Caracterização de filmes finos de nitreto de titânio/prata com propriedades antimicrobianas depositados por RF Magnetron Sputtering.

Abstract

Neste trabalho, filmes de nitreto de titânio com diferentes concentrações de Ag, depositados por Rádio Frequência Magnetron Sputtering, foram avaliados sobre substratos de silício e aço inoxidável. Na fase inicial, filmes de titânio (plasmas com argônio) e nitreto de titânio (plasmas de argônio e nitrogênio) foram depositados sobre substratos de silício. A variação do fluxo de nitrogênio evidenciou a formação de filmes de nitretos de titânio com as orientações (111), (200), (220), (212) e (222). Para a formação dos filmes de nitreto de titânio - prata, a mistura de argônio (19 sccm) e nitrogênio de (25 sccm) a uma potência de 350 W, durante 90 min foi empregada. O aumento da concentração de prata refletiu na taxa de deposição e rugosidade. As análises de morfologia e topográfia, evidenciaram uma distribuição aleatória de particulados brilhantes, o que impactou no acabamento superficial, promovendo uma superficie fosca, limitando a sua aplicação para revestimentos decorativos. O comportamento hidrofóbico (>90) do filme de TiN-Ag foi observado na concentração de prata de (14.6 ± 0.3) at. %. As análises de Espectrometria de Espalhamento Rutherford e Emissão de Raios-X Induzida por Prótons, evidenciaram a distribuição da prata ao longo das espessuras dos filmes depositadas nas diferentes concentrações de Ag utilizadas. Os ensaios microbiológicos evidenciaram uma redução da atividade microbiana para os nitretos de titânio-prata em suas diferentes concentrações de prata para o micro-organismo Staphylococus aureus. Para o micro-organismo Candida albicans a característica fungistática foi constatada.

In this work, titanium nitride films with different Ag concentrations, deposited by Radio Frequency Magnetron Sputtering, were evaluated on silicon and stainless-steel substrates. In the initial phase, titanium films (plasmas with argon) and titanium nitride (plasmas with argon and nitrogen) were deposited on silicon substrates. The variation in nitrogen flow showed the formation of titanium nitride films with the orientations (111), (200), (220), (212) and (222). For the formation of titanium-silver nitride films, a mixture of argon (19 sccm) and nitrogen (25 sccm) at a power of 350 W for 90 min was used. The increase in silver concentration was reflected in the deposition rate and roughness. Morphology and topography analyze showed a random distribution of shiny particles, which impacted the surface finish, promoting a matte surface, limiting its application for decorative coatings. The hydrophobic behavior (>90) of the TiN-Ag film was observed at a silver concentration of (14.6 ± 0.3) at. %. Rutherford Scattering Spectrometry and Proton-Induced X-Ray Emission analyzes showed the distribution of silver throughout the thickness of the films deposited at the different concentrations of Ag used. Microbiological tests showed a reduction in microbial activity for titanium-silver nitrides in their different silver concentrations for the microorganism Staphylococus aureus. For the microorganism Candida albicans, the fungistatic characteristic was observed.