Pesquisa da UFPR estuda nanorevestimentos inteligentes contra corrosão

Imagem de microscopia eletrônica das partículas do nanoreservatório

Um estudo da Universidade Federal do Paraná apresenta o uso de revestimentos inteligentes para proteger estruturas metálicas da corrosão, usando a nanotecnologia. O artigo científico sobre o trabalho foi publicado na revista da Sociedade Americana de Química (ACS) e destaque pela Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat).

Nos revestimentos tradicionais, como as tintas, as estruturas são protegidas de forma passiva, por uma barreira física. A ação do tempo ou trincas e rachaduras podem retirar essa barreira, abrindo espaço para o desgaste do metal. Já os revestimentos, ou nanodispositivos inteligentes, oferecem uma proteção ativa contra a corrosão. A doutoranda Débora Leal, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais da UFPR, e autora da pesquisa, conta que “a proteção ativa é uma proteção em que sistemas inteligentes são acionados no início do processo corrosivo e liberam substâncias que vão evitar ou diminuir a corrosão automaticamente, sem necessidade de intervenção humana ou monitoramento”.

Os nanorreservatórios estudados por Débora são estruturas de dimensões nanométricas formadas por substâncias químicas que diminuem significativamente os processos corrosivos. “No caso desse trabalho, o inibidor de corrosão utilizado foi o molibdato, que é classificado como inibidor anódico, ou seja, é um inibidor que atua reduzindo as reações de oxidação do metal”, explica a pesquisadora. Os reservatórios são formados por lâminas (lamelas) sobrepostas, separadas entre si pelo molibdato. Ao entrar em contato com o ambiente corrosivo, o molibdato sai do espaço interlamelar, forma um filme protetor e o elemento corrosivo é capturado no espaço do nanorreservatório.

Representação esquemática do mecanismo de proteção ativa contra a corrosão fornecido pelo revestimento aditivado com o nanoreservatório lamelar inteligente HMZ (Fonte: Adaptado de ACS Applied Materials & Interfaces 2020 12 (17), 19823-19833, DOI: 10.1021/acsami.0c02378)

No estudo, foram utilizados hidroxissais lamelares de zinco devido à baixa toxicidade do material, facilidade de síntese, sem a necessidade de equipamentos muito complicados, e boa relação custo-benefício. Débora reforça que os materiais foram estudados “principalmente por possuir dupla ação anticorrosiva: eles liberam simultaneamente inibidores de corrosão sob demanda e também capturam espécies agressivas, diminuindo assim a corrosividade do meio”.

Aplicações

Segundo a doutoranda, os principais usos desses novos sistemas inteligentes serão feitos pelas indústrias petrolíferas, petroquímicas, automobilísticas e aeronáuticas. “E também pelas indústrias que estão localizadas em regiões altamente corrosivas, como é o caso das plantas industriais em regiões litorâneas”, completa.

Doutoranda Débora Abrantes Leal

Atualmente, Débora está em Portugal, realizando parte das pesquisas de seu doutorado sanduíche na área de proteção contra a corrosão na Universidade de Aveiro. No Brasil, o estudo de nanoestruturas inteligentes ainda se restringe a poucos grupos de pesquisa – o da UFPR é um deles. Na Europa, o tema já é estudado desde 2006. Mas, de acordo com Débora, a maior diferença entre Brasil e Portugal, é a transferência de tecnologia da universidade para a indústria. “Aparentemente, é mais fácil que no Brasil. Esse contato entre universidade e empresa no Brasil é muito mais dificultado”, diz.

A pesquisa é orientada pela professora Claudia Marino, do departamento de Engenharia Mecânica e tem como co-orientador o professor Fernando Wypych, do departamento de Química.