Fasci di ioni a bassa energia applicati a biomateriali
Abstract
It
Recentemente, i fasci di ioni di bassa energia sono sempre più utilizzati per l’Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). In questo lavoro presentiamo lo studio e la caratterizzazione di fasci di ioni a bassa energia applicati a biomateriali e la loro conseguente modifica. L’acceleratore sviluppato per generare il fascio di ioni è un laser ion source. Per la modifica del polietilene è stato necessario accelerare il fascio con una tensione di 50 kV e si è sviluppato un nuovo apparato a doppia gap di accelerazione. In questo lavoro mostriamo le caratteristiche del fascio di ioni di rame per una accelerazione massima di 60 kV anche se con questo apparato è possibile raggiungere valori fino a 150 kV. A 60 kV la corrente massima raggiunta con un’energia laser di 17 mJ è stata di 3 mA che produce una dose di circa 1012 ioni/cm2. Impiantando atomi di C e di Ti la superficie del polietilene ha aumentato la sua micro-durezza. Infatti, operando lo scratch test sui campioni non trattati e su quelli trattati si è trovata una differente dimensione del solco. Nei primi si ottiene un solco avente una sezione trasversale di 8.2x10-12 m2 mentre nei campioni trattati con il fascio di C e Ti una sezione rispettivamente di 2.9x10-12 m2 e di 6.1x10-12 m2. In tutti i campioni trattati la diminuzione del solco è dovuta quindi all’aumento della micro durezza del polimero. Definendo la microdurezza come l’inverso della sezione del solco possiamo affermare che nel campione impiantato con Ti aumenta di 1.3 volte mentre in quello impiantato con C la microdurezza aumenta di circa 3 volte.
Recentemente, i fasci di ioni di bassa energia sono sempre più utilizzati per l’Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE). In questo lavoro presentiamo lo studio e la caratterizzazione di fasci di ioni a bassa energia applicati a biomateriali e la loro conseguente modifica. L’acceleratore sviluppato per generare il fascio di ioni è un laser ion source. Per la modifica del polietilene è stato necessario accelerare il fascio con una tensione di 50 kV e si è sviluppato un nuovo apparato a doppia gap di accelerazione. In questo lavoro mostriamo le caratteristiche del fascio di ioni di rame per una accelerazione massima di 60 kV anche se con questo apparato è possibile raggiungere valori fino a 150 kV. A 60 kV la corrente massima raggiunta con un’energia laser di 17 mJ è stata di 3 mA che produce una dose di circa 1012 ioni/cm2. Impiantando atomi di C e di Ti la superficie del polietilene ha aumentato la sua micro-durezza. Infatti, operando lo scratch test sui campioni non trattati e su quelli trattati si è trovata una differente dimensione del solco. Nei primi si ottiene un solco avente una sezione trasversale di 8.2x10-12 m2 mentre nei campioni trattati con il fascio di C e Ti una sezione rispettivamente di 2.9x10-12 m2 e di 6.1x10-12 m2. In tutti i campioni trattati la diminuzione del solco è dovuta quindi all’aumento della micro durezza del polimero. Definendo la microdurezza come l’inverso della sezione del solco possiamo affermare che nel campione impiantato con Ti aumenta di 1.3 volte mentre in quello impiantato con C la microdurezza aumenta di circa 3 volte.
DOI Code:
10.1285/i9788883050718p60
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