医用钛表面石墨烯薄膜的PECVD法制备及其性能

作     者：张宪明 蔡丁森 钱仕 ZHANG Xianming;CAI Dingsen;QIAN Shi

作者机构：慈溪生物材料表面工程中心浙江宁波315300 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室上海200050 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第8期

页      面：156-162,190页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：宁波市高层次人才和高端创业创新团队资助项目(2018A-09-C) 国家自然科学基金面上项目(31971259) 

主　　题：等离子体增强化学气相沉积 医用钛 石墨烯 耐腐蚀性 细胞相容性 

摘      要：目的在医用钛表面制备石墨烯薄膜,研究生长时间对石墨烯薄膜理化性能和生物学性能的影响。方法采用等离子体增强化学气相沉积设备,在医用钛表面制备石墨烯薄膜,控制石墨烯薄膜生长时间为5、10、30 min。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、接触角测量仪和电化学工作站对石墨烯薄膜的结构、表面形貌、表面润湿性和耐腐蚀性进行表征,通过小鼠成骨细胞培养评价石墨烯薄膜的细胞相容性。结果薄膜的拉曼结果呈现石墨烯的D、G和2D特征峰。生长时间为10 min和30 min的石墨烯薄膜在医用钛表面呈现垂直纳米片状态。随着生长时间的延长,医用钛表面石墨烯薄膜的水接触角逐渐增大。3组样品中,生长时间为5 min的样品具有最小的腐蚀电流密度(1.822×10^(‒7)A/cm^(2)),生长时间为10 min的样品具有最高的腐蚀电位(‒0.404 V);生长时间为5 min和10 min的样品有利于细胞的黏附与铺展,生长时间为30 min的样品对小鼠成骨细胞活性具有一定的抑制作用。结论石墨烯薄膜可以有效提高医用钛的耐腐蚀性。石墨烯薄膜生长时间影响其形貌,进而改变水接触角。不同生长时间的石墨烯薄膜对小鼠成骨细胞的黏附和铺展表现出明显的差异。