Controle da molhabilidade de nanotubos de carbono verticalmente alinhados

• Autor(a) principal: Sandra Cristina Ramos
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/11.29.13.22

Nesta tese, foi realizado um amplo estudo sobre a molhabilidade da superfície dos nanotubos de carbono verticalmente alinhados (VACNTs). A característica principal desta investigação foi em termos da modificação da energia superficial dos VACNTs. Duas importantes técnicas de modificação superficial foram exploradas para avaliar e controlar a molhabilidade dos VACNTs: O plasma de oxigênio e laser de CO$_2$. Os filmes de VACNTs conforme obtidos são superhidrofóbicos, com um ângulo de contato (AC) de 144°. O ataque à superfície dos VACNTs a plasma de oxigênio, transformou-a em superhidrofílica, com uma significativa redução do AC para 0°. Este foi um resultado inédito, obtido pela primeira vez neste trabalho. Esta desejável característica foi o principal resultado da forte oxidação da superfície dos VACNTs, funcionalizando-a, efetivamente, por grupos polares. A superhidrofilicidade obtida permitiu avaliar os VACNTs funcionalizados a plasma aplicados como eletrodo para eletroquímica. Devido ao aumento na área superficial, dada à grande molhabilidade, foram obtidos excelentes resultados através da técnica de voltametria cíclica, dos testes de carga/descarga e da espectroscopia de impedância eletroquímica. Verificou-se o grande potencial destas amostras, para armazenamento de cargas, com uma capacitância específica de 915F/g, bem como sua viabilidade para uso como eletrodo. Investigou-se, aqui a utilização do eletrodo de VACNTs funcionalizados, na redução eletroquímica do nitrato. A outra técnica de modificação, o laser de CO$_2$, foi empregado neste trabalho, também com resultados inéditos: o que conferiu estabilidade à superfície dos VACNTs superhidrofóbicos resultando em um AC de 153° e, reestabeleceu a superhidrofobicidade dos VACNTs superhidrofílicos, garantindo o total controle da molhabilidade das superfícies dos VACNTs. Pela aplicação concomitante das duas técnicas, foi possível ainda, avaliar o efeito de confinamento e espalhamento de água dentro de microcanais formados sobre a superfície dos VACNTs superhidrofílicos, trazendo perspectivas de sua aplicação em dispositivos microfluídicos.