Superhydrophobic and Oleophobic characteristics in the same material: Nanotechnological Development
Quando os esforços pra entender o comportamento da matéria superam as fronteiras de uma única área da ciência, nascem grandes descobertas. Então temos aqui uma evolução no campo da Ciência dos Materiais.
Logo me perguntam como pode um material repelir substâncias polares e apolares ao mesmo tempo, sabendo que grande parte dessas interações ocorrem de forma específica para cada caso.
Não é tão complicado entender algumas coisas quando alguns conceitos de áreas distintas são incorporados ao questionamento em questão.
Não é tão complicado entender algumas coisas quando alguns conceitos de áreas distintas são incorporados ao questionamento em questão.
Superfícies cobertas com uma substância hidrofóbica tentem a repelir/expulsar/não interagir, no sentido de formar ligações químicas, quando substâncias polares (como a água) são postas em contato, bem como, quando uma superfície é recoberta com alguma substância hidrofílica, a mesma tende a não interagir com substâncias apolares.
Esse conhecimento são seria suficiente pra entender o material mostrado no vídeo abaixo, já que o mesmo consegue "se livrar" de ambas as substâncias e é ai que entra o conhecimento de nanoestruturas e microestruturas, as quais são atribuídas as propriedades de nanotextura e nanoporosidade. Um fenômeno que proporciona a uma gota d'água a capacidade de colidir elasticamente com uma superfície e "quicar" tem a ver com a capacidade que essa superfície tem de formar entre a sua microestrutura e a substância uma bolsa de ar. Em grande parte das situações, quanto maior a microporosidade de uma superfície, menor é a interação dela com um fluido, justamente pela presença de uma fina camada de ar presente nos poros abertos dessa superfície.
Logo, juntando o útil ao agradável, podemos trabalhar com as propriedades de interação química, bem como, com as propriedades de interação física da matéria em um mesmo material apenas lidando com sua composição química e sua microestrutura.
Não! parâmetros desse porte não são nada fáceis de serem controlados, mas também não é algo impossível.
Determinadas aplicações nas quais as propriedades de um material superhidrofóbico aplicado como revestimento podem trazer grandes vantagens para o controle de interações entre substâncias e possíveis superfícies de contato. Segundo (ANAND et al., 2012), o aperfeiçoamento desses materiais nanoestruturados pode proporcionar melhorias fundamentais para evitar, controlar ou minimizar efeitos de superfície como a nucleação e condensação. Recentemente surgiram formulações específicas para ligas de aços especiais que minimizavam a formação de bolhas quando imersas em água em temperaturas de ponto de ebulição, esses materiais foram cogitados para maiores estudos devido ao interesse no setor de produção de elementos combustíveis para reatores nucleares.
Como todo material de superfície, também é fundamental que se saiba suas características de resistência e durabilidade. Como revestimento, a resistência à corrosão, calor, fratura e outros situações precisam ser avaliadas e se necessário, melhoradas. Essas características, segundo (XUE; MA, 2013), quanto melhor desenvolvidas e controladas, dão ao material de revestimento um longo período de vida útil.
Os últimos estudos voltados para materiais de recobrimento nanoestruturados voltam-se para a propriedade de auto limpeza, eliminando a aderência forte entre a superfície de um objeto e partículas de sujeira. Os trabalho de (NURAJE et al., 2013) e (RAHMAWAN, XU, YANG, 2013) trata desse tema relacionando diretamente as propriedades de interesse em superfícies formadas por nanofibras e nanopartículas com o famoso Efeito Lotus.
Caso queira entender um pouco mais sobre essas propriedades, veja o link 1 e link 2 e consulte os artigos citados abaixo.
Referências
- Xiaotao Zhu , Zhaozhu Zhang , Guina Ren , Jin Yang , Kun Wang , Xianghui Xu , Xuehu Men and Xiaoyan Zhou J. Mater. Chem., 2012,22, 20146-20148. DOI: 10.1039/C2JM33769J
- Sushant Anand , Adam T. Paxson , Rajeev Dhiman ,J. David Smith , and Kripa K. Varanasi ACS Nano, 2012, 6 (11), 10122–10129. DOI: 10.1021/nn303867y
- Chao-Hua Xue and Jian-Zhong Ma J. Mater. Chem. A, 2013, Advance Article. DOI: 10.1039/C2TA01073A
- Nurxat Nuraje , Waseem S. Khan , Yu Lei , Muhammet Ceylanand Ramazan Asmatulu J. Mater. Chem. A, 2013,1, 1929-1946. DOI: 10.1039/C2TA00189F
- Yudi Rahmawan , Lebo Xu and Shu Yang J. Mater. Chem. A, 2013,1, 2955-2969. DOI: 10.1039/C2TA00288D
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