钽表面铜掺杂Ta2O5纳米棒的制备及抗菌性能研究

本实验采用两步水热法在钽基体表面制备出掺杂Cu_²⁺的Ta₂O₅纳米棒薄膜。采用XRD、SEM、XPS等方法分析了材料的物相和表面微观结构。用ICP检测了样品在生理盐水中离子析出浓度,最后通过平板计数法检验了不同含量铜掺杂Ta₂O₅薄膜的抗菌能力。结果表明,通过两步水热处理,在钽表面生成了简单斜方晶体结构的Ta₂O₅纳米棒阵列,Cu_²⁺的掺杂不会对纳米棒薄膜的微观形貌和物相造成显著影响。随时间的增加,掺铜薄膜的铜离子析出速率逐渐趋于平缓。平板计数法表明,Cu_²⁺ 的掺杂量达到2.68At%时,铜掺杂Ta₂O₅纳米棒薄膜的抗菌性能最好,抗菌率达99.2%。     

Mg-Ta2O5纳米棒涂层的制备、表征及其体外生物活性

采用两步水热处理的方法对钽进行表面改性,在其表面获得具有较小棒间距的掺镁氧化钽纳米棒阵列。通过改变镁元素的掺杂量,观察纳米棒形貌及微观结构的变化。在水热过程中,最佳的乙酸镁溶液浓度为0.05 mol/L,Mg在氧化钽纳米棒膜层中的含量达到4.25at%,以Mg~(2+)形式掺杂入Ta_2O_5纳米棒。使用AFM测量Ta、Ta_2O_5纳米棒和Mg-Ta_2O_5纳米棒样品的粗糙度,发现相比于纯钽片,Ta_2O_5纳米棒涂层和Mg-Ta_2O_5纳米棒涂层的粗糙度有所增加。ICP结果表明,生理盐水中镁离子的析出速率呈现先大幅度增加后变缓的趋势。在体外生物活性测试中,Ta_2O_5纳米棒涂层直到12 d后依然不能诱导出磷灰石;而Mg-Ta_2O_5纳米棒涂层表面不到8 d已经出现沉积磷灰石,Mg-Ta_2O_5纳米棒涂层有效地改善了钽基体表面的生物活性。