FCSE | Investigação de vanguarda: revestimento anticorrosivo «autorreparador» acionado pela luz solar

Data de publicação:

2025-06-07

Os materiais metálicos diretamente expostos ao ar, à água ou a outros meios corrosivos são suscetíveis a danos por várias ações físicas e químicas, causando grande desperdício de recursos e problemas ambientais. A aplicação de revestimentos protetores nas superfícies pode isolar o material metálico de base dos meios ambientais circundantes, retardando eficazmente a ação corrosiva.

Os materiais metálicos diretamente expostos ao ar, à água ou a outros meios corrosivos são facilmente danificados por diversas ações físico-químicas, causando um enorme desperdício de recursos e problemas ambientais. A aplicação de um revestimento protetor na sua superfície permite isolar o substrato metálico dos meios ambientais circundantes, retardando eficazmente a corrosão. A compacidade e a resistência à corrosão do revestimento são os dois fatores essenciais que determinam o efeito protetor final. Em comparação com revestimentos inorgânicos como esmalte e cerâmica, os revestimentos orgânicos são amplamente utilizados por terem fontes abundantes, boa resistência à corrosão e maior facilidade em formar uma camada compacta sobre superfícies metálicas. Contudo, um facto que não se pode ignorar é que a superfície dos revestimentos orgânicos forma facilmente microfissuras em diversos ambientes naturais, permitindo a penetração de água e outros meios corrosivos e perdendo a proteção.

Para resolver este problema, a equipa de investigação de Lin Zhifeng e Li Weihua, da Universidade Sun Yat-sen, preparou um revestimento de resina epóxi contendo nanopartículas de Fe3O4 e tetradecanol (espessura de cerca de 200 μm), que apresenta boa capacidade de autorreparação sob luz solar e pode proteger o aço-carbono subjacente contra a corrosão.

Os revestimentos autorreparadores (SHC) são um novo tipo de revestimento, relatado pela primeira vez há apenas 20 anos, que pode reparar as suas próprias microfissuras ou danos e formar uma barreira física, prolongando eficazmente a vida útil prevista. Embora já tenham sido identificados vários métodos diferentes de preparação de revestimentos autorreparadores, incluindo a adição de agentes externos de reparação/inibidores de corrosão, a ligação dinâmica da própria resina polimérica e a utilização de materiais termoplásticos/com memória de forma, entre outros, é frequentemente necessário fornecer irradiação ultravioleta ou condições de temperatura elevada para induzir as reações químicas correspondentes. Por isso, é urgente desenvolver revestimentos capazes de autorreparação em condições suaves.

Os investigadores verificaram que, sob o efeito fototérmico das nanopartículas de Fe3O4, o revestimento autorreparador preparado aquece até 70 °C em apenas 200 s sob iluminação simulada, o suficiente para o tetradecanol fundir e fluir, preenchendo os defeitos superficiais; em 3 minutos, as perfurações e os riscos na superfície do revestimento foram rapidamente reparados. A molhabilidade do revestimento pode ser regulada pela proporção de tetradecanol adicionada, e os abundantes grupos hidroxilo presentes na sua superfície tornam a superfície do revestimento mais hidrófila. Verificaram ainda o efeito de autorreparação sob iluminação exterior real, tendo os resultados mostrado que os riscos superficiais podiam ser reparados com sucesso em 93 s. Tanto antes como depois da reparação, a eficiência anticorrosiva deste novo revestimento mantém-se acima de 99%, e é capaz de poder impedir eficazmente a penetração de O2、H2O e Cl–; mesmo após imersão durante 168 horas numa solução de NaCl a 3.5 wt%, continua a apresentar boa estabilidade e propriedades protetoras.

Este novo material de revestimento anticorrosivo «autorreparador» acionado pela luz solar tem preparação simples, dispensa condições artificiais adicionais e apresenta impermeabilidade e proteção anticorrosiva comparáveis às dos revestimentos comerciais, prometendo produção em grande escala e aplicação em vários domínios da proteção de obras de engenharia.

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