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Propriedades bactericidas e fotocatalíticas de Al2O3 dopado com Zn obtidos por plasma eletrolítico à plasma (PEO)
Francisco Trivinho Strixino, Gabriel Moraes Reche Martins

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


A técnica PEO é um processo derivado da anodização convencional que é realizado em alto campo elétrico, cujo objetivo é formar uma camada de óxido sobre a superfície de metais e ligas, melhorando sua resistência mecânica e proteção à corrosão. Neste método, os filmes de óxido formados atingem um potencial de ruptura dielétrica, rompendo o filme passivo e liberando energia que é então dissipada na forma de calor e luz por meio de descargas elétricas de alta energia térmica e de curto tempo vida distribuídas por toda a superfície em tratamento. O óxido de zinco apresenta propriedades bactericidas e sua toxicidade ainda é pouco compreendida, mas é observado uma atividade do composto frente a bactérias gram-positivas e gram-negativas. Por ser um semicondutor do tipo n com um amplo band gap e uma alta energia de ligação, o óxido de zinco pode ser aplicado como um fotocatalisador. O objetivo do trabalho é o estudo das condições de anodização em regime de PEO para incorporação de Zn em ligas de alumínio e o estudo do efeito bactericida e das propriedades fotocatalíticas do revestimento cerâmico. As anodizações foram realizadas por meio de um processo galvanostático em um reator de anodização com camisa de vidro para banho termostatizado e encaixe para dois contra eletrodos de platina, sob agitação constante de um agitador magnético. Foram utilizadas duas ligas de alumínio distintas: uma liga de alumínio 8011 (97,3% - 98,9%) e uma liga de alumínio comercial (98,7%). Assim, pretendeu-se incorporar o elemento Zn na forma de óxido em substratos metálicos por meio da técnica de Oxidação Eletrolítica à Plasma (PEO). O estudo teve como objetivo criar a metodologia para tratamento de metais com propriedades bactericidas induzidas pelo ZnO e o estudo do efeito bactericida frente a agentes patogênicos e as propriedades fotocatalíticas do revestimento cerâmico frente as propriedades de fotodegradação de substâncias modelo. O projeto envolveu o engenho de diferentes eletrólitos para a anodização de uma liga de Al 8011. No entanto, os resultados demonstraram pelas curvas de anodização associadas às aparências do processo e dos substratos metálicos, uma dificuldade em atingir a condição de PEO, levando ao uso de uma liga de alumínio comercial. Além disso, notou-se que as anodizações realizadas na segunda liga, com o eletrólito engenhado, não apresentaram boa reprodutibilidade, demonstrando que a engenharia do eletrólito baseada nas condições disponíveis na literatura de composição, pH e temperatura, não são suficientes para garantir uma previsão do processo. Uma vez que não foi possível obter um processo de PEO reprodutível, não foi possível, mesmo com um agente complexante utilizado para estabilização do íon Zn2+, fazer a incorporação do mesmo no Al2O3 e, consequentemente, não foi possível estudar eventuais propriedades bactericidas e fotocatalíticas decorrentes da incorporação no Al2O3. O uso de outros agentes complexantes, baseados em eletrólitos conhecidos para condição ácida, podem ocasionar um processo de PEO, contudo ainda é necessário fazer o estudo dos mesmos bem como o engenho desses eletrólitos.

Palavras-chave


anodização, plasma eletrolítico, dopagem Zn,