Fabricação de eco

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 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 Ni e Ni-grafeno, Ni-G, revestimentos seguidos de imersão em uma 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 de infravermelho por 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, estabilidade química e 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 pegajosidade extremamente baixa das gotas líquidas em superfícies naturais não molháveis, forma uma esfera e instantaneamente rola para fora da superfície1. As superfícies extremamente repelentes à água que exibem um ângulo de contato maior que 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, antigelo4, autolimpeza5, resistência à corrosão6, redução de arrasto7, sensores8, células solares9, biomédica10, dispositivos microfluídicos11 e tecnologias anti-incrustantes12. Diferentes revestimentos superhidrofóbicos com notável repelência à água podem ser criados aumentando a rugosidade da superfície, que é o primeiro requisito para a superhidrofobicidade e diminuindo a energia da superfície, que é o segundo requisito para a superhidrofobicidade13. Criar uma superfície com essas características pode ser difícil, principalmente quando há questões ambientais e de segurança do consumidor. Historicamente, o material de baixa energia de superfície utilizado são compostos perfluorados, incluindo fluoro silanos ou moléculas de fluorocarbono, devido à sua energia de superfície ultrabaixa (≈ 10 mJ m−2)14. No entanto, o uso desses fluorocarbonetos de cadeia longa provou ser muito tóxico e possui resultados ambientais negativos, como persistência, biomagnificação e bioacumulação2,14,15,16,17. Portanto, há uma necessidade de desenvolver métodos ecologicamente corretos de baixo custo e materiais ecologicamente corretos na fabricação de superfícies superhidrofóbicas18. Ilker S. Bayer publicou recentemente uma revisão que analisou inúmeras abordagens viáveis ​​para a fabricação de revestimentos superhidrofóbicos e até mesmo superoleofóbicos usando tecnologias ecológicas e componentes biodegradáveis, como ceras, lipídios, proteínas e celulose14. Esta revisão explica, avalia e examina tais avanços e seu desempenho em comparação com as abordagens tradicionais.

Para a preparação de revestimentos superhidrofóbicos, vários métodos foram propostos, incluindo imersão19, eletrofiação20, eletrodeposição6, automontagem de camada21, gravação em plasma4, deposição de vapor químico22, oxidação anódica eletroquímica23, separação de fases24, imersão25, pulverização2 e métodos sol-gel26. A eletrodeposição é uma excelente técnica para a construção de superfícies artificiais superhidrofóbicas devido ao seu processo de baixa temperatura, limpeza, baixo custo, simplicidade e nanoestrutura controlável6.

O aço tem uma ampla gama de aplicações devido à sua alta resistência mecânica e preço relativamente baixo. No entanto, possui altas atividades eletroquímicas e químicas ao ataque corrosivo27,28. Geralmente, a corrosão é considerada um dos problemas mais sérios de nossas sociedades com implicações econômicas e de segurança29,30,31. Muitas técnicas de proteção podem ser usadas 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.