Investigação do mecanismo envolvido na automontagem de partículas do vidro bioativo 58s estimulada por ondas ultrassônicas para obtenção de scaffolds vítreos
Autor
Luis Felipe Moreira Oliveira
Orientador
- Orientador João Henrique Lopes
Área de Concentração
Materiais, Manufatura e Automação
Data de Defesa
13/12/2024
Número da Tese
80149
Resumo
A presente dissertação teve como objetivo investigar o mecanismo de automontagem de partículas vítreas mediadas por ligações de fosfato estimuladas por ondas ultrassônicas de baixa energia por meio do método Surface Phosphate Bonding (SPB), visando à obtenção de scaffolds vítreos. O estudo multiespectroscópico empregado nas das partículas tratadas com diferentes fontes de fosfato revelou a manutenção da estrutura vítrea, além da formação de um xerogel de sílicofosfato na superfície das partículas, que expostas as ondas ultrassônicas desencadeiam a automontagem. O aumento das partículas pode ser explicado por um mecanismo de ligações de fosfato do tipo P-O-Si, que são moduladas na presença de radicais hidroxila (oOH) e hidrogênio (oH), podendo ser descrita pelo processo de interação de espécies presentes na superfície: as espécies do tipo "xerogel-O-P". interage com grupos hidroxila presentes na superfície (Si-OH) da particula, resultando na formação de uma ligação P-O-Si, que conecta duas partículas de xerogel. O radical oH, gerado como subproduto da condensação, pode desencadear novas reações radicalares nos grupos fosfato vizinhos, perpetuando o processo de automontagem. Para partículas MMGF Na3PO4 é formado uma camada espessa de silicofosfato, essa camada é altamente porosa com grande área superficial, expondo uma quantidade significativa de grupos fosfato para interagir com radicais como oC3H7O e oOH. Esses radicais são capturados pelos grupos fosfato, gerando intermediários altamente reativos que participam do mecanismo de condensação descrito. Em contraste, as amostras MMGF tratadas com H3PO4 e (NH4)2HPO4durante a etapa TGF apresentam superfícies densas e menos reativas devido à menor porosidade e à espessura reduzida da camada modificada. Esses fatores limitam a exposição dos grupos fosfato e, consequentemente, reduzem a eficiência do processo de automontagem. Embora as variações locais de temperatura e pressão causadas pela cavitação possam promover a sinterização, a estabilidade a longo prazo do scaffold é depende da formação de ligações covalentes fortes, que são facilitadas pelo mecanismo radicalar, que além de promover a automontagem também fortalece as interações químicas entre elas, assegurando a obtenção scaffolds vítreos com alta estabilidade.
