Food pathogens like Salmonella spp. and Listeria monocytogenes can attach to surfaces commonly found in food processing environment, increasing the risk of foodborne diseases. Therefore, the use of effective strategies to reduce bacterial adhesion on equipment surfaces is a subject of great interest for food industries. The plasma nitriding treatment has been investigated for surface modification of biomedical materials, aiming to reduce bacterial attachment. However, this technology has not yet used in food equipment surfaces. The objective of this study was to evaluate the effect of plasma nitriding surface modification of stainless steels on the adhesion of S. Enteritidis and L. monocytogenes. Coupons of stainless steel AISI 316 and AISI 304 were treated with plasma nitriding (30 Pa, 100 W), and bacterial adhesion was compared with untreated coupons. Bacterial counts and surface hydrophobicity were analyzed before and after treatment. Results showed that plasma nitriding treatment modified the hydrophobicity of the stainless steel surfaces, and the number of attached cells was reduced when compared to untreated stainless steel coupons. Based on these results, plasma nitriding treatment may be a promising technology, which can be used to hinder bacterial attachment on stainless steel surfaces.Practical ApplicationsThe modification of stainless steel surfaces with plasma nitriding can influence on the bacterial adhesion, contributing with food safety. This surface treatment can be used in industrial scale before the manufacture of stainless steel equipment used in food industries. The use of equipment treated with plasma nitriding do not compromise food with chemical or physical residues, however, it should be used as an additional control measure to microbial hazards and do not substitute Good Hygiene Practices.
ResumoNeste trabalho, foram depositados filmes finos de nitreto de zircônio sobre substratos de carbono e silício. O nitreto de zircônio ocupa lugar de destaque como revestimento, pois possui dureza elevada, estabilidade química e térmica admiráveis, além de possuir baixa resistividade elétrica. Devido a essas características, o mesmo vem sendo amplamente aplicado como revestimento decorativo e protetor, sendo também utilizado em implantes e outros artefatos médicos devido à sua biocompatibilidade. O objetivo principal desse estudo é realizar a caracterização físico-química dos filmes finos de ZrN utilizando uma tensão de BIAS para aumentar a densidade dos mesmos, a fim de evitar a incorporação de contaminantes. Os resultados obtidos por RBS mostram que os filmes são estequiométricos (condição na qual possuem as melhores propriedades tribológicas) e possuem baixa quantidade de inclusão de impurezas, o que os caracteriza como sendo de boa qualidade. Além disso, a análise por espectroscopia Raman comprova a formação efetiva do nitreto de zircônio, e sua dureza de 15,15 GPa medida por nanoindentação encontra-se de acordo com os valores encontrados na literatura. Palavras-chaveNitreto de zircônio, magnetron sputtering, filmes finos Physical-chemical characterization of zirconium nitride thin films deposited by reactive magnetron sputtering AbstractIn this work, thin films of zirconium nitride were deposited on carbon and silicon substrates. The zirconium nitride occupies a prominent place as a coating, since it has high hardness, admirable chemical and thermal stability, besides having low electrical resistivity. Due to these characteristics, it is widely applied as a decorative and protective coating, and it is also used in implants and other medical devices due to its biocompatibility. The main objective of this study is to perform the physical-chemical characterization of the ZrN thin films using a BIAS voltage to increase its density in order to avoid the incorporation of contaminants. It is shown in results obtained by RBS that the films are stoichiometric (condition in which they have the best tribological properties) and contain a low amount of impurities, which characterizes them as being of good quality. In addition, the Raman spectroscopy analysis proves the effective formation of zirconium nitride, and its hardness of 15,15 GPa measured by nanoidentation is in accordance with the values found in the literature. KeywordsZirconium nitride, magnetron sputtering, thin films I. INTRODUÇÃO Devido a sua diversificada gama de aplicações, filmes finos como revestimentos protetores vêm ganhando espaço na ciência e na indústria. Revestimentos cerâmicos, como nitretos metálicos, carbonetos e óxidos vêm sendo utilizados na indústria metal-mecânica a fim de prolongar a vida útil frente ao desgaste das peças [1,2], e também como fins decorativos em diversos objetos [3,2]. Além disso, filmes finos estão sendo aplicados como barreiras de difusão em semicondutores [4,2], além de possibilitarem aumentar o desempenho frente ...
ResumoNeste trabalhoíons de prata foram implantados na superfície do titânio através da técnica de implantação iônica a baixa energia através de um equipamento chamado Ion Plating Diversified. O titânio reage facilmente,à temperatura ambiente, formando uma camada fina deóxido na sua superfície, que pode reduzir a eficiência do processo, prejudicando-o tanto pela formação de uma barreira para a implantação quanto pela reação do oxigênio com a prata, anulando o seu efeito bactericida. Com o intuito de minimizar a ação prejudicial do oxigênio, foi elaborada uma estratégia de limpeza superficial para remoção desteóxido antes da implantação iônica. Para investigar a efetividade da implantação e a redução qualitativa do oxigênio foi realizada a caracterização físico-química das amostras obtendo-se a quantidade deátomos implantada e o perfil de distribuição dos mesmo em profundidade. Os resultados comprovaram que a prata está de fato implantada na superfície do titânio, a poucos nanômetros de profundidade e também mostraram uma redução qualitativa de oxigênio na superfície. Comparando diferentes tipos de tratamento foi possível constatar que a limpeza a plasma pode ser aplicada antes do processo de implantação, se mostrando eficiente na redução do oxigênio, e também por se tratar de uma técnica não poluente. Palavras-chaveImplantação iônica a baixa energia, Ion Plating Diversified,íons de prata, titânio, limpeza a plasma.Oxygen reduction by plasma cleaning in low-energy ion implantation of silver ions in titanium AbstractIn this study silver ions were implanted on titanium surface through the technique of ion implantation at low energy in a device called Ion Plating Diversified. The titanium reacts easily at room temperature forming a thin oxide layer on its surface. Which may reduce the efficiency of the process, damaging it not only by forming a barrier to implementation but also by the reaction of oxygen with silver, nullifying its bactericidal effect. To reduce the oxygen effect, a strategy was elaborated for surface cleaning to remove of this oxide prior to ion implantation. To verify the effectiveness of implantation and qualitative reduction of oxygen to physical-chemical characterization samples were evaluated. The results show that silver is actually implanted on the surface of titanium, a few nanometers in depth, as well as a qualitative reduction of oxygen on the surface. Comparing the different types of treatment it was found that the plasma cleaning can be applied prior to the implantation process, proving effective in reducing the oxygen, and also because it is a non-polluting technique.Keywords Ion implantation at low energies, Ion Plating Diversified, silver ions, titanium, plasma cleaning. I. INTRODUÇÃOUm dos grandes problemas naárea da medicinaé a ocorrência de infecções pós-implantes causadas por biomateriais contaminados por microrganismos. Uma forma de prevenir esta contaminaçãoé a utilização de biomateriais com característica bactericida. A prata, como agente bactericida,é uma alternativa por apre...
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