Levou pouco mais de um ano para o pesquisador Jonas Jakutis Neto e seu aluno Ivan Kwei Liu Kam desenvolverem uma nova técnica de tratamento a laser que reduz de alguns dias para algumas horas o processo para que a superfície de ligas metálicas de uso aeronáutico (titânio e alumínio) passe a repelir água.
O material tratado pode ser usado na indústria aeronáutica em áreas dos aviões que sofrem com o congelamento de água em altas altitudes, como nos aerofólios.
“Este assunto está em estudo em todo o mundo”, disse o professor Jonas sobre a corrida para entender o processo químico que altera a hidrofobicidade (capacidade para repelir água) da superfície de materiais metálicos. “A umidade ou pequenas gotículas ficam presas à superfície e congelam quando o avião atinge altas altitudes, onde a temperatura pode chegar a 50 graus Celsius negativos . O gelo incrustado pode causar perda de sustentação, turbulência e aumento de peso da aeronave”, explicou o pesquisador sobre o desafio que ainda é considerado um gargalo na indústria aeronáutica.
A técnica utiliza laser para texturizar a superfície de metais. Em trabalhos desenvolvidos por outros grupos de pesquisa essa superfície tratada necessita ser exposta ao ambiente por um período de alguns dias para se tornar super-hidrofóbica, ou seja, para que não retenha água. Materiais super-hidrofóbicos são anticorrosivos, antibacterianos, anti-congelantes, auto-limpantes e impermeáveis. Pela nova técnica desenvolvida pelo grupo de pesquisa Desenvolvimento de Aplicações de Lasers e Óptica do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), em São José dos Campos (SP), a transformação acontece em apenas algumas horas.
“Conseguimos uma técnica mais rápida. Observamos que o processo pode ser otimizado, o que levava alguns dias agora pode ser feito em poucas horas”, contou Jonas. O experimento ainda passará por novos testes e será objeto de artigo científico para ser publicado em revista internacional.
Na imagem acima (ou abaixo) é possível observar uma seringa gotejando água em duas superfícies processadas a laser na liga de titânio aeronáutico. À esquerda, o experimento ocorre logo após o processamento e a água é rapidamente espalhada pela estrutura. À direita, o experimento é repetido algumas horas após o processamento da placa e a gota de água é repelida imediatamente. Tecnicamente, isso é chamado de efeito de repulsão da água dado o grau de hidrofobicidade da área tratada.
A inspiração para a pesquisa partiu de artigos publicados na década de 1970 que analisaram a superfície da flor de lótus. Os cientistas observaram que a estrutura (padrão de micro e nanoestruturas) da superfície associada a características químicas (uma camada de cera hidrofóbica) é autolimpante e consegue manter-se livre de microorganismos e outras impurezas. Durante uma chuva, por exemplo, as gotas rolam na superfície levando partículas de sujeira para fora da flor.
“É um efeito mimetizado da natureza, conhecido na comunidade científica por Efeito Lotus”, resumiu o professor sobre o fenômeno.
Ivan Plavetz
