ABSTRACT The surface area of Ti/TiO2-Pt electrodes (ASr) in contact with 0.010 M HClO4 solutions was determined by Cyclic Voltammetry (CV) and Atomic Force Microscopy (AFM) techniques. The Ti/Pt/TiO2 electrodes with different amounts of electrodeposited Pt (1, 5 and 10 seconds) were polarized up to 1.5 V vs. Ag/AgCl (sat. KCl) and stabilized at the final potential during 15 minutes. The highest limit of oxygen adsorption and/or oxide formation was choosen for potentials before the oxygen evolution, and the current corresponding to the region were the oxygen desorption takes place was integrated. These values were used as a parameter to determine the ASr for the different electrodes. The results demonstrate that the Ti/Pt/TiO2 (10 seconds) electrodes have the largest area in contact with the electrolyte. A second method used to determine the ASr was AFM. The results obtained by the two methods were in good correlation.

RESUMEN El término área de superficie real (ASr) significa el área de superficie activa, electroquímicamente, bajo las condiciones experimentales. En este trabajo se informa el ASr sobre electrodos de titanio (Ti) modificado con platino (Pt), utilizando la técnica de voltamperometría cíclica. Se emplearon sustratos de vidrio recubiertos por una lámina delgada de Ti modificado por electrodeposición de Pt, en el modo electroquímico potenciostático y a diferentes tiempos de deposición (1 ≤ td ≤ 10 segundos). El depósito de Pt se realizó por la reducción de un complejo platínico en solución sobre el sustrato vidrio/Ti. Los electrodos de Ti modificado con Pt fueron estabilizados potencidinámicamente (electrodos Ti/Pt/TiO2) y a partir de la integración de la corriente catódica en la región del potencial correspondiente a la desorción del oxígeno se determinó ASr. La mejor respuesta electroquímica se obtuvo con el electrodo Ti/Pt/TiO2 (td = 10 segundos), el cual mostró un ligero aumento de ASr con respecto al electrodo Ti/Pt/TiO2 (td = 5 segundos). Además, el ASr determinado electroquímicamente refleja una relación directa con los parámetros de rugosidad calculados por microscopía de fuerza atómica (AFM).

ABSTRACT In this work the effect of the electrodeposition of calcium phosphate on TiO2 nanostructures was evaluated. For that, TiO2 nanostructures were developed in a solution of NH4F and NH4H2PO4 on Ti6Al4V substrates and subsequent cathodic electrodeposition was performed using Ca(NO3)2 and (NH4)2HPO4 as electrolyte. The surface morphology was observed by scanning electron microscopy and the surface capacity to form apatites was evaluated by Atomic absorption spectroscopy after immersion of samples in simulated body fluid (SBF) for 7 days. Finally, the electrochemical response of biofunctionalized surfaces was evaluated by polarization resistance tests and potentiodynamic curves. These tests allowed to observe an increase in the resistance to degradation of biofunctionalized surfaces respect to the substrate.

RESUMEN En este trabajo se evaluó el efecto de la electrodeposición de fosfato de calcio sobre nanoestructuras de TiO2. Para ello, se desarrollaron nanoestructuras de TiO2 sobre sustratos de Ti6Al4V en una solución de NH4F y NH4H2PO4 y posteriormente se realizó electrodeposición catódica empleando una solución compuesta de Ca(NO3)2 y (NH4)2HPO4 como electrolito. La morfología de las superficies se observó mediante microscopia electrónica de barrido y la capacidad de las superficies para formar apatitas se evaluó a través de absorción atómica tras inmersión de las muestras en fluido corporal simulado (SBF) durante 7 días. Finalmente se evaluó la respuesta electroquímica de las superficies biofuncionalizadas mediante pruebas de resistencia a la polarización y curvas potenciodinámicas. Estos ensayos permitieron observar un incremento en la resistencia a la degradación de las superficies biofuncionalizadas respecto al sustrato.

Se evaluó el efecto del pH de fluido corporal simulado en la formación de apatitas y en la degradación de superficies de la aleación Ti6Al4V recubiertas con Fosfato de Calcio mediante la técnica de electrodeposición catódica. Como variables de estudio se tomaron el pH del fluido corporal simulado y el tiempo de inmersión de los recubrimientos. Mediante microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de energía dispersiva, difracción de rayos X y absorción atómica se pudo corroborar la formación de apatitas, y la degradación de los recubrimientos se evaluó mediante Espectroscopia de impedancia electroquímica y curvas de polarización potenciodinámicas. Los resultados obtenidos muestran que los recubrimientos tenían altas concentraciones de Fluorapatita (Ca5(PO4)3F) y que su formación se ve favorecida a medida que el pH del fluido corporal simulado y el tiempo de inmersión aumenta. Por otra parte, se obtuvo que las muestras evaluadas a pH de 7,2 son menos estables termodinámicamente; sin embargo, las evaluadas a 7,6 presentan una superficie más activa, por lo que se obtiene una mayor velocidad de degradación.

The pH effect of a Simulated Body Fluid in the apatite formation and the degradation of the Ti6Al4V alloy surfaces, coated by calcium phosphate obtained through cathodic electrodeposition was evaluated. The simulated body fluid pH and the coating immersion time were taken as variables. The formation of apatite was corroborated by Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy, X Ray Diffraction and Atomic Absorption Techniques. The coating degradation was assessed by the Electrochemical Impedance Spectroscopy and the Potential Dynamic Polarization Curves. The results have shown that the coatings had high concentrations of fluorapatite (Ca5(PO4)3F) and its formation was favored as the simulated body fluid pH and the immersion time increases. Moreover, it was found that the coatings samples evaluated at pH 7.2 were less thermodynamically steady; however, the evaluated coating at pH 7.6 exhibited a more active surface, so that a higher rate of degradation is obtained.

Abstract: TiO2 films were grown by pulsed electrodeposition on stainless steel substrates, and they were studied the influence of the frequency of the voltage pulse on the amount of mass deposited and the morphology of the samples. The electrolytic cell was added with a system of agitation with a motor of micro sonic vibrations for the elimination of hydrogen bubbles produced during the growth. The voltage pulses were of - 2500 mV in the cathodic zone and -500 mV in the anodic zone; the frequency of the pulses was between 0 and 1 Hz. After their growth the films were dehydrated at 120°C by one hour; and annealed at 450 °C by 2 hours. The structural and morphologic properties were studied by means of X ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy. The results show that the agitation of the solution helps stabilizing/maintaining the current during the growth. The films had an amorphous structure after the dehydration, acquiring the anatasa crystalline structure after thermal annealing. The deposited mass and the morphology depend on the frequency of the applied voltage pulses during the growth.

Resumen: Se prepararon películas de TiO2 usando la técnica de electrodeposición pulsada sobre sustratos de acero inoxidable, y se estudió el efecto de la frecuencia de los pulsos de voltaje sobre la cantidad de masa depositada y la morfología de las muestras obtenidas. A la celda electrolítica utilizada se le adicionó un sistema de agitación con un motor de vibraciones microsónicas, para la eliminación de burbujas de hidrógeno producidas durante el crecimiento. Los pulsos de voltaje fueron de -2500 mV en la zona catódica y -500 mV en la zona anódica; con una frecuencia en los pulsos en el rango de 0 a 1 Hz. Posterior al crecimiento de las películas, éstas fueron deshidratadas a 120 °C por 1 hora; y sometidas a un tratamiento térmico a 450 °C por 2 horas en argón. Las propiedades estructurales y morfológicas fueron estudiadas mediante Difracción de Rayos-X y Microscopia Electrónica de Barrido. Los resultados muestran que la agitación de la solución ayuda a mantener estable la corriente durante el crecimiento. Las películas presentaron una estructura amorfa después de la deshidratación, transformándose a cristalina después del tratamiento térmico; la cual corresponde al TiO2 en fase anatasa. La masa depositada y la morfología dependen de la frecuencia de los pulsos de voltaje aplicados durante el crecimiento.

Empleando simultáneamente, las técnicas de Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIE) y Microbalanza de Cristal de Cuarzo (MCC) en una celda de tres electrodos, bajo condiciones de bioseguridad y adicionando una concentración de 60000células/ml de osteoblastos, con 2ml de medio celular, fue evaluada la adhesión celular sobre películas delgadas de polímeros (PLA-PGA) con 10% de biocerámicos de hidroxiapatita y fosfato tricálcico (HAP, TCP-β). Estas películas fueron obtenidas por electrodeposición catódica sobre un sustrato de Ti6Al4V ELI y sobre cristales de cuarzo con Au- Ti. Estos materiales, luego fueron modificados superficialmente con colágeno disuelto, pipeteado homogéneamente sobre la superficie polimérica en concentraciones de 10 y 20μg/ml y luego, fueron irradiados con luz ultravioleta durante 10 minutos. Observaciones de Microscopía electrónica se llevaron a cabo para estudiar la morfología superficial, comprobando una mayor adhesión por el efecto de la fotoxidación por irradiación UV.

Simultaneously using the techniques of Electrochemical Impedance Spectroscopy ( EIS ) and quartz crystal microbalance (MCC) in a three-electrode cell under conditions of biosafety and adding a concentration of 60000cells/ml of osteoblasts , with 2ml of medium cell was evaluated cell adhesion on thin films of polymers (PLA -PGA) bioceramic 10% tricalcium phosphate and hydroxyapatite (HAP , TCP - β ) . These films were obtained by cathodic electrodeposition on ELI Ti6Al4V substrate and quartz crystals with Au -Ti. These materials were then surface modified with dissolved collagen, pipetting homogeneously on the polymer surface at concentrations of 10 and 20μg/ml and then they were irradiated with UV light for 10minutes. Electron microscopy observations were carried out to study the surface morphology, ensuring greater adherence by the effect of photo-oxidation by UV irradiation.

Simultaneamente, utilizando as técnicas de espectroscopia de impedância electroquímica (EIA) e microbalança de cristal de quartzo (MCC), em uma célula de três eléctrodos em condições de segurança biológica e a adição de uma concentração de 60000células/ml de osteoblastos, com 2ml de meio de células foi avaliada a adesão celular em filmes finos de polímeros (PLA-PGA) biocerâmica 10% fosfato tricálcico e hidroxiapatita (HAP, TCP - β). Estes filmes foram obtidos por electrodeposição catódica em ELI Ti6Al4V substrato de quartzo e cristais com Au-Ti. Estes materiais foram então superfície modificada com dissolvido colagénio, pipetagem homogeneamente na superfície do polímero em concentrações de 10 e 20μg/ml e, em seguida, foram irradiadas com luz UV durante 10 minutos. Observações de microscopia eletrônica foram realizados para estudar a morfologia da superfície, garantindo maior aderência pelo efeito da foto-oxidação por irradiação UV.

Poli (L-lactic) (PLA) has been used broadly in biomedical applications, such as sutures and bioadsorbable implant due to its capacity to allow the controlled growth of the biological tissue during their controlled biodegradation. In this work, a material polymeric PLA starting from the polycondensation in vacuum and inert atmosphere of lactic acid in presence of a catalyst of metallic zinc was obtained. In order to obtain different samples, both the Zn catalyst content and time of polycondensation were varied. Analysis of Infrared Spectroscopy, TGA, DSC, SEM and chemical etching were used to characterize the samples. Through a method of cathodic electrodeposition, a polymeric film was obtained on Ti6Al4V, by using an electrolytic cell with capacity of 200 ml and two graphite anodes whose exposed area was 12,57cm². The electrolyte was a PLA-acetone dissolution 30:70 v /v. For this process, the variables were: voltage, time, temperature, stirring and the preparation conditions of polymer. Optical microscopy and etching techniques were used to characterize the resulting polymeric film. It was evidenced the PLA formation using a metallic initiator Zn which has provided migration and formation of cationic groups. These were efficiently neutralized and clustered on the Ti6Al4V substrate due to cathodic current application. In a range between 25 to 50ºC, considerable variations of thermal degradation were observed which induces that the material can potentially be used as a coating in orthopedic implantations.

El ácido poli (L-láctico) (APL) ha sido usado ampliamente en aplicaciones biomédicas como suturas e implantes bioabsorbibles debido a su capacidad para permitir el crecimiento controlado de tejido biológico durante su biodegradación controlada. En este trabajo se obtuvo APL a partir de la policondensación de ácido láctico en presencia de un catalizador de zinc metálico en condiciones de vacío y atmósfera inerte. Se variaron las concentraciones de Zn++ y el tiempo de polimerización con el fin de obtener varias muestras que fueron caracterizadas mediante espectroscopia infrarroja (IR), calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis termogravimétrico (TGA) y microscopia electrónica de barrido (SEM). Se obtuvieron recubrimientos poliméricos por electrodeposición catódica sobre sustratos de Ti6Al4V, usando una celda electrolítica con capacidad de 200 ml y dos ánodos de grafito cuya área expuesta fue de 12,57 cm². El electrolito consistió en una disolución 30:70 v/v de APL y acetona. Las variables involucradas fueron: voltaje, tiempo, temperatura, velocidad de agitación y las condiciones de preparación del polímero. Los recubrimientos obtenidos se caracterizaron mediante microscopia óptica y ataque químico. Los resultados revelaron la obtención de APL y la influencia del iniciador de Zn++, el cual promovió la migración y formación de grupos catiónicos que lograron neutralizarse y condensarse sobre Ti6Al4V bajo cargas catódicas. El análisis térmico mostró que en el rango de temperatura, entre 25 °C - 50 °C, no hubo variaciones importantes en la degradación térmica, indicando que el material podría ser utilizado para recubrir implantes ortopédicos.

En este trabajo se muestran los resultados obtenidos del estudio del crecimiento electroquímico y caracterización de películas delgadas del semiconductor CdTe. El crecimiento se realizó mediante la electrodeposición catódica a potencial constante a partir de soluciones acuosas alcalinas de las especies precursoras TeO3(2-) y Cd2+ y EDTA como agente acomplejante para el Cd2+. La composición de las películas se determinó por espectroscopía de emisión atómica con plasma inductivamente acoplado (AES-ICP) y espectroscopia de dispersión de rayos X (EDX). Estudios realizados por espectroscopía de reflectancia UV-visible y fotovoltametría, permitieron determinar que las películas CdTe electrodepositadas presentan un comportamiento de semiconductor tipo p y un valor de brecha energética de 1,64 eV.

In the present work, we report the electrochemical growth and characterization of CdTe semiconductor thin films in alkaline solution. The electrodeposition was performed cathodically applying a constant potential. Tellurium (IV) and Cd2+ aqueous alkaline solutions were employed as precursor of CdTe. EDTA was used as complexing agent for Cd2+ ions. The thin film composition was determined by atomic emission spectroscopy with inductive coupling plasm (AES-ICP) and Energy Dispersive X-ray Analysis). UV-visible spectroscopy allowed determining the optical band gap energy, which was 1.64 eV. The photovoltammetric experiment shows up that the synthesized CdTe thin film was p-type semiconductor.

En el presente trabajo se presenta el desarrollo de un recubrimiento electrolítico Estaño-Cobalto con excelentes propiedades decorativas, aplicando las técnicas de manipulación de corriente, sin baños de elevada toxicidad ambiental. Se determinó que a un pH 8, temperatura de 60ºC, densidad de corriente promedio de 2 A/dm2, densidad de corriente catódica de 14 A/dm2 y un tiempo de encendido de 4 ms y de apagado de 24 ms con un ciclo duty de 14.28% se obtiene la mejor calidad estética del recubrimiento, la cual está caracterizada por un brillo de 22.8 y una rugosidad media Ra 0.27 μm y Rz 1.9 μm, teniendo un poder nivelante de 70.5% en comparación al sustrato. De igual forma, el electrodepósito presenta una resistencia eléctrica de poro sobre cobre de 2.363 K_.Cm2 y un potencial de corrosión de -323.2 mV. Con la corriente pulso se observó por microscopia electrónica que favorece la nucleación entre pulsos,produciendo depósitos con propiedades superiores a las obtenidas con corriente continua, sin necesidad de aditivos abrillantadores y contaminantes. Mediante el análisis de energía electrodispersiva se pudo establecer para la composición química de los electrodepósitos obtenidos, una relación molar aproximada de Sn-Co en 1:1.

DEVELOPMENT OF AN ELECTROLYTIC COATING TIN-COBALT ALLOY PLATING ALTERNATIVE BY TECHNIQUES OF CURRENT MODULATION Abstract: To study and evaluate the plating conditions and processes for preparation of tin-cobalt alloys, an alternative coating current modulation technique was used. As a result, it was found that the surface plating is optimal when it was plated under a duty cycle of 14.28%. A peak pulsed current density of 14 A/dm2 is required for an average current density of 2 A/dm2 with a solution temperature of 50oC at pH 8. The effect of pulsed current plating upon the structure of the deposits from a pyrophosphate baths, without additives, has confirmed an increase in brightness, reduction in grain size and a progressive transition of structure from columnar to lamellar. The use of pulse current plating parameters that result in grain refinement will also lead to a reduction in porosity of the deposits, as compared with constant current plating. Scanning electronic micrographs show that it is possible obtain more uniform tin-cobalt alloys deposits by pulsed plating. The analysis by EDX showed that the composition of the tin-cobalt alloy and the molar ratio was 1: 1.