Efeito Lotus

29-10-2010
Efeito Lotus
Ana Pereira, Daisy Oliveira, Joana Oliveira, João Oliveira, Marta Brochado, Patrícia Cruz
Mestrado Integrado em Engenharia Química
Projecto FEUP
QUI601
Porto, 29 de Outubro de 2010
Objectivos
o
Descrição do efeito Lotus: princípio de auto-limpeza;
o
Conceito de hidrofobia e super-hidrofobia;
o
Aplicações industriais do efeito Lotus.
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Índice
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Introdução
Efeito Lotus
Conceito de super-hidrofobicidade
Aplicações do efeito Lotus
Conclusões
Agradecimentos
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Introdução
o A flor de Lotus tem uma grande
importância a nível cultural (Fig.1 e 2),
mas também a nível científico;
Fig.1 Criança de cultura Myanmar.
o Em ambos, é a sua capacidade de se
manter imaculada que a torna tão
importante.
Fig.2 A flor de Lotus como símbolo da cultura chinesa.
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Introdução
o O efeito Lotus foi descoberto por
W.Barthlott (Fig. 3), na década de 70 (Séc.
XX), e diz respeito à elevada repelência à
água – hidrofobia – que a superfície das
folhas de certas flores apresenta.
o Este efeito pode ser encontrado em vários
géneros de plantas: Tropaeolum, Cane ou
Columbine, e nas asas de alguns insectos.
Fig.3 Wihelm Barthlott
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Efeito Lotus
As flores de Lotus estão sempre limpas
Princípio de auto-limpeza
Explica-se através da estrutura hierárquica
que as superfícies das folhas desta planta
apresentam:
Papilas
Ceras Epiticulares
Fig. 4 Papilas e ceras epiticulares.
(Fig.4)
Super-hidrofobicidade
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Do hidrofóbico ao super-hidrofóbico
o Superfícies hidrofóbicas:
o São superfícies que têm aversão à
água;
o Ângulo de contacto superior a 90°
(Fig.5);
o Quanto maior o ângulo de contacto
maior a hidrofobicidade de uma
superfície.
Fig. 5 Ângulo de contacto de uma gota de
água com uma superfície hidrofóbica.
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Do hidrofóbico ao super-hidrofóbico
o Utilidades das superfícies hidrofóbicas
o Remoção de óleo da água;
o Gestão de derrames de petróleo (Fig. 6).
Fig. 6 Derrame de petróleo.
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Do hidrofóbico ao super-hidrofóbico
o Superfícies super-hidrofóbicas:
o Ângulo de contacto com a superfície
superior a 160°;
o Apenas 2 a 3% da gota de água
contacta com a superfície (Fig.7).
Fig. 7 Gota de água em contacto com
uma superfície super-hidrofóbica.
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Do hidrofóbico ao super-hidrofóbico
o Características das superfícies super-hidrofóbicas:
o Ângulo de contacto da água com a superfície muito elevado;
o Ângulo de inclinação, através do qual uma gota de água abandona a
superfície, muito baixo.
cos C 
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ESV  ESL
ELV
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Eq.1 Equação de Young.
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o Revestimento
o Poupanças Energéticas
o Aplicações Biomédicas
o BASF
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o Revestimento
Utilidades: indústrias têxtil, calçado,
automóvel, tintas, entre outras.
Vantagens: fabrico de materiais impermeáveis,
materiais anti-mancha,
materiais anti-aderência de gordura.
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o Poupanças Energéticas
Utilidades: construções submersas,
embarcações,
tubulações, entre outras.
Tecnologia usada: estruturas de retenção de ar debaixo de água, em
que, reproduzindo a estrutura hierárquica da
superfície da folha de Lotus, o atrito é reduzido;
Vantagens: redução de custos e gastos de energia,
locomoção mais facilitada.
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o Aplicações Biomédicas
Utilidades: Tecnologia “Lab-on-a-chip” (Fig.8),
Instrumentos médicos,
Partículas esféricas que podem vir
a ser utilizadas na libertação de fármacos
de forma controlada ou na aplicação de
células estaminais.
Fig. 8 Tecnologia “Lab-on-a-chip”.
Vantagens: fabrico de superfícies anti-bacterianas,
fabrico de superfícies de micro-análise.
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o Aplicações Biomédicas
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Aplicação do Efeito Lotus
a nível industrial
o BASF
o
Empresa química que desenvolve materiais
e revestimentos super-hidrofóbicos;
Utilidades: “Spray Lotus” (Fig.9).
Vantagens: podem ser pulverizados sobre
qualquer superfície, até mesmo as
mais ásperas e difíceis de limpar .
Fig. 9 Gotas de água em tecido
pulverizado com “Spray Lotus”.
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Conclusão
o
O efeito de Lotus refere-se à super-hidrofobicidade
apresentada pela superfície das folhas de determinadas
plantas;
o
Reproduzindo o efeito de Lotus é possível a obtenção
de produtos anti-mancha, anti-humidade e antifúngicos;
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Conclusão
Sugestão:
o
As paredes da FEUP não beneficiam de tintas superhidrofóbicas, contudo esta seria uma opção a ter em
conta para as pintar (tintas Lotusan).
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Agradecimentos
o
Coordenadora: Doutora Lúcia Santos;
o
Supervisor: Doutor José M. Loureiro;
o
Monitora: Doutora Sofia Sousa.
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Realizado por:
Ana Pereira1, Daisy Oliveira2,, Joana Oliveira3, João Oliveira4, Marta Brochado5, Patrícia Cruz 6
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
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