XXVII Congresso de Iniciação Científica da UNESP
III Fórum Internacional de Iniciação Científica da UNESP
Estudo dos Plasmas e das Propriedades Físicas, Químicas e
Biológicas das Superfícies Processadas e/ou Sintetizadas à Plasma
Carolina Chaves Pinheiro, Maurício Antonio Algatti, Pedro William Paiva Moreira Júnior
UNESP, Campus de Guaratinguetá
Introdução
A tecnologia de modificação de superfícies a Plasma (do inglês, PSM)
é uma opção eficaz e econômica de tratamento de superfícies para muitos
materiais, área de crescente interesse para engenharia biomédica. A
grande vantagem do tratamento a plasma é que as propriedades da
superfície e sua biocompatibilidade podem ser seletivamente
aprimoradas, enquanto a estrutura do material permanece
inalterada(CHU, CHEN, WANG, HUANG, 2002).
O plasma é considerado o quarto estado da matéria, acredita-se que
mais de 99% do universo é composto por plasma. Íons, elétrons, átomos,
moléculas e radicais altamente excitados (YASUDA, 1985) implicam em
um ambiente químico extremamente reativo, característico dos plasmas.
Resultados e Discussão
Todos os filmes depositados aprimoraram a característica hidrofílica
das amostras de pmma. Inicialmente, o ângulo de contato da água com a
superfície era de 70,67 ± 3,10°.
Analisando o gráfico da Molhabilidade (Ângulo de contato) x
Pressão para diferentes potências de plasma abaixo, percebe-se que as
atmosferas de menor pressão produziram filmes com maior afinidade à
água. O aumento da pressão faz diminuir a contagem de espécies por
segundo e ainda diminui a variedade de fragmentações e recombinações
do diglime reduzindo a quantidade de grupos polares nas estruturas dos
polímeros gerados em pressões mais elevadas.
Objetivos
O presente projeto discute a aplicação de filmes poliméricos
depositados a partir de plasmas em atmosfera de diglime de modo a
aumentar a hidrofilicidade das superfícies de lentes de contato e assim,
melhorar a lubrificação dos olhos de quem as utiliza.
Material e Método
O sistema do reator utilizado para o estudo é mostrado abaixo:
Figura 1. Sistema do reator
A câmara do reator é constituída de aço inoxidável e é alimentada
por uma fonte Tokyo Hy-Power modelo RF-300 ligada ao casador Tokyo
Hy-Power MB-300 com objetivo de equilibrar a impedância da fonte com o
plasma. O sistema de evacuação é composto por duas bombas mecânicas
Edwards modelo M18 e uma bomba turbo molecular Edwards modelo
EXT250. Um fluxômetro Edwards modelo 825 Mass Flow Controller
controlado por um AutomaticMass Flow Controller modelo 1605 é usado
para a admissão dos gases. Para monitorar a pressão no interior da
câmara, dois medidores de pressão, Pirani (até 45 mTorr) e Full Range (até
0,0075 mTorr), são utilizados.
Foram estudados os plasmas gerados por RF na freqüência de 13,56
MHz em atmosferas de Dietileno-glicol-dimetil-eter (C6H14O3), mais
conhecido como Diglime. Efetuando-se a variação da potência de RF de 5
à 20 Watts e também a variação da pressão na atmosfera da descarga de
55 à 150 mTorr, obteve-se filmes poliméricos com diferentes
propriedades. Para aferir a hidrofilicidade da superfície de pmma tratada,
um goniômetro Ramé-Hart modelo 300-FI foi utilizado.
Financiamento
Gráfico Molhabilidade x Pressão a Diferentes Potências de Plasma
O baixo ângulo de contato relatado se deve à baixa energia e
densidade do plasma utilizado (baixa potência aplicada), o que
proporciona um baixo grau de fragmentação das moléculas de diglime, o
que implica que a estrutura polimérica destes filmes tem baixo nível de
entrelaçamento.
Conclusões
A utilização de tratamentos a plasma proporciona características
únicas às superfícies modificadas. Através de atmosferas controladas
foi possível um expressivo aumento no grau de hidrofilicidade da
superfície tratada, grande vantagem para aplicações na área biomédicooftalmológica.
Bibliografia
CHU, P.K., CHEN, J.Y., WANG, L.P., HUANG, N., Plasma Surface
Modification of biomaterials, Materials Science and Engeneering, R 36,
2002, 143-206.
YASUDA, H. Plasma polymerization. New York: Academic Press, 1985.
MOREIRA JÚNIOR, P. W. P. Caracterização de Plasmas a partir do
Monômero Diglime através da Espectrometria de Massa: Deposição
Polimérica 2015. 85f. Dissertação (Mestrado em Física) - Faculdade de
Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual
Paulista, Guaratinguetá, 2015.
Agradecimentos
Agradecimentos ao Pibic/CNPq e FAPESP e ao apoio dos professores
que orientaram este projeto.