Deposição de óxido de grafeno em cobre via deposição eletroforética clássica e modificada com impulsos bipolares de alta tensão

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Segat, Bruna
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciência dos materiais; Grafeno; Eletroforese; Revestimentos - Processos; Deposição eletroforética
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/1436

A deposição eletroforética (EPD) é uma técnica de revestimento de superfícies em que partículas carregadas suspensas em um meio líquido são depositadas em um substrato de carga oposta mediante a ação de um campo elétrico, geralmente constante no tempo. De modo a tornar o processo mais econômico e ecológico, utiliza-se suspensões aquosas. No entanto, a utilização da água e altas tensões podem formar bolhas no eletrodo criando um depósito heterogêneo e frágil. Uma maneira de reduzir as bolhas é a utilização de campos elétricos modulados, variando periodicamente no tempo. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi comparar a deposição de óxido de grafeno (OG) em substrato metálico plano de cobre utilizando EPD clássica ou modificada com impulsos bipolares de alta tensão, variando parâmetros importantes como distância entre os eletrodos e tempo de deposição. Para isso, foi preparada uma suspensão estável de 1 mg/mL de OG em água. A deposição clássica foi conduzida com cerca de 10 V e a modificada com amplitude de pulso positivo de +600 V e negativo -600 V. O trem de pulso foi composto por dois pulsos de cada polaridade (2p+ e 2p), alternando entre negativo e positivo, com intervalo de 20,0 us entre os trens de pulso. As distâncias entre eletrodos testadas foram 1,0 e 4,0 cm e o tempo de deposição 5,0 e 10,0 min. As melhores condições de deposição na placa foram usadas para deposição em espuma de cobre. As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ângulo de contato, microscopia de força atômica (MFA) e propriedades elétricas. Para a deposição clássica somente uma amostra obteve deposição homogênea, que foi utilizando a distância entre os eletrodos de 1,0 cm e 10,0 min de deposição. Para a EPD modificada, três amostras obtiveram deposição homogênea. Uma delas foi utilizando o menor tempo testado, 5,0 min, e 1,0 cm entre os eletrodos. Essas amostras apresentaram redução do ângulo de contato em 28% comparadas ao cobre, apresentando comportamento hidrofílico, e aumentando a resistência de folha relativa comparada ao cobre em 1,24.10 vezes para a clássica e 1,01.105 vezes para modificada. Essas condições foram aplicadas para espuma de cobre e constatou-se que o método modificado foi capaz de depositar OG no interior da espuma, enquanto a clássica não. A EPD modificada não apresentou sinais de eletrólise da água mesmo sob altas tensões.