Síntese de biomateriais compósitos de hidroxiapatita e nanoestruturas de carbono

Abstract

Biomateriais vêm sendo estudados para reposição de tecidos naturais que apresentam falhas. A Hidroxiapatita (HAp) é uma opção para preenchimento ósseo já existente no mercado. Apesar de sua aplicação extensiva no campo de enxertos odontológicos, a HAp apresenta propriedades que não atendem às aplicações que requerem maior rendimento em propriedades mecânicas. Para contornar esta limitação, materiais compósitos são desenvolvidos. Estudos recentes em nanoestruturas de carbono indicam que a aplicação destes nanomateriais como fase de reforço em compósitos propiciam um aumento da resistência mecânica, além de possuirem propriedades elétricas e térmicas únicas. O presente trabalho apresenta a síntese e caracterização de biomateriais compósitos por diferentes métodos. Amostras de hidroxiapatita/óxido de grafeno (HAp/GO) foram sintetizadas por coprecipitação química. Compósitos de hidroxiapatita/nanotubos de carbono (HAp/CNT) foram sintetizados pela deposição química de vapor (CVD) de acetileno sobre pós de HAp contendo catalisador à base de Fe-Co. Os materiais foram caracterizados por DRX, espectroscopia RAMAN, MEV e MET. Nanoestruturas de carbono foram detectados na superfície das partículas de HAp. A análise das bandas- e G- da espectroscopia Raman indicaram qualidade razoável dos CNTs produzidos. As amostras de HAp/GO contendo 2 w% de solução de GOapresentaram folhas? de óxido de grafeno distribuídas na superfície e em contato com as partículas de HAp, podendo atuar como reforço mecânico.

Abstract : Biomaterials have been studied for the replacement of natural tissues that present defects. Hydroxyapatite (HAp) is an option for bone filling already existing in the market. Despite its extensive application in the field of dental grafts, the HAp presents properties that do not meet the applications with higher demands of mechanical properties. To circumvent this limitation, composite materials are developed. Recent studies in carbon nanostructures indicate that the application of these nanomaterials as reinforcement phase in composites increases of the mechanical resistance, besides possessing unique electrical and thermal properties. The present work presents the synthesis and characterization of composite biomaterials by different methods. Hydroxyapatite / graphene oxide (HAp/GO) samples were synthesized by chemical co-precipitation. Hydroxyapatite / carbon nanotubes composites (HAp/CNT) were synthesized by the chemical vapor deposition (CVD) of acetylene on HAp powders containing Fe-Co-based catalyst. The materials were characterized by XRD, RAMAN, SEM and TEM. Carbon nanotubes with diameter of 552 nm were detected on the surface of HAp particles. The analysis of the D- and G- bands of Raman spectros-copy indicated reasonable quality of the CNTs produced. The samples of HAp/GO containing 2 w% of GO solution presented graphene oxide sheets distributed on the surface and in contact with the HAp particles, which could act as mechanical reinforcement.