144-152, Jun. 2016.

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