การเตรียมและการหาลักษณะสมบัติของฟิล์มแอโนดิกออกไซด์บนโลหะผสมไทเทเนียมที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าต่ำ

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมฟิล์มแอโนดิกออกไซด์บนโลหะผสมไทเทเนียม (Ti-6Al-4V) โดยวิธีแอโนไดซ์ ที่มีการป้อนค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าต่ำ ตั้งแต่ 0.25-2 mA/cm² ใช้ระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยา 30 นาทีและใช้สารละลายโมโนแคลเซียมฟอสเฟตโมโนไฮเดรต (MCPM) เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยจะศึกษาปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อฟิล์มแอโนดิกออกไซด์ที่ได้จากกระบวนการแอโนไดซ์ ซึ่งภายหลังจากทำการปรับปรุงพื้นผิวแล้วทำการศึกษาลักษณะสมบัติต่างๆ พบว่า สมบัติความชอบน้ำ ความขรุขระบนพื้นผิว และการยึดติดของฟิล์มนั้น จะดีขึ้นเมื่อทำการเพิ่มปัจจัยทางด้าน ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า ความเข้มข้นของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ รวมถึงอุณหภูมิของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ โดยฟิล์มแอโนดิกออกไซด์ที่เกิดขึ้นที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 2 mA/cm² เมื่อใช้สารละลาย MCPM ที่ความเข้มข้น 1 โมลาร์นั้นให้ค่ามุมสัมผัสกับน้ำน้อยที่สุด และที่ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 0.25 mA/cm² เมื่อใช้สารละลาย MCPM ที่ความเข้มข้น 0.5 โมลาร์นั้นให้ค่ามุมสัมผัสกับน้ำมากที่สุด เมื่อนำไปวิเคราะห์หาองค์ประกอบของฟิล์มที่เกิดขึ้น พบว่าเกิดเฟสของ Ti₂O₃ เป็นเฟสหลัก อีกทั้งยังมี TiOH เกิดขึ้นร่วมด้วย จากผลการทดสอบความเข้ากันได้กับเซลล์ พบว่าเซลล์ Cementoblast นั้นสามารถแผ่ขยายตัวได้บนชิ้นงานที่มีฟิล์มแอโนดิกออกไซด์ปกคลุมผิว ซึ่งแสดงความเข้ากันได้ทางชีวภาพของฟิล์มที่เตรียมได้ และเมื่อทำการเคลือบอนุภาคเงินลงบนฟิล์มแอโนดิกออกไซด์โดยวิธีจุ่มเคลือบ จากนั้นนำไปทดสอบการต้านแบคทีเรียโดยวิธี Spread plate พบว่าชิ้นงานแสดงประสิทธิภาพในการต้านแบคทีเรีย E. coli ได้เป็นอย่างดี จากผลการทดลองทั้งหมดนี้พบว่า โลหะผสมไทเทเนียมนั้นสามารถแสดงทั้งสมบัติความเข้ากันได้กับเซลล์และต้านแบคทีเรียได้ในขณะเดียวกัน ทั้งนี้เพื่อการนำไปใช้งานในด้านทันตกรรมและศัลยกรรมกระดูก