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Fabricação de superfícies super-hidrofóbicas por método eletroquímico para evitar aderência de material úmido
Ynaê Rossetti de Freitas, Alyne Bernardes Veroli, Luís Augusto Martins Ruotolo, Thiago Faggion de Pádua

Última alteração: 2021-03-18

Resumo


O preparo de superfícies super-hidrofóbicas se baseia na nanoestruturação de uma superfície. Quando a superfície é hidrofílica, como no caso de um metal, ainda é necessário realizar um tratamento para diminuição da tensão superficial. A eletrodeposição de cobre em aço é um modo de nanoestruturar a superfície para esse fim. Enquanto um filme de estearato de cobre confere menor energia à superfície e assim evita-se interações superficiais com a água. A super-hidrofobia é um fenômeno presente na natureza e relacionado à baixa molhabilidade de superfícies. Muitas aplicações industriais e para o consumidor final têm sido propostas para o fenômeno em questão, como por exemplo a redução da formação do gelo, redução de arrasto, aumento do coeficiente de transferência de calor em processos de condensação, entre outros. Outra característica importante é a auto-limpeza, a qual pode evitar a adesão de material úmido em equipamentos e tubulações industriais. Dado o potencial de aplicação, muitos desenvolvimentos têm sido realizados na fabricação desse tipo de superfície. O procedimento de fabricação pode ser feito de duas maneiras: método “two-steps”, no qual, primeiramente ocorre a deposição de cobre e depois o tratamento com ácido esteárico. Há também o método “one-step”, no qual se une o tratamento com ácido à eletrodeposição, fazendo com que o filme de estearato seja formado diretamente no metal e assim deixando o procedimento mais rápido e reduzindo os interferentes. Neste trabalho, buscou-se aperfeiçoar o método one-step, encontrado em literatura, para a aplicação em aço inox. A proposta da literatura utilizava substratos de alumínio e não apresentava detalhes das concentrações de reagentes nem tensão utilizadas no processo. Em trabalhos anteriores da iniciação, uma faixa de operação foi determinada para essas variáveis de modo a obter as propriedades desejadas para corpos de prova em aço inox. Além do método descrito em literatura, decidiu-se aplicar o eletropolimento na placa de aço para retirar possíveis imperfeições e aumentar a precisão na posterior fabricação do filme. Esta etapa consiste na aplicação de uma corrente contínua em solução de ácido sulfúrico e ácido fosfórico (2:1) contendo também 15% de glicerol. Neste caso, a placa atua como ânodo e utiliza-se um cilindro de grafite como contraeletrodo. Na fase final do projeto, o objetivo foi aperfeiçoar o método analisando outros parâmetros que podem interferir na uniformidade do filme, como por exemplo o tempo de eletropolimento, o tempo de formação do filme e a área de exposição do substrato durante a eletrodeposição. Os resultados demonstraram que é possível obter as propriedades desejadas com o método proposto, incluindo o eletropolimento para o aço. A partir dos resultados obtidos, foram feitas algumas recomendações para o aprimoramento dos resultados em trabalhos futuros, entre elas, há a análise sobre os efeitos de borda na formação do filme e alguns testes de adesão de partículas na superfície fabricada.


Palavras-chave


molhabilidade, hidrofobia, nanotecnologia, adesão

Referências


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