Novas formas

Tecnologia cola metais com qualquer outro material

Redação do Site Inovação Tecnológica -  16/09/2016

 Os nanoentalhes feitos em uma barra de zinco, vistas com um aumento de 10.000 vezes (esquerda), e o material sendo unido em laboratório (direita). [Imagem: Melike Baytekin-Gerngross]

Entalhe em nanoescala

Em busca de veículos e máquinas mais leves e mais baratos tem havido uma verdadeira corrida para desenvolver novas técnicas de junção de metais "incompatíveis" e de metais com outros materiais sintéticos.

Os avanços mais recentes incluem solda sem calor, colas metálicas, solda por fricção, solda a água e novas técnicas para unir metais leves com aço.

Uma nova abordagem, desenvolvida por Melike Baytekin, da Universidade de Kiel, na Alemanha, consiste em fazer ranhuras precisas na superfície de metais como alumínio, titânio e zinco, permitindo que eles sejam grudados em virtualmente qualquer outro tipo de material, metálico ou não. Baytekin chama sua técnica de "esculpimento em nanoescala".

Mesmo não danificando os metais - não afetando sua estrutura ou sua estabilidade mecânica - as ranhuras alteram a superfície do material, criando uma camada que repele água e com melhor biocompatibilidade, abrindo caminho para seu uso também na fabricação de implantes médicos.

O metal quebra, a junção não

Vista ao microscópio, a superfície dos metais contém muitos cristais e grânulos diferentes, alguns dos quais são quimicamente menos estáveis do que outros. O trabalho do nanoesculpimento é justamente remover esses cristais instáveis, o que cria uma rugosidade precisamente controlada, com entalhes entre 10 e 20 micrômetros de profundidade.

Com as duas superfícies a serem unidas sendo tratadas da mesma forma, elas passam a se encaixar, e uma cola polimérica faz o restante do trabalho.

"Essas conexões de encaixe 3D são praticamente inquebráveis. Em nossos experimentos, geralmente era o metal ou o polímero que quebrava, mas não a própria conexão," conta a pesquisadora. "Nós até mesmo sujamos as superfícies metálicas de óleo antes da junção, e a conexão se manteve."

"As possibilidades de aplicação são extremamente grandes, das indústrias metalúrgicas, fabricação de navios ou aviões, até tecnologias de impressão, proteção antifogo e aplicações médicas," finalizou Baytekin.

Bibliografia:

Making metal surfaces strong, resistant, and multifunctional by nanoscale-sculpturing
Melike Baytekin-Gerngross, M. D. Gerngross, J. Carstensen, R. Adelung
Nanoscale Horizons
DOI: 10.1039/C6NH00140H