Biolubrikantais modifikuotų nanostruktūrinių dangų tribologinės savybės
Su organizmo terpe susiduriančių dirbtinių paviršių apsaugai nuo agresyvios organizmo terpės dažnai naudojamos chemiškai inertiškos, netoksiškos ir biosuderinamos TiO2 dangos. Viena iš galimų problemų, lemiančių organizmo atmetimo reakcijas, yra dirbtinių paviršių trintis. Skirtingai negu sausosios trinties metu, organizme implantai susiduria ir sąveikauja su biologiniais skysčiais, į kurių sudėtį įeina baltymai, aminorūgštys, lipidai ir kitos biologinės medžiagos, keičiančios paviršių tribologines savybes ir mažinančios trintį. Šio darbo metu buvo nustatytas lipidų ir kitų biolubrikantų sluoksnių poveikis Ti dangų trinčiai ant keleto rūšių vienalyčio ir nanostruktūrizuoto aliuminio substratų. Įvertintos TiO2 ir Ti dangų, gautų atominio storio sluoksnio nusodinimo (ALD) ir magnetroniniu metodais, nanotopografinės ir tribologinės savybės bei naudojant elektroninę mikroskopiją įrodytas šių dangų formavimasis ant substratų paviršių. Naudojant įvairius trinties režimus nustatytos Hankso druskų tirpalo ir biolubrikantų (stearino r., oleino r., tristearino, JBR 425) tepamųjų sluoksnių tribologinės savybės, keičiant apkrovą, judėjimo greitį ir trajektoriją. Pastebėta, jog Ti danga labai sumažina trintį, tačiau dangos storis beveik neturi įtakos trinties intensyvumui. Hankso tirpale trintis sumažėja, tačiau išlieka daug aukštesnė, nei biolubrikantų atveju. Geriausiomis tribologinėmis charakteristikomis pasižymėjo oleino r., kuri sumažino trinties koeficientą iki 0,08-0,10 ir užtikrino žemos trinties režimą kelis kartus ilgiau, nei kiti biolubrikantai. Nustatyti dėsningumai leidžia tinkamiau įvertinti trinties poveikį į organizmą įdiegtiems biosuderinamiems paviršiams. Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, literatūros apžvalga, eksperimentinė dalis, tyrimo rezultatai ir jų aptarimas, išvados, literatūros sąrašas, priedai. Darbo apimtis - 73 p. teksto be priedų, 38 paveikslėliai, 7 lentelės, 88 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.
Non-toxic, chemically inert and biocompatible TiO2 coatings are often used to protect artificial surfaces, which are exposed to relatively aggressive media in organisms. One possible problem, which can cause rejection reactions, is friction of artificial surfaces. In contrast to dry friction, implants get into contact with body fluids, engaging into various interactions within the organisms. Body fluids may contain proteins, amino acids, lipids and other biological materials, which affect the tribological properties of the surfaces and reduce friction. In this study the effects of lipid and biolubricant layers on friction of Ti coatings were tested on several types of homogeneous and nanostructurized aluminum substrates. Nanotopographic and tribological properties were assessed for Ti and TiO2 coatings, which were produced using magnetron sputtering or Atomic Layer Deposition and whose formation on substrates was proven by electron microscopy. Tested samples also involved Hanks salt solution and biolubricants: stearic a., oleic a., tristearin and JBR 425. Tribological properties were studied at different loads, velocities and trajectories. It was observed that Ti coatings reduce friction noticeably, however, their thickness does not have appreciable influence on friction intensity. In Hanks solution friction is less damaging, but still appears much higher compared to biolubricants. The best tribological characteristics were demonstrated by oleic a., which reduced the coefficient of friction to 0.08-0.10. Oleic a. also assured low friction regime for durations, which were several times longer than other biolubricants. Established tendencies give more possibilities for better evaluation of the friction influence on artificial surfaces, which are used in organisms. Thesis contains 7 chapters: Introduction, Literature Review, Experimental, Results and Discussion, Conclusions, References and Appendixes. Thesis consist of: 73 p. text without appendixes, 38 pictures, 7 tables, 88 bibliographical entries. Appendixes included.