Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhanced bioactivity of calcium phosphate coatings obtained by a direct electrodeposition from Hanks' solution on Ti surface

Pisarek M., Roguska A., Marcon L., Andrzejczuk M., Janik-Czachor M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

261-267

EN

The main requirements for titanium biomaterials are: (a) biocompatibility, (b) resistance to biological corrosion and (c) antisepticity. These requirements may be met by a new generation of titanium biomaterials with a specific surface layer of strictly defined microstructure, chemical and phase composition. Recently, various surface modifications have been applied to form a bioactive layer on Ti surface, which is known to accelerate osseointegration. The purpose of this study was to investigate bioactivity of porous calcium phosphate coatings prepared by a direct electrodeposition on Ti surface from a modified Hanks’ solution. The thick 200 nm coatings, were prepared via cathodic polarization at constant voltage -1.5 V vs. OCP in a Hanks’ solution. In order to evaluate the potential use of the coatings for biomedical applications, the adsorption of bovine serum albumin (BSA), the most abundant protein in blood, and living cells attachment (osteoblasts, U2OS) were studied. The observed differences in living cells attachment suggest a more promising initial cellular response of Ca-P coatings with a pre-adsorbed albumin. The topography and a cross-section view of the Ca-P coatings were characterized using SEM and STEM techniques. The surface analytical techniques (AES, XPS, and FTIR) were used to characterize their chemical composition before and after protein BSA adsorption.

PL

Wymagania stawiane biomateriałom tytanowym to przede wszystkim: (a) biozgodność, (b) odporność na korozję oraz (c) antyseptyczność. Wymagania te mogą zostać spełnione poprzez wytworzenie nowej generacji biomateriałów tytanowych o określonej powierzchni właściwej, z ściśle określoną mikrostrukturą, składem fazowym i chemicznym. Współczesnie znane są różne metody modyfikacji powierzchni Ti prowadzące do formowania bioaktywnych warstw, które przyspieszają proces osteointegracji. Celem naszych badań było zbadanie bioaktywności porowatych powłok fosforanowo-wapniowych (Ca-P) przygotowanych poprzez bezpośrednie elektroosadzanie na powierzchni Ti z roztworu Hanka. Grubość wytworzonych powłok wynosiła około 200 nm, przy parametrach procesu elektroosadzania: napięcie - 1.5 V vs. OCP, czas 8000 s, roztwór Hanka. W celu dokonania oceny możliwości zastosowania badanych powłok dla potrzeb biomedycznych zastosowano adsorpcje albuminy surowicy bydlecej (BSA), która jest najczęstszą występującą proteina we krwi oraz testy komórkowe przyłączania się osteoblastów (linia komórkowa U2OS). Obserwowane zmiany podczas testów z żywymi komórkami sugerują bardziej obiecujacą początkową odpowiedz dla powłok fosforanowo-wapniowych z wstępnie zaadsorbowana albumina. Do obserwacji topografii powierzchni otrzymanych powłok oraz struktury na przekroju zastosowano mikroskopie wysokorozdzielczą SEM oraz TEM. Zastosowano również techniki powierzchniowo czułe: AES, XPS, FTIR w celu okreslenia składu chemicznego warstw przed oraz po adsorpcji protein na ich powierzchni.

2

Auger Electron Spectroscopy for Materials Science: Examples of Applications

Pisarek M., Łukaszewski M., Janik-Czachor M.

Polish Journal of Chemistry

|

2009

|

Vol. 83, nr 8

1393-1412

EN

This paper summarizes the results of the investigations on selected topics from the field of materials science, such as: composition and stability of the passive films on metal alloys and the effect of electrochemical and chemical modifications on the catalytic activity and selectivity of Cu-based amorphous alloys as well as of Raney Ni catalysts doped with Cr. Microscopic and surface analytical techniques like scanning electron microscopy (SEM) and Auger electron spectroscopy (AES) provide an in sight into the mechanism of the functionalization of the materials studied. The local chemical and morphological inhomogeneities at a micro- and nano-scale have been monitored. An attempt has been made to find an interrelation between the composition, structure and morphology of materials and their specific behavior in the processes considered.

3

Charakterystyka połączenia metal-ceramika w kompozytach na osnowie Cu wzmocnionych włóknami SiC modyfikowanymi metodą implantacji jonowej

Matysiak H., Pisarek M., Miśkiewicz M., Kędzierzawski P., Kurzydłowski K. J., Janik-Czachor M.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 1

11-14

PL

Kompozyty o osnowie Cu wzmacniane włóknami SiC stanowią grupę materiałów o potencjalnym zastosowaniu w energetyce jądrowej, przemyśle lotniczym, elektrotechnicznym lub elektronicznym, ze względu na wysoką wytrzymałość i przewodność cieplną oraz dobre właściwości termomechaniczne w podwyższonych temperaturach. Jednakże szersze wykorzystanie tych materiałów wymaga poznania ich struktury oraz właściwości, w tym granicy faz włókno-osnowa. W szczególności istotne jest uzyskanie odpowiedniego połączenia pomiędzy metalem a ceramiką, co można osiągnąć na drodze modyfikacji powierzchni włókna metodami fizycznymi - w tym implantacjąjonów Cu. Przedmiotem niniejszej pracy były warstwy przejściowe polepszające adhezję na granicy metal-ceramika. Warstwy te zbadano w aspekcie ich składu chemicznego, struktury i właściwości w kontekście uzyskania oczekiwanych właściwości kompozytu. Do scharakteryzowania topografii powierzchni włókien przed oraz po procesie implantacji użyto mikroskopii SEM (rys. 1 i 2). Natomiast do zbadania składu chemicznego tworzących się warstw przejściowych zastosowano spektroskopię Augera (rys. 3-^5). W celu określenia właściwości wytrzymałościowych powstałych "złącz" metal-ceramika posłużono się testem push-out (rys. 6). Uzyskane wyniki wykazały, że Cu została zaimplantowana na głębokość około 20 nm. Jednocześnie na skutek implantacji uzyskano ,,rozmycie" granicy faz metal-ceramika, co przyczyniło się do powstania warstwy pośredniej (rys. 3). Stwierdzenie powierzchniowego wzbogacenia próbki SiC w Cu na głębokość nie mniejszą niż 3 nm wskazuje, że implantacja stwarza możliwość uzyskania wzmocnionego połączenia SiC-Cu. Zostało to potwierdzone wynikami badań push-out. Połączenie w kompozycie SiC-Cu jest wyraźnie trwalsze w obecności warstwy implantowanej (rys. 6). Również rejestrowane siły tarcia związane z wypychaniem włókien z metalicznej osnowy są wyższe dla kompozytu, w którym włókno było implantowane.

EN

SiC long fibres reinforced Cu matrix composites are candidate materials for thermonuclear power engineering, aircraft industry, electrical and/or electronic industry, as they combine high thermal conductivity with high mechanical strength at high temperatures. Broadening of their appropriate applications requires detailed investigations of the structure and composition of the metal/fibre interphase which play significant role for composite strength and thermal properties. A non-equilibrium method of Cu implantation into the fibre may help to "dilute" the metal/ceramics interphase thus forming a suitable "interlayer" and improving adhesion at the metal/fibre interface. SEM (Fig. 1 and 2) and Auger Electron Spectroscopy (Fig. 3^5) and were used to characterize interphase regions. In order to achieve information about bonding strength at interface a push out tests were carried. Both types of composites were tested; containing implanted and non-implanted fibers to get an insight into the effect of implantation on the composite's integrity. Measured implantation depth for Cu in SCS6 fibres was 20 nm. Because of implantation the composition gradually changes up to fibre surface (Fig. 3). This effect facilitated the bonding at metal/ ceramic interface. Achieved Cu reach layer of depth grater then 3 nm indicate, that implantation technique give opportunity to improve bonding SiC-Cu, what was proved by push-out tests results. Debonding shear stress is significant higher in case of presence Cu reach implanted layer (Fig. 6). After compete debonding friction forces during fibre push out are also higher for implanted fibres.

4

Modification of Catalytic Activity of Cu-Ti Amorphous Alloy Ribbons by Cathodic Hydrogen Charging

Pisarek M., Janik-Czachor M., Kędzierzawski P., Molnar A., Rac B., Szummer A.

Polish Journal of Chemistry

|

2004

|

Vol. 78 / nr 9

1379-1389

EN

Since hydrogen is known to be one of the most efficient embrittling atomic species, cathodic hydrogen charging was used in an attempt to modify the structure, composition and morphology of Cu-Ti amorphous alloy ribbons. Various methods of analysis such as X-ray electron microanalysis, SEM, XRD and electrochemistry, with varying lateral resolution and different information depths, as well as catalytic tests, were used to follow the changes within the ribbons and at the surface, and their interrelations with catalytic activity. The activity in a test reaction (dehydrogenation of 2-propanol) was enhanced up to a conversion level of 66%, which is much higher than that obtained with all other pre-treatments previously applied.