[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE ANÁLISE DA FORMA DA GOTA ACESSÍVEL PARA A AVALIAÇÃO DE PROPRIEDADES SUPERFICIAIS E MODIFICAÇÃO DA SUPERFÍCIE DA POLIAMIDA PARA O ALCANCE DE UMA SUPERFÍCIE SUPERANFIFÓBICA

[en] DEVELOPMENT OF AN AFFORDABLE DROPLET SHAPE ANALYSIS SYSTEM FOR THE EVALUATION OF SURFACE PROPERTIES AND SURFACE MODIFICATION OF POLYAMIDE TO ACHIEVE A SUPERAMPHIPHOBIC SURFACE

[pt] AYRTON ALEF CASTANHEIRA PEREIRA

[pt] POLIMERO

[pt] SUPERANFIFOBICIDADE

[pt] METODO OPTICO

[pt] NANOPARTICULA

[pt] ANGULO DE CONTATO

[en] POLYMER

[en] SUPERAMPHIPHOBICITY

[en] OPTICAL METHPD

[en] NANOPARTICLE

[en] CONTACT ANGLE

[pt] Superfícies superanfifóbicas poliméricas tem atraído grande interesse dentro da comunidade científica e da indústria por conseguirem combinar todas as características vantajosas dos polímeros, com propriedades de superfície únicas, como repelência à líquidos e autolimpeza. Uma variedade de polímeros possui potencial de uso em aplicações que requerem superfícies superanfifóbicas, dentre eles a poliamida (PA). Embora a repelência a água possa ser facilmente atingida, a produção de materiais repelentes a óleo é mais difícil por conta de sua baixa tensão superficial. Como qualquer avanço em pesquisa e inovação, o desenvolvimento de superfícies superanfifóbicas poliméricas requer sua caracterização. Uma maneira rápida de caracterizar a superfície superanfifóbica é por meio da medição do ângulo de contato por análise da forma da gota. Apesar dos progressos na computação e nos dispositivos ópticos, o uso de métodos ópticos para uma avaliação acurada, robusta e profunda das propriedades interfaciais ainda é restrito. Assim, o presente trabalho teve duas frentes de desenvolvimento: (i) construir um sistema de análise da forma da gota acessível, versátil e confiável para a avaliação de propriedades superficiais, e (ii) modificar a superfície da poliamida de modo que se obtenha uma superfície superanfifóbica por um método de fabricação/modificação simples e industrialmente viável. Em relação a primeira frente de trabalho, uma solução gratuita e completa para a investigação de gotas, chamada ZeDrop, foi criada. Em relação a segunda frente de trabalho, uma superfície anfifóbica na PA 6 foi alcançada por meio da combinação de uma rugosidade adequada, obtida pela aplicação de um revestimento formado por nanopartículas e ligante polimérico, e de uma baixa energia de superfície, resultante da ativação da superfície por UVO previamente a sua fluorosilanização.

[en] Polymeric superamphiphobic surfaces have attracted great interest within the scientific community and industry because they combine all the advantageous characteristics of polymers with unique surface properties, such as liquid repellency and self-cleaning. A variety of polymers have potential for use in applications that require superamphiphobic surfaces, among them polyamide (PA). Although water repellency can be easily achieved, the production of oil-repellent materials is more difficult due to oil low surface tension. Just like any advance in research and development, progress in polymeric superamphiphobic surfaces requires characterization. A fast way to characterize superamphiphobicity is measuring the contact angle of a drop shape in touch with the surface. Despite advances in computing and optical devices, the use of optical methods for an accurate, robust and in-depth evaluation of interfacial properties is still limited. Thus, the present work had two development fronts: (i) build an accessible, versatile and reliable droplet shape analysis system for the evaluation of surface properties, and (ii) modify the polyamide surface to reach superamphiphobicity by a simple and industrially viable fabrication/modification method. Regarding the first work front, a free and complete solution for drop research, called ZeDrop, was created. Regarding the second work front, an amphiphobic surface on PA 6 was achieved by combining an adequate roughness, obtained by the application of a coating formed by nanoparticles and polymeric binder, and a low surface energy, resulting from the activation of the surface by UVO prior to its fluorosilanization.

JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ

JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

ANALUCIA VIEIRA FANTIN

ERICA GERVASONI CHAVES

2025-01-14

2024-09-26

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69161