O projeto 'verde' liderado por cientistas de Swansea poderia substituir materiais mais caros e perigosos usados ​​para impermeabilização e anti-incrustação / nebulização.

Novos materiais foram desenvolvidos por cientistas do Energy Safety Research Institute (ESRI) da Swansea University, que não são tóxicos, econômica e mostra a promessa de substituir materiais mais caros e perigosos usados ​​para impermeabilização e anti-incrustação / nebulização.

Uma nova classe de nanomateriais com capacidade de umedecimento ajustável tem aplicações importantes que variam de antiincrustantes a superfícies à prova d'água. Os materiais feitos por cientistas da Swansea University são baratos, não tóxico e pode ser aplicado a uma variedade de superfícies por spray ou spin-coating.

Os pesquisadores liderados pela Dra. Shirin Alexander e o Professor Andrew Barron relataram sua descoberta na revista de acesso aberto da American Chemical Society ACS Omega .

Os nanomateriais revestidos por spray fornecem textura às superfícies, independentemente do substrato, e a funcionalidade química que pode alterar a superfície de super-hidrofílica (umectação com água) para super-hidrofóbica (repelente de água) com base na escolha da funcionalidade personalizada.

A fabricação e o teste de materiais de baixa energia superficial a materiais de alta energia superficial foram realizados por Wafaa Al-Shatty, um estudante de mestrado no Energy Safety Research Institute do Swansea University Bay Campus.

Lá, ela sintetizou nanopartículas de óxido de alumínio usando hidrocarbonetos ácidos carboxílicos lineares e ramificados (com diferentes energias de superfície) para demonstrar que a hidrofobicidade pode ser prontamente ajustada com base na natureza da funcionalidade química. A pesquisa demonstra que mudanças sutis na cadeia orgânica permitem o controle da molhabilidade da superfície, rugosidade, a energia de superfície e a capacidade das nanopartículas de se comportarem como agentes tensoativos.

Tanto a hidrofobicidade quanto a hidrofilicidade são reforçadas pela rugosidade. Nanopartículas com a funcionalidade metoxi (-OCH3) exibem alta energia de superfície e, portanto, propriedades de superhidrofilicidade. Por outro lado, os hidrocarbonetos ramificados reduzem a energia superficial. As cadeias pontiagudas (ramificadas) são a primeira linha de defesa contra a água ao lado da rugosidade da superfície (causada por nanopartículas em ambos os casos). Isso minimiza o contato entre a superfície e as gotas de água, o que lhes permite deslizar.

Para ser superhidrofóbico, um material deve ter um ângulo de contato com a água maior que 150 graus, enquanto as superfícies superhidrofílicas são materiais cujas superfícies apresentam ângulos de contato com a água inferiores a 10 graus. O ângulo de contato é o ângulo em que a superfície da água encontra a superfície do material.

O material super-hidrofóbico à base de hidrocarboneto pode ser um substituto "verde" para o caro, fluorocarbonos perigosos comumente usados ​​para aplicações superhidrofóbicas. "Eles também são capazes de reduzir a tensão interfacial de várias emulsões óleo-água ao se comportarem como agentes tensoativos (surfactantes)", Alexander disse. A compreensão das relações entre as nanopartículas super-hidrofóbicas e super-hidrofílicas e a estabilidade do óleo resultante, propriedades de emulsão e tensão interfacial na fronteira óleo / água são percepções altamente instrutivas que podem beneficiar muito o desenvolvimento futuro de maior eficiência na recuperação de óleo por meio de métodos de recuperação aprimorada de óleo (EOR).

A equipe está trabalhando para melhorar a durabilidade do material em vários substratos, bem como a aplicação em larga escala em superfícies.