Mecânica

Revestimento inteligente anti-corrosão é capaz de auto-cicatrização

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/07/2006

Revestimento inteligente anti-corrosão é capaz de auto-cicatrização
Assim que surge qualquer quebra ou buraco na camada protetora, o aditivo cuida de espalhar novamente o gel, cobrindo a falha e mantendo a proteção do metal. [Imagem: MPIKG]

Controle da corrosão

A corrosão - popularmente conhecida como ferrugem - é um processo lento mas contínuo. Os cientistas dos materiais não se iludem mais com a tentativa de impedir que ela ocorra.

Agora, eles querem criar materiais inteligentes que, ao primeiro sinal de corrosão, iniciem um processo de cicatrização, impedindo que a ferrugem continue a espalhar seus efeitos destruidores.

Há diversas alternativas para controlar a corrosão. Além da galvanização, diversos tipos de revestimentos, inclusive biológicos, estão sendo desenvolvidos. Alguns deles inclusive resolvem os efeitos ambientalmente danosos da cromação.

Revestimentos ativos

Mas os cientistas do Instituto de Pesquisas Max Planck, Alemanha, e da Universidade de Aveiro, Portugal, querem dar um passo adicional.

Segundo eles, o problema com os revestimentos é que eles são passivos. Se o próprio revestimento for danificado, mesmo que numa magnitude visualmente imperceptível, o processo de corrosão começa a agir imediatamente. Segundo eles, a solução pode estar em um material ativo, capaz de se auto-cicatrizar.

Os cientistas recobriram um metal com uma finíssima camada de uma espécie de gel. Até aí, nada diferente dos diversos tipos de revestimentos disponíveis ou sendo pesquisados.

Mas eles descobriram um aditivo que se espalha ao longo do gel. Assim que surge qualquer quebra ou buraco na camada protetora, o aditivo cuida de espalhar novamente o gel, cobrindo a falha e mantendo a proteção do metal.

O processo ainda é complexo e caro. Mas os danos causados pela corrosão, principalmente em plantas industriais e em bens de alto valor, como aviões, por exemplo, não são nada baratos.

Nano-reservatórios

A técnica exige a deposição da camada de proteção camada por camada, por meio de nano-reservatórios - minúsculos recipientes moleculares contendo inibidores de corrosão. O primeiro passo consiste na fabricação desses nanoreservatórios.

Nanopartículas de dióxido de silício são recobertas com uma finíssima camada de dois polímeros eletricamente carregados, o polietileno imina e o sulfonato de poliestireno. Em seguida vem uma camada de benzotriazol, o inibidor de corrosão.

As nanopartículas são a seguir misturadas a um gel contendo óxido de zircônio. O gel pode então ser espalhado normalmente sobre o componente de metal a ser protegido. Na experiência relatada agora, os cientistas testaram a proteção de seu gel sobre placas de alumínio.

As partículas de sílica funcionam como suporte para o inibidor de corrosão e para os polímeros, enquanto o dióxido de zircônio torna o conjunto aderente à liga de alumínio. Quando aplicada, a camada de gel protege o metal da mesma forma que qualquer outro processo de revestimento. A novidade começa quando o revestimento é danificado.

Auto-cicatrização

Os polímeros eletricamente carregados normalmente mantêm o inibidor de corrosão fixos em suas posições. Mas um dano no gel libera os polímeros, deixando o inibidor de corrosão livre para se difundir na camada protetora, preenchendo a fissura recém-aberta, antes que os agentes corrosivos possam danificar o metal.

No experimento de teste, os cientistas demonstraram que seu gel auto-cicatrizante consegue proteger o alumínio da ação de água salgada mesmo quando o revestimento é riscado repetidamente com uma agulha.

O gel conseguiu reconstruir fissuras de até 100 micrômetros, mesmo quando o alumínio estava mergulhado em uma solução de sal. A fissura é totalmente reconstruída em menos de 24 horas.

"O próximo estágio da pesquisa será o desenvolvimento da cobertura auto-cicatrizante para adaptá-la a outros metais, como o aço e para acelerar a liberação do inibidor dos seus nanoreservatórios, resultando em um melhor processo de cicatrização," diz o cientista Dmitry G. Shchukin.

Bibliografia:

Layer-by-Layer Assembled Nanocontainers for Self-Healing Corrosion Protection
Dmitry G. Shchukin, M. Zheludkevich, K. Yasakau, S. Lamaka, M. G. S. Ferreira, Helmuth Möhwald
Advanced Materials
27 Jun 2006
Vol.: Volume 18, Issue 13 , Pages 1672 - 1678
DOI: 10.1002/adma.200502053




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