Desenvolvimento e otimização de um método de deposição planar de nanotubos de carbono alinhados em solução

• Autor(a) principal: Acauan, Luiz Henrique
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/24745
• topic: Engenharia de materiais; Carbon nanotubes; Alignment; Surfactant; Dielectrophoresis; Liquid crystal

Com o objetivo de obter uma membrana fina e densa de nanotubos de carbono alinhados, neste trabalho é proposta a utilização de diferentes técnicas e uma possível interação entre elas. A dieletroforese (orientação em solução de partículas não carregadas sob o efeito de um campo elétrico) foi escolhida como a principal técnica de alinhamento, mas outros métodos de orientação em solução, entre eles a orientação por cristais líquidos, foram também discutidos. Para a dispersão dos nanotubos de carbono, quatro diferentes surfactantes foram testados, dois surfactantes iônicos, dodecilsulfato de sódio (SDS) e o dodecilbenzenosssulfonato de sódio (SDBS), e dois surfactantes aniônicos, os pluronics PE6400 e PE6800. Estes quatro surfactantes comportam-se como cristal líquidos a grandes concentrações, mas diferem pela sua estrutura e sua resposta a temperatura. Para comparação, uma dispersão realizada sem a ajuda de surfactante, tendo 1,2-diclorobenzeno como solvente foi igualmente analisada. Para o alinhamento por dieletroforese, foi aplicado um campo elétrico as soluções obtidas, levando em conta a capacidade de dispersão dos surfactantes e os parâmetros que influenciam a força de dieletroforese, como frequência, amplitude e as componentes AC e DC da tensão aplicada. Os resultados mostraram que o alinhamento dos nanotubos de carbono é caracterizado pela sua aglomeração em forma de “cordas” ou “feixes”. O SDBS conduz a uma melhor dispersão de nanotubos de carbono, mas em contrapartida, o SDS permite uma remoção mais fácil do mesmo após o alinhamento. O PE6800 pode igualmente ser utilizado para dispersar os nanotubos de carbono, porém não resiste à centrifugação necessária para a purificação das soluções, enquanto o PE6400 não é capaz de formar uma dispersão estável de nanotubos de carbono. A solução em 1,2-diclorobenzeno mostra baixa capacidade de dispersão, porém estável após a centrifugação, mas péssimo alinhamento. Medidas elétricas foram coerentes com as imagens servindo como um método qualitativo para estimar a qualidade do alinhamento, mas principalmente mostrando a eficácia dos métodos de remoção do surfactante.