Síntese e análise microbiológica de substratos poliméricos recobertos com filmes ultra-finos de TiO2 e/ou Al2O3 pela tecnologia de deposição por camada atômica

Resumo

A deposição por camada atômica (atomic layer deposition - ALD) tem demonstrado ser uma tecnologia atraente para depositar filmes finos para muitas aplicações avançadas, da nanotecnologia à biomedicina. Este projeto de pesquisa visa investigar o crescimento e as propriedades de filmes ultra-finos de dióxido de titânio (TiO2) e/ou óxido de alumínio (Al2O3) depositados pela técnica ALD sobre substratos de poliuretano (PU), polidimetilsiloxano (PDMS) e cloreto de polivinil (PVC), e discutir seu efeito sobre o crescimento e o processo de inativação, em caso de contaminação, da levedura Candida albicans. Estes substratos são frequentemente utilizados na síntese de dispositivos médico-hospitalares, como cateteres de longo período de uso, que podem ser suscetíveis a contaminação microbiológica. Para isso, ensaios físico, químico e microbiológicos serão realizados. No processo de ALD do filme de TiO2, TiCl4 e H2O serão usados como precursores, enquanto que para o filme de Al2O3, serão utilizados os precursores Al(CH3)3 e H2O. Todos os processos serão realizados a uma temperatura fixada em 80ºC, enquanto o número de ciclos de reação para crescimento dos filmes será variado de 500 a 2000. Será também investigado o efeito da inserção de nanocamadas de Al2O3 no filme de TiO2, formando assim a estrutura de nanolaminato. Para análise microbiológica, leveduras de cepas padrão de C. albicans (ATCC 10231) serão cultivadas em substratos não recobertos e recobertos com TiO2 e/ou Al2O3, e depois as atividades antifúngicas e fotocatalíticas destes serão investigadas através do método de contagem de unidades formadoras de colônias (CFU) antes e após o tratamento com luz ultravioleta. Para avaliar a cinética de crescimento, a composição elementar, a estrutura do material, as ligações químicas, o ângulo de contato, o trabalho de adesão e a morfologia da superfície dos filmes finos, serão utilizadas diversas técnicas químicas, físicas e físico-químicas de caracterização de materiais. Por fim, é proposto o desenvolvimento/construção de um reator ALD tipo fluxo-cruzado, uma vez que o proponente adquiriu, nestes últimos anos, um "know-how" suficiente em uma máquina ALD comercial (Beneq TFS-200, projeto FAPESP/PRONEX 2011/50773-0). Este equipamento será desenvolvido considerando um futuro tratamento de substratos tridimensionais como cateteres. (AU)