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On mechanical properties and bioactivity of PVDF-BCP composites
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Resumo Um biocompósito cerâmico/polimérico com alto potencial para aplicações práticas multifuncionais em engenharia de tecidos ósseos foi sintetizado usando o conhecido polímero piezoelétrico, fluoreto de polivinilideno (PVDF), e a cerâmica altamente bioativa, fosfato de cálcio bifásica (BCP), obtida a partir de ossos de peixes reciclados. Uma alta bioatividade foi observada no compósito PVDF-BCP quando este foi submetido a condições que simulam um corpo animal. De fato, uma camada de apatita muito espessa (9 μm) cresceu em sua superfície no experimento de imersão (7 dias) em fluido corpóreo simulado (SBF). As características estruturais do compósito PVDF-BCP mostraram semelhanças com ossos de animais jovens, altamente bioativos, sobrepostos com fases polimórficas de PVDF. Ensaios mecânicos revelaram propriedades muito semelhantes às do tecido ósseo humano, com uma resistência à compressão atingindo 80 MPa. Juntos, todos esses fatores indicaram um material muito promissor para aplicação em implantes e/ou substituições ósseas com recuperação pós-operatória controlada/acelerada por estímulos externos.
Abstract A ceramic/polymer biocomposite with high potential for multifunctional practical applications in bone tissue engineering was synthesized by using a well-known piezoelectric polymer, polyvinylidene fluoride (PVDF), and a high bioactive biphasic calcium phosphate (BCP) ceramic obtained from recycled fish bones. High-bioactivity was observed for the PVDF-BCP composite when it was subjected to conditions that simulate the animal body once a very thick apatite layer (9 μm) was grown on its surface in an immersion experiment (7 days) in simulated body fluid. The structural characteristics of the PVDF-BCP composite showed similarities with highly bioactive young animal bones, overlapped with PVDF polymorphic phases. Mechanical tests revealed properties very similar to those of the human bone tissue with a resistance strength reaching 80 MPa. Together, all these factors indicated a very promising material for application in osseous implants/replacement with postoperative recovery controlled/accelerated by external stimuli.
https://doi.org/10.1590/0366-69132018643712325
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Processamento e caracterizações estruturais, microestruturais e ferroelétricas do composto magnetoelétrico BiFeO3-PbTiO3 obtido pelo método de Pechini
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Freitas, V. F.
; Dias, G. S.
; Rosso, J. M.
; Bonadio, T. G. M.
; Miyahara, R. Y.
; Tominaga, T. T.
; Cótica, L. F.
; Santos, I. A.
.
Resumo Neste trabalho uma rota alternativa de síntese, o método de Pechini modificado, foi utilizada para obter nanopartículas do composto BiFeO3-PbTiO3 (BFPT). As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura revelaram tamanhos de partículas inferiores a 120 nm. Análises estruturais apontaram a organização estrutural do composto (formação de estruturas com simetria tetragonal) como função da temperatura de síntese. Cálculos da polarização espontânea indicaram a intensidade alcançada no composto BFPT. As análises de densidade eletrônica obtidas pelo método da máxima entropia indicaram a configuração das ligações químicas presentes no composto.
Abstract In this work an alternative synthesis route, the modified Pechini method, was used to obtain nanoparticles of the BiFeO3-PbTiO3 (BFPT) compound. The scanning electron microscopy images revealed particle sizes below 120 nm. Structural analysis showed the structural organization of the compound (structure formation with tetragonal symmetry) as function of synthesis temperature. Calculations indicate spontaneous polarization intensity achieved in the BFPT compound. The analysis of electron density obtained by the maximum entropy method indicated the configuration of the chemical bonds present in the compound.
https://doi.org/10.1590/0366-69132016623621946
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Resúmenes
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Cinética de liberação de potássio em solos do Rio Grande do Sul
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Revista Brasileira de Ciência do Solo
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Estudos sobre cinética de dessorção de potássio em solos podem contribuir para o melhor entendimento da disponibilidade desse nutriente no solo para as plantas. Este trabalho, realizado em 1993, teve por objetivos investigar a cinética de liberação de potássio em três solos do Rio Grande do Sul e comparar quatro equações para descrevê-la. O experimento utilizou amostras superficiais (0-20 cm) dos horizonte A de um vertissolo, de um podzólico e de um latossolo. A dessorção do potássio foi quantificada desde um minuto até 2.400 horas, usando-se resina trocadora de cátions (IR-120). O K trocável nos três solos foi liberado em 12 minutos de equilíbrio com a resina H-saturada. As quantidades cumulativas de potássio não-trocável liberadas dos solos decresceram, na seqüência vertissolo (436 mg kg-1 de K) > podzólico (64 mg kg-1 de K) > latossolo (46 mg kg-1 de K). A equação parabólica de difusão foi a mais apropriada para descrever a cinética de liberação do potássio não-trocável dos solos, pelo maior valor do coeficiente de correlação e pelo menor valor do erro-padrão da estimativa. As taxas de liberação do potássio não-trocável dos solos, estimadas por esta equação, foram de 2,09 x 10-2 h-1, para o vertissolo; de 1,89 x 10-2 h-1, para o podzólico, e de 0,97 x 10-2 h-1, para o latossolo.
Kinetics studies of potassium release from soils can improve our knowledge about its availability to plants. The present study, carried out in 1993, was undertaken to investigate the kinetics of potassium release and to compare four kinetics equations to describe the K-release from three soils of the State of Rio Grande do Sul, Brazil. Samples of A horizons of a Vertisol, of an Ultisol and of an Oxisol, were equilibrated with a cation exchange resin (IR-120) from one minute up to 2,400 hours. Exchangeable potassium was totally released to the H-saturated resin in 12 minutes in all soils. The cumulative amounts of non-exchangeable-K released from soils decreased in the sequence Vertisol (436 mg kg-1 K) > Ultisol (64 mg kg-1 K) > Oxisol (46 mg kg-1 K). The parabolic diffusion equation described the data satisfactorily as shown by the highest correlation coefficient and the lowest standard error of the estimate. Coefficients for non-exchangeable-K release rate were 2.09 x 10-2 h-1 for the Vertisol, 1.89 x 10-2 h-1 for the Ultisol and 0.97 x 10-2 h-1 for the Oxisol.
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