ESTUDO DA FOTOCURA DE RESINAS DENTÁRIAS COM AS TÉCNICAS DE MICROBALANÇA DE CRISTAL DE QUARTZO E ESPECTROSCOPIA
FOTOACÚSTICA Marcenilda Amorim Lima – mlima@iprj.uerj.br
Norberto Cella – cella@iprj.uerj.br
Ivan Napoleão Bastos – inbastos@iprj.uerj.br
Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Instituto Politécnico, 28.625-570 – Nova Friburgo, RJ, Brasil
Resumo. A técnica de microbalança de cristal de quartzo (QCM) foi utilizada para o monitoramento da fotocura das resinas odontológicas. O uso de um filme de PVC colocado sobre o cristal de quartzo foi necessário para evitar a adesão da resina no cristal. Desta forma, foi possível acompanhar a variação da frequência de ressonância do cristal da QCM, ocorrendo um aumento da frequência durante a evolução da cura das resinas odontológicas. Também foi utilizada a técnica de espectroscopia fotoacústica (PAS) para obter o espectro de absorção óptica da resina dentária. Com a técnica PAS os espectros obtidos no “modo absorção” apresentaram dois picos de absorção das resinas odontológicas. Por outro lado, no “modo transmissão” um único pico com banda larga foi observado. Entretanto, em ambos os “modos” as bandas se localizaram na faixa de comprimento de onda onde ocorre a reação fotoquímica de endurecimento (fotocura) das resinas analisadas conforme indicado pelo fabricante. Os resultados obtidos mostram a potencialidade de ambas as técnicas no estudo da fotocura de resinas dentárias.
Palavras-chave: Resinas odontológicas, Microbalança de cristal de quartzo, Espectroscopia fotoacústica, Espectro de absorção óptica
1. INTRODUÇÃO
As resinas fotocuradas são bastante utilizadas em engenharia e em odontologia, pois o processo de cura pode ser controlado pela quantidade de fótons incididos sobre elas. Assim, em especial na área odontológica, esse procedimento de controle de fótons incidentes simplifica o trabalho em consultórios dentários com relação a amálgamas metálicos e resinas não-fotocuráveis. Com isto, torna-se necessário compreender as fontes de ativação dos processos de cura, bem como as propriedades físico-químicas das resinas e o processo de fotocura (Lloyd et al., 1996).
As propriedades físicas e químicas dos materiais são obtidas por diferentes técnicas de caracterização de materiais. Tais técnicas geralmente têm caráter complementar. Desta forma, o emprego de duas ou mais técnicas de caracterização permite análises mais detalhadas de um mesmo fenômeno. Uma dessas técnicas que vem sendo utilizada para o estudo da variação de massa e de outras propriedades das amostras é a técnica de microbalança de cristal de quartzo (QCM). Essa técnica está associada à resposta da frequência de ressonância do cristal de quartzo que depende da massa e também da rigidez da camada do material aderido à sua superfície (Filho et al., 2003). Em 1959, Sauerbrey demonstrou que a variação da frequência de ressonância de um cristal de quartzo é diretamente proporcional à massa adicionada sobre ele, podendo ser medida variações de massa na ordem de nanogramas.
A microbalança consiste de um sensor piezoelétrico composto por uma fina lâmina de cristal de quartzo, revestida com filmes de metal (eletrodos) em ambas as faces para contato elétrico (Sauerbrey, 1959). O princípio de funcionamento da técnica QCM está baseado no fato de que quando o cristal de quartzo é submetido a um campo elétrico alternado, ele vibra em uma determinada frequência de ressonância, que pode ser monitorada em função do tempo (Buttry & Ward, 1992).
Os cristais de quartzo possuem a propriedade de piezoeletricidade, ou seja, quando é aplicada uma diferença periódica de potencial elétrico entre as faces do cristal ele vibra mecanicamente numa determinada direção. Por outro lado, se uma variação periódica de pressão é exercida sobre sua superfície, ele responde com o aparecimento de uma diferença periódica de potencial entre suas faces.
A técnica QCM (Lu, 1975) se destaca devido à elevada sensibilidade, baixo custo, fácil manuseio do equipamento, rapidez de resposta, e por ser uma técnica que permite a realização de experimentos em tempo real. Ela pode ser utilizada em química analítica para o estudo de poluentes gasosos, inibidores de corrosão e adsorção de gases. Com esta técnica, diversos processos físicos e químicos que ocorrem com pequena variação de massa podem ser observados, como a variação de massa de um filme fino sensível à adsorção/dessorção de moléculas de água (Su e Chang, 2008).
De acordo com Kanazawa e Gordon (1985) o amortecimento viscoso provocado por um líquido presente na superfície do cristal também pode causar mudanças na frequência de ressonâcia. Desta forma, deve ser levada em consideração a influência das propriedades do líquido na frequência de oscilação do cristal, pois este acoplamento pode mudar fortemente a frequência de ressonância.
Outras técnicas podem ser utilizadas na caracterização de materiais, que permitam obter dados de suas propriedades ópticas e térmicas. Neste sentido, a espectroscopia fotoacústica (PAS) se destaca. Esta técnica vem sendo empregada em diversos campos das ciências biológicas, biomédicas, inclusive na odontologia, com relação à fotocura de resinas (Martinez-Torres et al., 2012). Assim, para a caracterização de materiais dentários é essencial utilizar técnicas que não sejam destrutivas durante os ensaios, e que podem ser aplicadas para avaliar as propriedades ópticas e térmicas de determinado material, e uma delas é a espectroscopia fotoacústica (Rosencwaig, 1975). Esta técnica analítica tornou-se bastante viável para investigações ópticas em amostras não gasosas, e em particular para materiais opacos e com elevada dispersão da luz (Rosencwaig, 1978). Uma das principais vantagens da espectroscopia fotoacústica é que ela permite a obtenção de espectros de absorção óptica para qualquer tipo de material, como por exemplo análises de amostras não-homogêneas, amostras em estado sólido, semi-sólido, em pó, amorfo e gel. Além disso, é uma técnica não-destrutiva e exige pouca preparação da amostra para realizar os experimentos (Rosencwaig & Gersho 1976).
A técnica PAS baseia-se no efeito fotoacústico, que consiste na incidência de luz monocromática modulada (com uma determinada frequência) sobre a amostra a ser analisada. A luz é periodicamente absorvida pela amostra e então convertida em calor por desexcitação não-radiativa. Esta energia térmica modulada difunde-se pela amostra e, ao atingir a superfície, gera aquecimento e resfriamento na camada de gás circundante à amostra. Este processo é dependente da frequência de modulação. Há um fluxo de calor periódico da amostra para o gás circundante, e consequentemente dilatação e contração no gás fronteiriço à superfície da amostra. Uma vez que a amostra está localizada dentro de uma câmara fechada, esta camada fronteiriça funciona de modo semelhante a um pistão térmico cujas ondas de
pressão podem ser detectadas pelo microfone instalado na parede da célula fotoacústica (Rosencwaig & Gersho, 1976).
O efeito fotoacústico pode ser observado de várias maneiras, além da detecção feita por microfones (técnicas fotoacústicas). Essa técnica genericamente também pode ser denominada por espectroscopia fototérmica, onde sua forma de detecção pode ocorrer por meio de sensores piro e piezoelétricos. Assim, estes sensores são utilizados para observar a variação de temperatura na amostra, como evento anterior ao surgimento do som. Desta forma, o efeito fotoacústico pode ser denominado, de forma mais abrangente, como efeito fototérmico (técnicas fototérmicas), conforme mostrado por Vargas e Miranda (2003). Além disso, a espectroscopia fotoacústica pode ser aplicada na determinação de propriedades ópticas e térmicas de polímeros (Bento et al., 2002), no estudo da fotossíntese de plantas (Mesquita et al., 2006), e até mesmo medir a difusividade e condutividade térmica do processo de endurecimento de cimento utilizado em restaurações dentárias (Astrath et al., 2012).
O objetivo do presente trabalho foi monitorar a fotocura de resinas comerciais utilizadas em odontologia, por meio da técnica QCM e obter o espectro de absorção destas resinas através da PAS, com a finalidade de dar subsídios para pesquisa nesta área, uma vez que no ambiente clínico a verificação da fotocura é feita pelo toque mecânico.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
As resinas odontológicas utilizadas nos ensaios foram Opallis Flow A1 e A2 todas da marca FGM. As resinas Opallis são microhíbridas, compostas de uma matriz monomérica contendo Bis-GMA (Bisfenol A-glicidil metacrilato), Bis-EMA (Bisfenol A-diglicidil éter dimetacrilato) e UDMA (uretano dimetacrilato). Também é constituída de TEGDMA (Trietileno glicol dimetacrilato) utilizado como diluente para reduzir a viscosidade da resina base. Estas resinas são usadas em procedimentos dentários como preenchimentos de cavidades oriundas da remoção de cáries, e são usualmente encontradas no comércio.
A microbalança de cristal de quartzo utilizada foi o modelo Gamry eQCM 10M, com cristal de quartzo piezoelétrico, cuja frequência de oscilação fundamental nominal é de 10 MHz. As especificações do cristal são: diâmetro de 13,7 mm; corte AT; com deposição de ouro (eletrodo) em ambos os lados com espessura menor que 1 m e com diâmetro de 5,10 mm.
As propriedades mecânicas do cristal de quartzo podem ser mais bem compreendidas através do modelo elétrico de Butterworth Van Dyke – BVD (Henderson, 1991) que é bastante utilizado para representar o comportamento elétrico de um cristal próximo da ressonância em série, como mostrado na Fig. 1a. Este circuito pode ser dividido em duas partes, uma relacionada ao comportamento dinâmico, também chamado de braço móvel (“motional arm”) e outro ao comportamento estático. O ramo dinâmico relaciona-se com as propriedades físicas do cristal e o meio em contato. Além disso, esse ramo possui três parâmetros que modificam-se de acordo a massa ou viscosidade do material depositado sobre o cristal. O parâmetro R1 está relacionado com a perda de energia mecânica (amortecimento
provocado por um fluido que está em contato com o cristal) e perdas associadas com as estruturas de suporte que o sustenta. O capacitor C1 está associado à energia armazenada na
oscilação e à elasticidade mecânica do quartzo. O indutor L1 corresponde à componente
inercial da oscilação, que envolve uma medida da massa acoplada no cristal, e que influencia na vibração. Já no ramo estático, tem-se a componente C0 que corresponde à capacitância
eletrostática, devido aos eletrodos depositados nas duas faces do cristal de quartzo juntamente com o suporte e capacitância do conector externo.
Portanto, consegue-se identificar as características do cristal de quartzo quando uma massa e/ou uma solução é colocada sobre ele, sendo possível determinar os parâmetros representados no circuito elétrico equivalente. Assim, os valores dos parâmetros do ramo dinâmico são influenciados por parte das propriedades na interface entre o material e o cristal. Uma descrição da conversão entre energia mecânica e elétrica em um ressonador pode ser dada pela analogia de um modelo mecânico (Fig. 1b). Este modelo consiste de uma massa M conectada a uma mola de constante elástica Cm (constante de Hooke) que representa a
compliância definida como a capacidade de um objeto produzir deformação elástica quando uma força é aplicada (como a rigidez de uma mola), em paralelo com um amortecedor, r, que representa a dissipação de energia da oscilação.
a) b)
Figura 1 – Modelos representativos: a) Circuito equivalente elétrico Butterworth Van Dyke-BVD para uma microbalança de quartzo; b) Modelo mecânico para a microbalança de cristal
de quartzo. Fonte: adaptado de Buck et al., 2004.
O cristal de quartzo usado tem um fator de sensibilidade linear de 226 Hz.µg-1.cm2 (Cf ) para o cristal de 10 MHz corte AT à temperatura ambiente. Este fator é utilizado para converter as mudanças de frequência em variações de massa. Com isso é possível empregar a equação de Sauerbrey (1959) para medir a relação dessa variação de frequência com a massa depositada no cristal e tal equação pode ser reescrita como:
m C
f f
(1) onde f é a variação da frequência observada (dada em Hz), mé a variação de massa por unidade de área (dada em g.cm-2).
A Figura 2 mostra o arranjo experimental para o monitoramento do processo de fotocura das resinas odontológicas usando a técnica de microbalança de cristal de quartzo. Neste ensaio, foi utilizada uma fonte de luz (lâmpada de filamento de tungstênio - QTH de 250 W / 24 V, Newport), sendo que durante as medidas usou-se a potência de 180 W, e foi fixado o comprimento de onda de 470 nm no monocromador. Vale ressaltar aqui que a potência referida para a fonte de luz (QTH) é aquela aplicada nos terminais das lâmpadas, pois as medidas de potência no foco serão proporcionais às potências nos terminais. Os valores de potência aplicados darão a noção qualitativa da real intensidade de luz incidida na amostra. Esta observação também é válida para a técnica de fotoacústica. Esta opção foi escolhida pois não conseguimos medir com boa precisão a potência real incidida na amostra, para ambas as técnicas utilizadas.
r
F m
Figura 2 – Esquema experimental do ensaio de fotocura da resina odontológica utilizando a microbalança de cristal de quartzo com fonte QTH.
O arranjo experimental utilizando a espectroscopia fotoacústica está mostrado na Fig. 3. Neste arranjo experimental, a luz proveniente da lâmpada de filamento de tungstênio com potência de 180 W (QTH, é a mesma da Fig. 2) é modulada mecanicamente por um chopper (modulador) modelo 75095, Oriel Corporation, a 10 Hz. Em seguida, a luz atravessa uma lente até chegar ao monocromador (modelo 77200, Newport Oriel Instruments). No monocromador existe uma grade de difração com blazer em 500 nm, que permite a varredura do comprimento de onda de 300 a 1200 nm. Depois, ela é direcionada à célula fotoacústica fechada. O sinal de referência do chopper e o sinal do microfone (Brüel & Kjaer, modelo 4943,) da célula fotoacústica foram conectados ao amplificador lock-in (modelo SR830 DSP, Stanford Research Systems). O sinal fotoacústico foi então armazenado em um microcomputador. Os experimentos fotoacústicos para verificar os picos de absorção óptica das resinas dentárias foram realizados fazendo a varredura em comprimento de onda voltando de 600 a 350 nm, pois de acordo com trabalhos na literatura a resina já cura rapidamente com o comprimento de onda na região do ultravioleta (350 nm). Para obter apenas comprimentos de onda na faixa entre 600 a 430 nm foi utilizado filtro de banda passante (Newport 51272) para cortar a radiação ultravioleta. Nos experimentos foram usadas em geral 30 leituras do sinal fotoacústico para cada passo de varredura de 5 nm, a fim de obter a média e desvios-padrão de cada passo de varredura, ou seja, de cada ponto experimental do espectro de absorção.
Figura 3 – Diagrama esquemático de uma típica bancada de experimentos fotoacústicos. Fonte: Pereira Neto, 2011.
A Figura 4a mostra a célula fotoacústica utilizada no “modo absorção”, onde a resina foi colocada dentro da célula até o porta-amostra ficar totalmente preenchido, ficando a amostra com aproximadamente 2 mm de espessura. A Figura 4b e a Figura 4c mostram como foi realizada a espectroscopia fotoacústica no “modo transmissão” com as resinas odontológicas. Estas por sua vez, foram colocadas e pressionadas entre duas placas de vidro como uma espécie de “sanduíche” para formar um filme que possibilitasse maior transmissão da luz pelas amostras (Fig. 4b). Logo depois, o “sanduíche” de resina foi colocado sobre a célula fotoacústica onde continha carvão mineral, e este funcionava como um detector da luz transmitida mostrada na Fig. 4c.
Figura 4 – Montagem do experimento para realizar a espectroscopia fotoacústica das resinas odontológicas nos “modos absorção e transmissão”: a) resina dentro da célula; b) “sanduíche”
de resina, amostra pressionada entre as placas de vidro; c) carvão dentro da célula.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para evitar danos no cristal de quartzo, um filme de PVC (obtido no comércio, com espessura aproximada de 10 µm) foi colocado sobre o cristal de quartzo. Desta forma, evita-se a adesão entre a resina fotocurada e o cristal. Entretanto, foram necessários alguns testes iniciais para verificar a influência deste filme nos ensaios. O simples fato de se colocar o filme sobre o cristal diminui a freqüência de ressonância, mas em alguns segundos o sistema fica estável. Então a atenção foi direcionada para a influência do aumento da temperatura (devido à absorção da luz) e para a variação da umidade relativa do ar (uma vez que o filme de PVC é mais higroscópico do que a superfície do filme de ouro do eletrodo e da superfície do restante do cristal). Inicialmente, foi realizado um ensaio, onde se colocou sílica-gel (aproximadamente 1 g) em uma esfera de papel poroso de aproximadamente 10 mm de diâmetro presa à tampa da QCM como mostra a Fig. 5.
Figura 5 – a) Montagem com a sílica-gel presa na tampa; b) Fechamento da célula que contém o filme de PVC sobre o cristal de quartzo.
Resina dentária dentro da célula fotoacústica
Carvão mineral Oring com graxa de silicone “Sanduíche” de resina sobre a
célula fotoacústica Microfone acoplado a célula fotoacústica b) c) a) a) b)
A Figura 6a apresenta a curva de frequência em relação ao tempo, no qual observou-se que a umidade influencia na ressonância do cristal com o filme, durante a ação de abrir e fechar da célula. Isto ocorre, devido ao caráter higroscópico da sílica-gel, pois ao fechar a célula, com a sílica presa na tampa, notou-se que a sílica absorve a água presente no ar dentro da câmara e a pressão de vapor diminui, e por isto mais moléculas de água deixam o filme de PVC que estava sobre o cristal. Desta forma a frequência de ressonância aumenta. Quando se abre a célula da QCM o filme de PVC volta a ter contato com a água do ar ambiente e ao absorver esta água tem sua frequência diminuída. Por outro lado, foi observado que, mesmo para um ambiente com 70 % de umidade relativa do ar (sem o uso da sílica gel na tampa), o abrir e fechar da célula praticamente não altera a frequência de ressonância (Δf menor que 5 Hz).
Além disso, foi realizado um ensaio colocando filtros de densidade neutra utilizando uma fonte de xenônio (potência 160 W / Newport – 6258) e uma fibra óptica (Newport – 77556) que direcionava a luz até a QCM. Os resultados obtidos estão apresentados na Fig. 6b. As curvas da Fig. 6b representam: a) toda a radiação que sai da fonte (I) e chega direto ao cristal de quartzo (ou seja, 100 % da intensidade I); b) 80 % de intensidade I; c) 50 % da intensidade I; e d) 9 % de intensidade I. Assim, observa-se que a frequência de ressonância do cristal vai diminuindo de acordo com a diminuição da intensidade de luz que vai chegando sobre ele. Entretanto, quando se utilizou filtro de interferência (deixando passar apenas uma banda passante no entorno de 480 nm) e o filme de PVC sobre a superfície do cristal, houve uma variação de frequência menor do que 2 Hz.
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 9,667000 9,668000 9,669000 9,670000 9,671000 9,672000 9,673000 9,674000 9,675000 9,676000 9,677000 9,678000 f = 2,5 kHz aberta fechada fs (M H z ) Tempo (s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 9,982800 9,982950 9,983100 9,983250 9,983400 9,983550 9,983700 9,983850 9,984000 9,984150 9,984300 d c b desligada fs (M H z ) Tempo (s) ligada a
Figura 6 – a) Monitoramento do filme de PVC no cristal de quartzo, para os procedimentos de abrir e fechar a célula com sílica-gel na tampa; b) Frequência de ressonância do cristal para os
procedimentos de ligar e desligar a fonte de xenônio com diferentes filtros de densidade neutra.
Após estes ensaios preliminares a fotocura foi monitorada para as resinas dentárias. A Figura 7a apresenta a variação da frequência do cristal de quartzo da QCM desde o instante em que foi colocado o filme no cristal até o fim da fotocura da resina Opallis Flow A1. O estágio I representa o momento em que foi colocado o filme de PVC sobre o cristal, deixando um tempo para o sistema estabilizar. Logo depois, em aproximadamente 320 s, foi colocada a resina (em forma de uma gota, que equivale a aproximadamente 5 mg) sobre o filme, e observa-se um aumento da frequência de ressonância do cristal, devido ao espalhamento da resina sobre o filme (estágio II) até estabilizar a oscilação do cristal e não haver mais tanta variação (estágio III). Aos 950 s incidiu-se a luz na resina (470 nm / 180 W / fonte de
tungstênio) que promoveu a fotocura (estágio IV) e variou a frequência em quase 6 kHz no processo de fotocura (estágio V).
Dessa forma, para o monitoramento da fotocura das resinas dentárias usando filme de PVC utilizaram sempre o comprimento de onda 470 nm e fonte de tungstênio com potência de 180 W. Após colocar a resina na QCM, esperou-se a estabilização da frequência do sistema, como pode ser visualizado na Fig. 7b durante os primeiros 100 s. Desta forma, próximo de 120 s a luz foi ligada para permitir a fotocura da resina. Com isto, foi possível observar a mudança da frequência de ressonância do cristal durante o processo de fotocura da resina Opallis Flow A2 utilizando a microbalança de cristal de quartzo. Nota-se que ocorre uma variação de fs de cerca de 15 kHz durante o monitoramento da fotocura da resina na QCM, mostrando assim que a técnica é sensível para estes ensaios.
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 9,657000 9,660000 9,663000 9,666000 9,669000 9,672000 9,675000 9,678000 9,681000 9,684000
Resina colocada no cristal
V
III
Luz ligada (inicio da cura) IV II f = 6 kHz fs (M H z) Tempo (s) I 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 9,785000 9,790000 9,795000 9,800000 9,805000 9,810000 9,815000 9,820000 9,825000 II V IV III
Luz ligada (inicio da cura)
f = 15 kHz
fs (MHz)
Tempo (s)
Figura 7 – Monitoramento com a técnica de microbalança de cristal de quartzo da fotocura das resinas: a) Opallis Flow A1; b) Opallis Flow A2.
Para identificar o intervalo de comprimento de onda de absorção óptica das resinas foram obtidos os espectros de absorção óptica das resinas odontológicas, por espectroscopia fotoacústica. Para normalizar o sinal fotoacústico das amostras, foi obtido um espectro de absorção óptica do pó de carvão mineral (apresentado na Fig. 8) para a varredura de 600 a 350 nm no modo absorção. Desta forma, o sinal fotoacústico da resina, em um passo de varredura (comprimento de onda), foi dividido pelo sinal do carvão naquele passo de varredura.
330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 F as e do Sinal F ot oac ú st ic o (grau) Am plit ude do Sinal F ot oac ú st ic o (m V) Comprimento de onda (nm) 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96
Figura 8 – Espectro fotoacústico do carvão.
Nestes experimentos utilizou-se uma resolução espectral com passos de varredura de 5 nm em 5 nm para toda a faixa de varredura de 600 a 350 nm, e tanto a amplitude quanto a fase do sinal fotoacústico foram registradas. No experimento com a resina Opallis Flow A1,
mostrado na Fig. 9, foi observado que no “modo absorção” (Fig. 9a) existem dois picos de absorção óptica, ou dois centros absorvedores na resina, enquanto que no “modo transmissão” (Fig. 9b) apenas um pico de absorção óptica é observado. O espectro fotoacústico no “modo absorção” mostra onde (em qual região espectral) há absorção do fóton com desexcitação não radiativa e no “modo transmissão” mostra onde há absorção independentemente se houve geração de sinal fotoacústico ou geração de ligação química na resina. Resultados semelhantes foram encontrados para a resina Opallis Flow A2. Desta forma a técnica PAS pode contribuir para o estudo da “competição pelos fótons” que existe dentro da resina durante a fotocura. 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 495 nm 460 nm a) Amplitude d o Sinal PA (u.a.) Comprimento de onda (nm) 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 b) 470 nm T rans m is sao (%) Comprimento de onda (nm)
Figura 9 – Espectroscopia fotoacústica da resina dentária Opallis Flow A1: a) por absorção; b) por transmissão.
4. CONCLUSÃO
O processo de fotocura foi monitorado empregando a técnica de microbalança de cristal de quartzo (QCM) cuja sensibilidade possibilitou acompanhar a evolução da fotocura das resinas dentárias, mesmo usando um filme de PVC sobre o cristal de quartzo. A espectroscopia fotoacústica (PAS) foi utilizada para verificar as bandas de absorção óptica das resinas. A técnica PAS operando no “modo transmissão” permitiu detectar a faixa de comprimento de onda onde ocorre a reação fotoquímica de endurecimento das resinas, cujo pico da banda coincide com o comprimento de onda indicado pelo fabricante. O “modo absorção” mostrou que existem dois centros absorvedores nas resinas. Os resultados mostram que ambas as técnicas podem ser úteis nos estudos de fotocura de resinas dentárias.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem o apoio da FAPERJ e da CAPES, pela aquisição de alguns equipamentos, e pela bolsa de mestrado, respectivamente. Além disso, os autores são gratos ao físico M.Sc. Mariano Sabino da Silva/Omnimetra pelos esclarecimentos quanto à instrumentação eletrônica relativa à técnica QCM.
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PHOTOCURING PROCESSES STUDY OF DENTAL RESIN WITH CRYSTAL MICROBALANCE QUARTZ AND PHOTOACOUSTIC SPECTROSCOPY
TECHNIQUES
Abstract. The quartz crystal microbalance (QCM) technique was used to monitor the
photocuring processes of dental resins. The use of a PVC film placed on the quartz crystal was needed to avoid the adhesion between the resin and the crystal. Thus, it was possible to follow the variation of the resonance frequency of the crystal, which results in increased frequency during the evolution of cure of dental resins. Also, the photoacoustic spectroscopy (PAS) technique was used to obtain the optical absorption spectrum of the dental resin. With the PAS technique the spectra obtained in the "absorption mode" showed two peaks of absorption by dental resins. Moreover, the "transmission mode" a single peak in a large bandwidth was observed. However, in both "modes" bands were located in the wavelength range where the photochemical curing reaction (photocuring processes) for the examined resins, as provided by the manufacturer. The results show the potential of both techniques in the study of photocuring processes in dental resins.
Keywords: Dental Resins, Quartz Crystal Microbalance, Photoacoustic Spectroscopy,
