Fabricação de eco

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 10530 (2022) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Revestimentos superhidrofóbicos foram fabricados com sucesso em substratos de aço usando eletrodeposição potenciostática de revestimentos de Ni e Ni-grafeno, Ni-G, seguida de imersão em solução etanólica de ácido esteárico, SA. A palha de arroz, um recurso de biomassa ecologicamente correto, foi usada para sintetizar grafeno de alta qualidade. Os espectros Raman comprovaram a alta qualidade do grafeno produzido. Os resultados da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, FTIR, mostraram que o revestimento de Ni enxertado com ácido esteárico, Ni-SA, e o compósito Ni-G enxertado com ácido esteárico, Ni-G-SA, foram depositados com sucesso no substrato de aço. Os resultados do microscópio eletrônico de varredura, SEM, mostraram que os revestimentos superhidrofóbicos preparados exibem estruturas micro-nano. Os resultados de molhabilidade revelaram que os valores dos ângulos de contato, CAs, para os revestimentos Ni-SA e Ni-G-SA são 155,7° e 161,4°, enquanto os valores dos ângulos de deslizamento, SAs, para ambos os revestimentos são 4,0° e 1,0°, respectivamente. A resistência à corrosão, a estabilidade química e a resistência à abrasão mecânica do revestimento Ni-G-SA foram maiores do que as do revestimento Ni-SA.

Superfícies extremamente não molháveis ​​são um dos aspectos mais interessantes da natureza. Devido à viscosidade extremamente baixa das gotas de líquido em superfícies naturais não molháveis, formam uma forma esférica e rolam instantaneamente para fora da superfície1. As superfícies extremamente repelentes à água que exibem um ângulo de contato superior a 150° são conhecidas como superfícies superhidrofóbicas2. Superfícies superhidrofóbicas têm despertado muito interesse devido à sua importância na ciência fundamental e em aplicações industriais. Superfícies superhidrofóbicas têm uma variedade de aplicações, como separação óleo-água3, anticongelante4, autolimpeza5, resistência à corrosão6, redução de arrasto7, sensores8, células solares9, biomédica10, dispositivos microfluídicos11 e tecnologias antiincrustantes12. Diferentes revestimentos super-hidrofóbicos com notável repelência à água podem ser criados aumentando a rugosidade da superfície, que é o primeiro requisito para a super-hidrofobicidade, e diminuindo a energia superficial, que é o segundo requisito para a super-hidrofobicidade . Criar uma superfície com estas características pode ser difícil, especialmente quando estão presentes questões ambientais e de segurança do consumidor. Historicamente, o material de baixa energia superficial utilizado são compostos perfluorados, incluindo fluoro silanos ou moléculas de fluorocarbono, devido à sua energia superficial ultrabaixa (≈ 10 mJ m-2) . No entanto, foi comprovado que o uso desses fluorocarbonos de cadeia longa é muito tóxico e possui resultados ambientais negativos, como persistência, bioampliação e bioacumulação2,14,15,16,17. Portanto, há necessidade de desenvolver métodos ecológicos e de baixo custo e materiais ecologicamente corretos na fabricação de superfícies superhidrofóbicas . Ilker S. Bayer publicou recentemente uma revisão que analisou inúmeras abordagens viáveis ​​para a fabricação de revestimentos superhidrofóbicos e até mesmo superoleofóbicos usando tecnologias ecologicamente corretas e componentes biodegradáveis, como ceras, lipídios, proteínas e celulose14. Esta revisão explica, avalia e examina esses avanços e seu desempenho em comparação com abordagens tradicionais.

Para a preparação de revestimentos superhidrofóbicos, vários métodos têm sido propostos, incluindo imersão19, eletrofiação20, eletrodeposição6, automontagem de camadas21, gravação de plasma4, deposição química de vapor22, oxidação anódica eletroquímica23, separação de fases24, imersão25, pulverização2 e métodos sol-gel26. A eletrodeposição é uma excelente técnica para construção de superfícies superhidrofóbicas artificiais devido ao seu processo de baixa temperatura, limpo, baixo custo, simplicidade e nanoestrutura controlável6.

O aço tem uma ampla gama de aplicações devido à sua alta resistência mecânica e preço relativamente baixo. Porém, possui altas atividades eletroquímicas e químicas ao ataque corrosivo27,28. Geralmente, a corrosão é considerada um dos problemas mais graves das nossas sociedades, com implicações económicas e de segurança29,30,31. Muitas técnicas de proteção podem ser utilizadas para proteger superfícies de aço28,32; uma das mais significativas é a fabricação de revestimentos superhidrofóbicos, que aumentam significativamente a resistência à corrosão do aço33,34.