Desenvolvimento de superfícies super-hidrofóbicas para coletores de água da atmosfera a partir do nanocompósito VACNT/PE - Romário Araújo Pinheiro (2020)
Este trabalho foi desenvolvido tomando como base a uma estratégia recente que visa a coleta da água na forma de gotículas formando a névoa ou na forma de vapor compondo a mistura gasosa do ar atmosférico. Duas estratégias são apresentadas: a coleta a partir do nevoeiro que dispensa uma fonte de potência (passiva); e a coleta do vapor de água componente da mistura gasosa do ar atmosférico por condensação que necessita de uma fonte de energia para promover a condensação (ativa). Para isto foram desenvolvidas superfícies coletoras a partir de Nanotubos de Carbono Verticalmente Alinhados revestidos com o polímero polietileno. Os testes de coleta passiva de água foram realizados usando amostras tridimensionais, como telas de aço inox e feltros de fibra de carbono, posicionadas no interior de uma câmara que simula a condição de nevoeiro, construída artesanalmente. Os melhores resultados de coleta de modo passivo foram alcançados usando amostras com dois perfis de molhabilidade, super-hidrofóbico (coleta) e super-hidrofílico (drenagem e armazenamento). Foram obtidos valores de coleta de 31,8 (L/m2)/h usando a tela de 100 mesh e de 40 (L/m2)/h aplicar a tela de 200 mesh, resultado 40 vezes maior que o reportado na literatura. Por outro lado, os resultados alcançados contrariam o consenso de que superfícies super-hidrofóbicas sempre apresentam resultados inferiores na coleta ativa de água. Ao final dos testes ficou determinado que ao proporcionar salto de gotas de diâmetros milimétricos em vez dos micrométricos já reportados, as superfícies super-hidrofóbicas aqui desenvolvidas alcançavam valores de coleta de 4,9 (L/m2)/h, resultado 5 vezes maior que o reportado na literatura. Para compreender os fatores que levam a este resultado foi feito um estudo usando um sistema térmico, em que se empregou uma pastilha de resfriamento Peltier. Concluiu-se que estes saltos ocorriam devido a dois fatores: às modificações morfológicas causadas pela irradiação a laser que criou níveis nanométricos, micrométricos e até milimétricos de rugosidade de superfície; e à transição do estado de super-hidrofobicidade Cassie-Baxter, conhecido como efeito Lotus, para o estado de Cassie-Baxter impregnado, conhecido como efeito pétala.