Síntese de whiskers de CaSiO3 em fluxo salino para elaboração de biomateriais

Abstract

Materials reinforcement by ceramic whiskers has been employed for a long time in a variety of industrial applications. Nevertheless, the materials by which these whiskers are commonly made of (carbide and silicon nitride) do not allow their use in biomaterials field due to their high toxicity. Then, it is of interest to synthesize ceramic whiskers which could reinforce biocompatible ceramic and polymeric biomaterials without harming the patients' health. In this manner, the aim of this work is to propose and analyze the limiting process variables of a new synthetic route to produce whiskers of CaSiO3 (wollastonite): a biocompatible, bioactive and readsorbable biomaterial. It was employed the molten salt synthesis at 900 ºC to grow wollastonite crystals which were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The proposed method was efficient in growing whiskers; however, the dwell time was not sufficient to guarantee a 100% reaction yield, leading to the formation of cristobalite.

Há tempos empregam-se whiskers cerâmicos como reforço de materiais nas mais diversas aplicações, porém os materiais com os quais estes são comumente fabricados (carbeto e nitreto de silício) não permitem a sua utilização no campo dos biomateriais devido sua elevada toxicidade. Assim, torna-se interessante sintetizar whiskers biocompatíveis capazes de reforçar biomateriais cerâmicos e poliméricos sem prejudicar a saúde dos pacientes. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo desenvolver e determinar os parâmetros limitantes de uma nova rota de síntese por fusão de sais de whiskers de CaSiO3, uma biocerâmica biocompatível, bioativa e reabsorvível. Este método é simples, barato e permite a produção em larga escala. Utilizou-se um fluxo de NaCl/KCl a 900 ºC para sintetizar whiskers de wollastonita, que foram caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O método proposto mostrou-se eficiente, entretanto os tempos de patamar empregados não foram suficientes para garantir 100% de rendimento da reação de formação de CaSiO3, ocorrendo a formação de cristobalita.