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[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 SURFACEAYRTON ALEF CASTANHEIRA PEREIRA 14 January 2025 (has links)
[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.
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