Published April 20, 2022 | Version v1
Publication Open

Bisphosphonates on Smooth TiO <sub>2</sub> : Modeling and Characterization

Creators

  • 1. Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials
  • 2. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
  • 3. University of Bremen
  • 4. Universidade São Francisco

Description

Abstract This paper presents insights into surfaces properties of sputter‐deposited titania modified with bisphosphonates, including zeta potential measurements in a pH range. Functionalization was investigated through simulation and experimental approaches to model the adsorbate and evaluate structure‐response relationships. Molecules of etidronic, alendronic, and risedronic acids were investigated through density functional theory. The molecules vary their reactivity through similar structures considering different scenarios. X‐ray photoelectron spectroscopy of titania/BP systems demonstrated that functionalization occurs in a short time and resulted in a predominantly "side‐on" adsorbate configuration after two hours of immersion. Zeta potential showed the predominancy of negative charges deprotonated free phosphonates. Water contact angle demonstrated that titania surfaces are hydrophilic after overnight functionalization. Atomic force measurements of bisphosphonates layers suggested that the molecular anions follow the surface topography, unchanging the surface roughness.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ملخص تقدم هذه الورقة رؤى حول خصائص أسطح تيتانيا المودعة بالرش والمعدلة بالبايفوسفونيت، بما في ذلك قياسات زيتا المحتملة في نطاق الأس الهيدروجيني. تم التحقيق في التفعيل من خلال المحاكاة والنهج التجريبية لنمذجة الامتزاز وتقييم علاقات الاستجابة الهيكلية. تم التحقيق في جزيئات الأحماض etidronic و alendronic و risedronic من خلال النظرية الوظيفية للكثافة. تختلف الجزيئات في تفاعلها من خلال هياكل مماثلة مع الأخذ في الاعتبار سيناريوهات مختلفة. أظهر التحليل الطيفي بالأشعة السينية للإلكترونات الضوئية لأنظمة تيتانيا/ضغط الدم أن التنشيط يحدث في وقت قصير ويؤدي إلى تكوين ممتزات "جانبية" في الغالب بعد ساعتين من الانغماس. أظهر جهد زيتا غلبة الشحنات السالبة منزوعة البروتونات والفوسفونات الحرة. أظهرت زاوية التلامس مع الماء أن أسطح تيتانيا محبة للماء بعد تفعيلها بين عشية وضحاها. اقترحت قياسات القوة الذرية لطبقات البايفوسفونيت أن الأنيونات الجزيئية تتبع تضاريس السطح، دون تغيير خشونة السطح.

Translated Description (French)

Résumé Cet article présente des informations sur les propriétés de surface de l'oxyde de titane déposé par pulvérisation cathodique modifié avec des bisphosphonates, y compris les mesures du potentiel zêta dans une plage de pH. La fonctionnalisation a été étudiée à travers la simulation et des approches expérimentales pour modéliser l'adsorbat et évaluer les relations structure-réponse. Les molécules des acides étidronique, alendronique et risédronique ont été étudiées par la théorie fonctionnelle de la densité. Les molécules varient leur réactivité à travers des structures similaires en considérant différents scénarios. La spectroscopie photoélectronique aux rayons X des systèmes Titania/BP a démontré que la fonctionnalisation se produit en peu de temps et a entraîné une configuration d'adsorbat principalement « latérale » après deux heures d'immersion. Le potentiel zêta a montré la prédominance des charges négatives déprotonées phosphonates libres. L'angle de contact avec l'eau a démontré que les surfaces en oxyde de titane sont hydrophiles après une fonctionnalisation pendant la nuit. Les mesures de force atomique des couches de bisphosphonates suggèrent que les anions moléculaires suivent la topographie de la surface, sans changer la rugosité de la surface.

Translated Description (Spanish)

Resumen Este documento presenta información sobre las propiedades de las superficies de titania depositada por pulverización catódica modificada con bisfosfonatos, incluidas las mediciones del potencial zeta en un rango de pH. La funcionalización se investigó a través de la simulación y los enfoques experimentales para modelar el adsorbato y evaluarlas relaciones estructura-respuesta. Las moléculas de ácidos etidrónico, alendrónico y risedrónico se investigaron a través de la teoría funcional de la densidad. Las moléculas varían su reactividad a través de estructuras similares considerando diferentes escenarios. La espectroscopía fotoelectrónica de rayos X de los sistemas de titania/BP demostró que la funcionalización ocurre en poco tiempo y dio como resultado una configuración de adsorbato predominantemente "lateral" después de dos horas de inmersión. El potencial zeta mostró el predominio de cargas negativas de fosfonatos libres desprotonados. El ángulo de contacto con el agua demostró que las superficies de titania son hidrófilas después de la funcionalización durante la noche. Las mediciones de la fuerza atómica de las capas de bisfosfonatos sugirieron que los aniones moleculares siguen la topografía de la superficie, sin cambiar la rugosidad de la superficie.

Files

slct.202200286.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e163c290c96cf1efebe51a2f80886d38
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
البايفوسفونيت على نحو سلس TIO <sub>2</sub>: النمذجة والتوصيف
Translated title (French)
Bisphosphonates sur TiO <sub>2</sub> lisse&nbsp;: modélisation et caractérisation
Translated title (Spanish)
Bisfosfonatos en Tío <sub>2</sub> liso: modelado y caracterización

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4224252837
DOI
10.1002/slct.202200286

Is supplement to
https://openalex.org/W2341079287 (Other)
https://openalex.org/W2229620774 (Other)
https://openalex.org/W2185911065 (Other)
https://openalex.org/W2059012543 (Other)
https://openalex.org/W2037997974 (Other)
https://openalex.org/W2030642920 (Other)
https://openalex.org/W1999953911 (Other)
https://openalex.org/W1998468853 (Other)
https://openalex.org/W1996734722 (Other)
https://openalex.org/W1992239282 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1850703113
  • https://openalex.org/W1975911550
  • https://openalex.org/W1978579005
  • https://openalex.org/W1987897346
  • https://openalex.org/W2008158617
  • https://openalex.org/W2012471168
  • https://openalex.org/W2022007544
  • https://openalex.org/W2023407191
  • https://openalex.org/W2025672294
  • https://openalex.org/W2025675778
  • https://openalex.org/W2047516316
  • https://openalex.org/W2050121102
  • https://openalex.org/W2079378606
  • https://openalex.org/W2089357658
  • https://openalex.org/W2120917305
  • https://openalex.org/W2126051065
  • https://openalex.org/W2128778774
  • https://openalex.org/W2150154937
  • https://openalex.org/W2470868459
  • https://openalex.org/W2506473808
  • https://openalex.org/W2520379192
  • https://openalex.org/W2529441028
  • https://openalex.org/W2560242113
  • https://openalex.org/W2594574777
  • https://openalex.org/W2793112987
  • https://openalex.org/W2894253105
  • https://openalex.org/W2905444335
  • https://openalex.org/W2949188241
  • https://openalex.org/W2963619378
  • https://openalex.org/W3005255173
  • https://openalex.org/W3018683389
  • https://openalex.org/W3042967883
  • https://openalex.org/W3095597934