Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

2D-Raman correlation spectroscopy as a method to recognize of the interaction at the interface of carbon layer and albumin

Kołodziej A., Wesełucha-Birczyńska Aleksandra, Moskal Paulina, Stodolak-Zych Ewa, Dużyja Maria, Długoń Elżbieta, Sacharz Julia, Błażewicz Marta

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2019

|

Vol. 13, No. 3

74--83

EN

In modern nanomaterial production, including those for medical purposes, carbon based materials are important, due to their inert nature and interesting properties. The essential attribute for biomaterials is their biocompatibility, which indicates way of interactions with host cells and body fluids. The aim of our work was to analyze two types of model carbon layers differing primarily in topography, and developing their interactions with blood plasma proteins. The first layer was formed of pyrolytic carbon C (CVD) and the second was constructed of multi-walled carbon nanotubes obtained by electrophoretic deposition (EPD), both set on a Ti support. The performed complex studies of carbon layers demonstrate significant dissimilarities regarding their interaction with chosen blood proteins, and points to the differences related to the origin of a protein: whether it is animal or human. However the basic examinations, such as: wettability test and nano sctatch tests were not sufficient to explain the material properties. In contrast, Raman microspectroscopy thoroughly decodes the phenomena occurring at the carbon structures in contact with the selected blood proteins. The 2D correlation method selects the most intense interaction and points out the different mechanism of interactions of proteins with the nanocarbon surfaces and differentiation due to the nature of the protein and its source: animal or human. The 2D correlation of the Raman spectra of the MWCNT layer+HSA interphase proves an increase in albumin β-conformation. The presented results explain the unique properties of the Clayers (CVD) in contact with human albumin.

2

Mechanical and tribological properties of gradient a-C:H/Ti coatings

Batory D., Szymański W., Cłapa M.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 3

415--423

EN

The unusual combination of high hardness and very low friction coefficient are the most attractive tribological parameters of DLC (diamond-like carbon) layers. However, their usability is strongly restricted by the limited thickness due to high residual stress. The main goal of the presented work was to obtain thick, wear resistant and well adherent DLC layers while keeping their perfect friction parameters. As a proposed solution a Ti–TixCy gradient layer was manufactured as the adhesion improving interlayer followed by a thick diamond-like carbon film. This kind of combination seems to be very promising for many applications, where dry friction conditions for highly loaded elements can be observed. Both layers were obtained in one process using a hybrid deposition system combining PVD and CVD techniques in one reaction chamber. The investigation was performed on nitrided samples made from X53CrMnNiN21-9 valve steel. Structural features, surface topography, tribological and mechanical properties of manufactured layers were evaluated. The results of the investigation confirmed that the presented deposition technique makes it possible to manufacture thick and well adherent carbon layers with high hardness and very good tribological parameters. Preliminary investigation results prove the possibility of application of presented technology in automotive industry.

3

Modyfikacja powierzchni polimerów przez osadzanie warstw węglowych i ceramicznych

Małek A., Konefał-Góral J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

560--564

PL

Tematyka pracy jest związana z badaniami, których celem jest zapewnienie optymalnych właściwości tworzyw polimerowych, które obecnie w coraz większym stopniu zastępują w technice metale i ich stopy oraz szkło i ceramikę. Istotnym walorem w tych zastosowaniach jest ich mały ciężar właściwy, dobra odporność na korozję, możliwość precyzyjnego i taniego formowania elementów mechanicznych. Wykonuje się z nich uszczelki, amortyzatory, elementy stosowane w lotnictwie, przemyśle chemicznym, elektrycznym i samochodowym. Pewne ograniczenia w stosowaniu wynikają z ich słabych właściwości powierzchniowych, takich jak mała twardość, mała odporność na ścieranie i zarysowanie. Skutecznym sposobem poprawy tych właściwości jest osadzanie odpowiednich warstw metodami zapewniającymi dobrą przyczepność do podłoża w temperaturze nie przekraczającej temperatury mięknięcia polimeru. W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem i charakterystyką warstw węglowych typu a-C:H, a-C:N:H oraz hybrydowych a-C:N:H/SiCxNy(H) na poliwęglanie, poliuretanie oraz polieteroeteroketonie metodą RFCVD. Warstwy szczelnie maskują powierzchnie polimerów i są dobrze przyczepne do podłoża dzięki wytworzeniu przed procesem osadzania międzywarstwy przez trawienie powierzchni Ar+ lub w postaci a-C:N:H. Wszystkie pierwiastki tworzące poszczególne warstwy występują w postaci związanej w ugrupowaniach węgiel-wodór, węgiel-azot, węgiel-węgiel, azot-wodór, węgiel-wodór, a w a-C:N:H/SiCxNy(H) dodatkowo krzem-węgiel, krzem- -azot, krzem-wodór. Modyfikacja prowadzi do znaczącej poprawy właściwości mechanicznych polimerów. Najlepsze efekty osiąga się w przypadku warstw zawierających krzem.

EN

Topics of this work is to determine the operational properties of polymers, a group of materials which are currently replacing in technique metals and its alloys, glass and ceramics. An important advantage of this materials in these applications is their low specific weight, corrosion resistance, the ability to easy and low cost forming for example mechanical components. Polymers are good materials on seals, shock absorbers, components used in aerospace, chemical, electrical and automotive industries. Certain restrictions on its use due to their poor surface properties such as low hardness, low resistance to abrasion and scratching. An effective way to improve insufficient properties is deposition on their surface layer with good adhesion to the substrate at temperatures not exceeding the softening temperature of the polymer. The paper presents results of research on obtaining and characterization of carbon layers a-C:H, a-C:N:H and hybrid a-C:N:H/SiCxNy(H) on polycarbonate, polyurethane and polieteroeteroketonie by RFCVD. The layers obtained in this process tightly covered polymers and are well adhesive to the substrate because of formation interlayer during etching by Ar+ ions or in the form of a-C:N:H. All the elements forming the individual layers are bonded in groupings of carbon-hydrogen, carbon-nitrogen, carboncarbon, nitrogen, hydrogen, carbon-hydrogen and in a-C:N:H/SiCxNy(H) additional silicon-carbon, silicon, nitrogen, silicon-hydrogen. The modification leads to significant improvement in mechanical properties of polymers, with the best results are achieved in the case of layer containing silicon.

4

Biologiczna ocena warstw węglowych domieszkowanych srebrem

Jakubowski W., Komorowski P., Bociaga D., Batory D., Niedzielski P., Walkowiak B.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

89

PL

Postęp w naukach biologicznych i medycznych jest obecnie coraz silniej uzależniony od gromadzenia i poddawania analizie informacji o wzajemnych relacjach między komórkami żywych organizmów a powierzchniami materiałów abiotycznych. Szczególnie istotne jest to w dziedzinach związanych z wykorzystaniem biomateriałów, ale taka zależność jest też silnie widoczna w obszarze obejmującym przemysł przetwórczo-spożywczy. Oddziaływania materiał - komórka żywa, w znacznej mierze wykraczają poza dotychczas postrzegany zakres standardowego wykorzystania biomateriałów, a odkrycia na polu interakcji powierzchni materiałów z komórkami mają coraz większe znaczenie w prawidłowym użytkowaniu nowoczesnych systemów dystrybucji wody pitnej, a także przemysłowych systemów chłodzenia i obiegu cieczy. Wspomniany postęp stawia kolejne wyzwania przed inżynierią materiałową, która odpowiada za opracowywanie nowych technologii i materiałów mających spełniać coraz bardziej rygorystyczne oczekiwania użytkowników. Lepsze zrozumienie zależności w jakich pozostaje układ środowisko - organizmy żywe - materiał inżynierski prowadzą do wyeliminowania materiałów stwarzających potencjalnie zagrożenie, z jednoczesnym wprowadzeniem nowych materiałów, lepiej spełniających swoje funkcje. W procesie opracowania materiałów o wysokiej biozgodności uwagę naukowców w dużej mierze skupia grupa problemów związanych z zasiedlaniem powierzchni abiotycznych przez mikroorganizmy. Ograniczenie lub wyeliminowanie procesu kolonizacja powierzchni biomateriałów, zwykle prowadzącego do rozwinięcia się trudno zwalczanego biofilmu, stanowi istotne wyzwanie dla nowoopracowywanych biomateriałów. W literaturze fachowej dostrzegane są niekorzystne efekty, obserwowane przede wszystkim w praktyce klinicznej, do jakich doprowadza rozwiniecie się biofilmu na powierzchniach implantów. Opisywany jest także efekt wzrostu oporności takich kolonii bakteryjnych na działania układu immunologicznego oraz farmakoterapię. Jedną z możliwych modyfikacji powierzchni, pozwalających na ograniczenie zasiedlania ich przez mikroorganizmy, jest wprowadzenie elementów o działaniu bakterio- i grzybobójczym. W Instytucie Inżynierii Materiałowej opracowany został materiał, wytwarzany metodą hybrydową RF PACVD/MS, łączący bioinertny charakter warstw węglowych z bakteriobójczymi właściwościami jonów srebra. Powłoka tego typu pozwala na znaczące ograniczenie adhezji bakterii prowadzącej do rozwoju biofilmu na powierzchni materiału, przy jednoczesnej znikomej cytotoksyczności dla komórek organizmów wyższych. Wyniki eksperymentów prowadzonych z wykorzystaniem modelowych hodowli bakterii E.coli (DH5a) oraz komórek ludzkich osteoblastów (Saos 2) i komórek śródbłonka (EA.hy 926) w pełni potwierdziły zakładane właściwości nowego materiału.

EN

Progress in biological sciences and medicine is today increasingly dependent on collecting and examining information on the relationship between the cells of living organisms and abiotic surfaces of different materials. This is especially important in areas related to the use of biomaterials, and this dependence is particularly evident in certain areas such as the food industry. Interactions between material - living cells, has until recently been largely considered outside the scope of the standard use of biomaterials. The discovery of cell interactions with material surfaces are of growing importance in the proper use of modern drinking water distribution systems, industrial cooling systems and fluid circulation. This progress poses new challenges for materials engineering, which is responsible for the development of new technologies and materials that must meet increasingly stringent standards. With a better understanding of relationships present in such a system: environment - living cells - material engineering, it will be possible to eliminate any materials that poses a potential threat, and introduce new materials, that perform their functions more efficiently. In the process of developing materials with high a degree of biocompatibility, much of the research has focused on the problem of abiotic surface colonization by different microorganisms. One of the most significant challenges in developing new biomaterials is the reduction or elimination of biomaterial surface colonization, which usually leads to the development of a biofilm. In the literature the adverse effects of such interactions have been observed, primarily in clinical practice and the development of biofilms on the surface of implants. Increased resistance of these bacterial colonies to the human immune system and drug therapy has also been described. One possible material surface modification, which could reduce microorganism colonization, is the introduction of elements that exhibit bactericidal and fungicidal activity. The Institute of Materials Engineering has developed a material produced using a hybrid method RF PACVD/MS, which combines the bioinert nature of carbon layers and the bactericidal properties of silver ions. Such a coating can significantly reduce the degree bacterial adhesion, which results in the development of a biofilm on the surface materials, whilst having a negligible cytotoxic effect on the cells of higher organisms. Results of experiments conducted using the model bacterium E. coli culture (DH5a) together with human osteoblastic (Saos 2) and endothelial cells (EA.hy 926) have fully confirmed the assumed properties of this new material.

5

Warstwy a-C:N:H na polimerach osadzane w układzie PE CVD

Jonas S., Małek A., Konefał J., Boszkowicz P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

997-1001

PL

Powierzchnia polimerów może być modyfikowana za pomocą warstw węglowo azotowych (a-C:N:H) otrzymanych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmowo. Warstwy były osadzane z plazmy CH4/N2/Ar generowanej falami o częstotliwości radiowej (13,56 MHz, 300 W) i mikrofalami (2,45 GHz, 2 kW). Serie eksperymentów umożliwiły wyznaczenie technologicznych parametrów procesu prowadzącego do osadzenia warstw wysokiej jakości, dobrze przyczepnych do podłoża PC, Plexi i PET. Uzyskane warstwy były przedmiotem badań strukturalnych oraz składu chemicznego, wykonanych technikami EDS i FT IR. Ustalono, że parametry chropowatości próbek z warstwami były znacznie niższe niż parametry charakteryzujące powierzchnie po trawieniu w plazmie Ar i pozostawały na tym samym poziomie lub były nieznacznie niższe niż te dla surowych powierzchni polimerowych.

EN

The paper demonstrates that polymer surface may be modified by means of carbon nitride layers (a-C:N:H) formed by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition method. The layers were deposited from CH4/N2/Ar plasma generated by radio-frequency waves (13.56 MHz) and microwaves (2.45 GHz). A series of experiments enabled determination of technological parameters appropriate to the deposit well-adhering and high quality layers on PC, Plexi and PET surface. The obtained layers were subject to structural and chemical composition studies employing energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR) techniques. It was established that roughness parameters of the samples with layers were visibly lower than the parameters characterizing the surface after pre- treating with Ar plasma and remained on the same level or were slightly lower than those for raw polymer surfaces.

6

Correlation between electric parameters of carbon layers and their capacity for field emission

Gronau R.

Journal of Telecommunications and Information Technology

|

2007

|

nr 3

37-38

EN

The aim of this work is to study a possibility of field electron emission from carbon layers produced by radio frequency plasma chemical vapor deposition (RF PCVD) method. A correlation between electric parameters of the layers and the ability to produce electron emission is also studied through material (AFM) and electrical (C-V, I-V) characterization of the obtained layers. It is demonstrated that the layers deposited with the highest self-bias exhibit the highest capacity for electron emission.

7

Wpływ warstwy węglowej na własności użytkowe narzędzi chirurgicznych

Marciniak J., Paszenda Z., Basiaga M., Smolik J.

Engineering of Biomaterials

|

2007

|

Vol. 10, no. 65-66

10-12

8

Struktura warstw węglowych wytworzonych na stopach NiTi wykazujących pamięć kształtu

Lelątko J., Goryczka T., Rówiński E., Pączkowski P., Drdzeń A., Morawiec H.

Engineering of Biomaterials

|

2007

|

Vol. 10, no. 63-64

34-36

9

Wytwarzanie warstw węglowych w nowym reaktorze MW/RF

Kaczorowski W., Niedzielski P., Mitura S.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

28-31

PL

Warstwy węglowe wytworzono metodą dwuczęstotliwościową (MW/RF PCVD - microwave and radio frequency plasma chemical vapor deposition) z zastosowaniem częstotliwości radiowej i mikrofalowej. Optymalizacja parametrów procesu umożliwiła nanoszenie jednorodnych powłok na stali AISI 316 L Warstwy zostały wytworzone przy wykorzystaniu różnych mieszanin gazów (metanu - CH4 albo metanu z argonem - CH4/Ar). Analiza morfologii i struktury uzyskanych powłok przeprowadzona została z wykorzystaniem technik: mikroskopu optycznego, skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) i mikroskopu sił atomowych (AFM). Do identyfikacji składu fazowego wytwarzanych warstw zastosowano spektroskopię ramanowską. W pracy tej zostały opisane szczegóły eksperymentu oraz uzyskane wyniki.

EN

Carbon films were prepared in microwave and radio frequency plasma reactor using dual frequency method (MW/RF PCVD -microwave and radio frequency plasma chemical vapour deposition). The parameters of the deposition were optimised to get uniform films on the stainless steel AISI 316 L. These films were obtained from different mixtures of gases (methane - CH4 or methane/argon- CH4/Ar). Optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) techniques were used to analyse the morphology and structure of deposited layers. Raman spectroscopy was performed to identify phases present in the films. In this paper experimental details and results were described.

10

Badania warstw węglowych wytworzonych na stopach magnezu metodą PACVD

Gołąbczak M., Couvrat P.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

24--28

PL

W pracy przedstawiono metodę wytwarzania warstw węglowych na stopie magnezu AZ31 oraz wybrane wyniki badań dotyczące ich właściwości ochronno-dekoracyjnych. Do wytworzenia warstw węglowych zastosowano metodę PACVD (Plasma Activated Chemical Vapour Deposition), polegającą na rozkładzie metanu w plazmie wysokiej częstotliwości. Prezentowane wyniki badań obejmują: identyfikację wytworzonych warstw węglowych na stopie magnezu, ocenę mikroskopową powierzchni tych warstw oraz testy ich odporności korozyjnej.

EN

In the paper the method of manufacturing of carbon layers on A31 magnesium alloy and selected results concerning their decorative and protective properties have been presented. For manufacturing of carbon layers the Plasma Activated Chemical Vapour Deposition method has been applied. The idea of this technology has consisted in the process of excite of dense plasma in methane in a radio frequency field 13,56 MHz at a gas pressure 10-20Pa. Presented investigation results has included: identification of carbon layers manufactured on magnesium alloy, their microscopic estimation and corrosion resistance.