DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA PARA MEDIDAS DE PROPIEDADES DE SUPERFICIE DE NANOESTRUCTURAS FUNCIONALES DE ÓXIDO DE TITANIO OBTENIDAS POR ANODIZACIÓN ELECTROQUÍMICA.

Abstract

En este trabajo se realizó el diseño e implementación de un sistema automatizado de caracterización de propiedades de superficie en materiales metálicos considerando el ángulo de contacto, la mojabilidad y la energía de superficie. La medida de ángulo de contacto se realizó a partir del método de gota sésil, a través de procesamiento digital de imágenes usando lenguaje de programación Python en conjunto con la biblioteca OpenCV. Se implementaron filtros para obtener los bordes de la gota y crear su representación gráfica, la línea base y las tangentes a la curva, para finalmente calcular los ángulos de contacto entre el sólido y la gota depositada. El sistema implementado fue validado por comparación directa con medidas tomadas con un sistema comercial sobre la aleación Ti15Mo, con un error relativo menor del 10%, asociado a los grupos hidroxilo presentes resultado del proceso de anodización, que favorecen la formación de los enlaces de hidrógeno en la superficie haciendo que la interface solido-liquido tenga una alta actividad. Para estudiar el comportamiento hidrofílico de las superficies, se implementó un sistema de anodización electroquímica capaz de generar nanoestructuras sobre aleaciones metálicas, en este caso específico, la aleación Ti-24Nb-4Sn con potencial aplicación como implante biomédico. De esta forma se crecieron nanotubos de TiO2 sobre la superficie de la aleación las cuales presentaron un comportamiento hidrofílico, donde se evidenció que los parámetros de anodización afectan las propiedades de superficies, dado que al encontrase un incremento de tamaño de los nanotubos con el voltaje y tiempo de anodización, el ángulo de contacto también se ve afectado, una vez que la rugosidad de la superficie cambia al existir cambios nanoestructurales en la superficie anodizada. Este estudio preliminar se espera que pueda favorecer la bioactividad y el crecimiento óseo en materiales para aplicaciones biomédicas llevando a la adhesión y proliferación celular, aspectos claves para el crecimiento óseo alrededor de un material implantado.