DANIEL DE REZENDE LEME
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Resumo IPEN-doc 27547 Use of sodium silicate waste solution as Si source to synthesize MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder for biomedical application2019 - YAMAGATA, CHIEKO; LEME, DANIEL R.; RODAS, ANDREA C.D.; HIGA, OLGA Z.; MELLO-CASTANHO, SONIA R.H.The superior biological and mechanical properties of the glass ceramic of MgO-CaO-SiO2 system [1], for fabricating bone scaffolds, have attracted considerable attention. Studies showed that glass-ceramic with the composition Wt% 7.68 MgO, 43.19 CaO and 49.13 SiO2 displays appropriate mechanical properties, good bioactivity and biocompatibility in vitro [2]. The aim of this research was to propose a novel method of synthesis of MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder. Using a waste solution of sodium silicate derived from alkaline fusion process of zircon sand, as source of Si, MgO-CaO-SiO2 system ceramic powder was synthesized by sol-gel added to co-precipitate of Mg and Ca hydroxides. Present synthesized powder was compacted and sintered at 1300 °C for 2h to obtain CaO-MgO-SiO2 glass-ceramic that was characterized by SEM, XRD and FTIR. In vitro tests were performed by soaking the sintered samples in the simulate blood fluid (SBF, at pH 7.25 and 37 °C) to study its bioactivity. After 7 days soaking, FTIR spectra (Fig. 1) result showed the material is bioactive, confirmed by presence of infrared band at 1047 cm-1 attributed to PO43- and observation of hydroxyapatite coating on the surface of the sample (Fig. 2). Cytotocicity test according to ISO10993-5 and sample preparation according to ISO10993-12 revealed that the sample is considered non-cytotoxic and it can be eligible for further biological testes.Artigo IPEN-doc 25843 Use of waste water glass as silica supplier in synthesis of pure and Mg-doped lanthanum silicate powders for IT-SOFC application2019 - YAMAGATA, C.; LEME, D.R.; CASTANHO, S.R.H.M.Water glass in alkali solution (Na2SiO3/NaOH) an abundant effluent, generated in the alkaline fusion of zircon sand, represents a potential silica source to be converted in useful silica technological application. Actually, the generation of energy by environmental-friendly method is one of the major challenges for researchers. Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) is efficient and environmentally clean technique to energy production, since it converts chemical energy into electrical power, directly. Apatite-type lanthanum silicates are promising materials for application as an electrolyte in intermediate temperature SOFC (IT-SOFC) because of their higher ionic conductivity, in temperatures of range 600–700 °C, than conventional zirconia electrolytes. In this work, pure (La9,56(SiO4)6O2,34) and Mg-doped (La9,8Si5,7Mg0,3O26,4) lanthanum silicate were synthesized, from that rich effluent. Using the sol-gel followed by precipitation method, the single crystalline apatite phase of both silicates was obtained by thermal treatment at 900 °C of their precursors. Sintered ceramic samples reached density of higher than 90%.Resumo IPEN-doc 25292 Síntese, caracterização e avaliação da bioatividade da vitrocerâmica no sistema CaO-MgO-SiO2 para engenharia de tecido ósseo2018 - LEME, D.R.; MORAIS, V.R.; RODAS, A.C.D.; HIGA, O.Z.; MELLO-CASTANHO, S.R.H.; YAMAGATA, C.Depois da descoberta do bioglass® por Larry Hench, os vitrocerâmicos são estudados por apresentarem bioatividade. Entre as cerâmicas utilizadas para aplicação ortopédica, a do sistema CaO-MgO-SiO2 recebe importante atenção por apresentar propriedades mecânicas melhoradas pela presença do Mg que também auxilia na integração deste material ao tecido vivo. Sabe-se que várias técnicas de síntese podem ser aplicadas na obtenção dos pós cerâmicos de CaO-MgO-SiO2, por exemplo, reação no estado sólido, spray pirólise, coprecipitação e sol-gel. Neste trabalho, gel de sílica foi obtido pelo método sol-gel por reação de catálise ácida, com HCl em solução de silicato de sódio. Em seguida, soluções clorídricas de cálcio e magnésio foram adicionadas para obter uma mistura de gel de Si, Ca2+ e Mg2+. Na mistura, adicionou-se NaOH para precipitar Ca e Mg na forma de hidróxidos. O produto foi filtrado, lavado e seco para obter o pó cerâmico precursor. Após calcinação do pó a 900ºC por 1h, este foi prensado na forma de pastilha e sinterizado a 1200ºC por 2h. O corpo cerâmico obtido foi caracterizado pelas técnicas DRX, FTIR e MEV. Os difratogramas revelaram a presença da fase cristalina diopside como majoritária. A bioatividade do material foi verificada após três dias imersa em SBF (simulated body fluid) e comprovada por FTIR e MEV. Teste de citotoxicidade confirmou viabilidade celular acima de 70%, o que segundo a norma ISO 10993-5 é sancionado como não citotóxico.