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Plasma print: impressora de nano filmes tipo-vidro através de plasma atmosférico frio

Processo: 13/50274-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de novembro de 2013 - 31 de julho de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
Pesquisador responsável:Bruno Bellotti Lopes
Beneficiário:Bruno Bellotti Lopes
Empresa:Surface - Engenharia e Soluções a Plasma Ltda
Município: Campinas
Bolsa(s) vinculada(s):13/22828-0 - Plasma print: impressora de nano filmes tipo-vidro através de plasma atmosférico frio, BP.PIPE
Assunto(s):Nanofilmes  Filmes finos 

Resumo

O uso de plásticos pela indústria está em constante crescimento tanto em intensidade quanto em diversidade de aplicações. Pode ser encontrado desde equipamentos eletrônicos até a exigente indústria aeroespacial. Com isto, vem conquistando o mercado de materiais, tecnologicamente, ultrapassados como metais por apresentarem graves problemas com corrosão; e vidros pela fragilidade, custo e peso. Plásticos oferecem relativos baixos custos e facilidade nos processos de manufatura, além de ganho de resistência química e considerável redução de peso. Porém, ainda possuem demanda de aperfeiçoamento como, por exemplo, baixa resistência mecânica, facilidade de apresentar riscos, entre outros. Com isto, a Engenharia de Superfícies sente-se estimulada a contribuir com soluções para contornar estas deficiências e fornecer materiais mais inteligentes para o mercado. Esta é a missão do projeto PLASMA/Print, ou seja, desenvolver um equipamento de escala industrial capaz de depositar filmes de espessura nanométrica com composição semelhante a do vidro para aumentar a dureza superficial de policarbonatos através do auxílio da tecnologia de plasmas atmosféricos. Esta apresenta custos significativamente reduzidos, maior velocidade de processo e qualidade de revestimento se comparada com processos atualmente utilizados. A técnica de deposição química assistida a plasma é vastamente descrita na literatura. Através desta técnica, resumidamente, um gás orgânico (C-H-R) ao ser introduzido na região de plasma, tem suas ligações quebradas transformando-se em radicais. Estes radicais ao encontrar algum substrato podem se ligar quimicamente e recobri-lo formando uma película de espessura fina. Este projeto pleiteia em sua primeira fase: (a) desenvolver um equipamento que permita a introdução de compostos químicos no reator de plasma, (b) identificar as variáveis que regulam a proporção de ligações Si-O, a fim de obter filmes mais parecidos com o vidro, como por exemplo, temperatura, tempo de exposição, espessura adequada e o tipo de composto químico para ser o precursor; e (c) analisar quanto suas propriedades ópticas (transmitância), mecânica (dureza) e química (composição química). Atualmente, os fornecedores de policarbonato com revestimento duro para indústria automobilística, telefonia móvel e aeronáutica, entre outras, enfrentam três dificuldades básicas na manufatura: (a) alto investimento inicial, (b) produtos importados e (c) processos lentos e de alto risco para seus operadores. Com isto, o resultado esperado é oferecer um processo mais barato para viabilizar novos entrantes, redução de peso nos automóveis, oferecer processo mais rápido, sem geração de efluentes (solventes) e sem risco aos operadores. (AU)