Estudo da deposição de filmes poliméricos pela técnica de automontagem por imersão e aspersão

Abstract

O crescente desenvolvimento de técnicas para a deposição de filmes ultrafinos de nanomateriais se deve à demanda de diversas áreas, como catálise, biomedicina, conversão e armazenamento de energia, sensores. As técnicas de deposição devem permitir a produção desses filmes com espessura controlada em escala nanométrica. Caso os processos envolvidos sejam passíveis de automação, os filmes podem ser produzidos em escala industrial, o que diminui custos e garante a reprodutibilidade de características (especificações como espessura, densidade, rugosidade, entre outras). Neste trabalho são avaliadas características do processo de deposição manual de filmes ultrafinos pela técnica de automontagem camada-por-camada ou LbL (do inglês – layer-by-layer). Como foco, avalia-se a deposição realizada por imersão e por aspersão. Os filmes são depositados sobre substratos de vidro a partir de um sistema nanomaterial modelo, formado pelo corante ftalocianina de níquel(II) tetrassulfonada (Ftc-Ts-Ni) e pelo polieletrólito hidrocloreto de poli(dialil dimetilamônio) (PDAC). Como figuras de mérito para a análise, são avaliadas as características dos filmes, como a massa de material adsorvido, estimada por espectroscopia de absorção UV-vis e a espessura do filme, determinada por perfilometria, e as características do processo, como o tempo de execução e custo da deposição em termos de consumo de reagentes. O objetivo é fornecer dados para subsidiar o desenvolvimento de um sistema automático de produção dos filmes pela técnica LbL. Os resultados obtidos nesse trabalho mostram que, independentemente do modo de execução da técnica LbL (imersão ou aspersão), os filmes obtidos são homogêneos, com massa adsorvida (em mg.cm-2) e espessura controláveis pelo número de bicamadas depositadas. A deposição por imersão produz filmes mais espessos e com maior massa de material adsorvido e, por isso, é mais lenta. Por outro lado, a deposição por aspersão resulta em filmes mais finos e com menor quantidade de material adsorvido, mas é mais rápida e consome uma quantidade menor de reagentes. Conclui-se que a deposição por aspersão é mais promissora, uma vez que é mais rápida e de menor custo.