Área de actuación
Producción y caracterización de materiales nanoestructurados, incluido el estudio de películas de carbono tipo diamante (DLC) y sus aleaciones, grafeno y otros materiales 2D, así como nanotubos de carbono.
Relevancia / Impactos
Más de quince doctores ya han sido capacitados en el Laboratorio, además de varios maestros y han recibido para su pasantía varios postdoctores capacitados en otras instituciones de Brasil, México y España. Más de 100 publicaciones en revistas internacionales que fueron citadas cerca de tres mil veces brindaron una gran visibilidad nacional e internacional al laboratorio, como lo demuestran las diversas invitaciones a conferencias en diversos congresos científicos nacionales e internacionales. La generación de este conocimiento permitió al Laboratorio establecer colaboraciones internacionales con grupos de la Universidad de Verona (Italia) y Birmingham (Reino Unido), así como contratos de investigación con empresas como PETROBRAS y VALE. Desde 2010, el Laboratorio ha sido la sede de INCT_Ingeniería de Ingeniería.
Breve historia
El Laboratorio de recubrimientos protectores y materiales nanoestructurados comenzó sus actividades en 1994, centrándose en la producción y caracterización química y estructural de películas a base de carbono y otros recubrimientos nanoestructurados. El Laboratorio ha estudiado las propiedades mecánicas y tribológicas de películas delgadas como la dureza, el desgaste y el desgaste, buscando establecer una relación entre estas propiedades y la composición química y la microestructura de los materiales. En los últimos diez años, los sistemas CVD dedicados a la producción de nanotubos de carbono y más recientemente utilizados para la producción de grafeno y TMD (Dicalcogenetos de metales de transición) se han instalado en el Laboratorio, orientados a aplicaciones en dispositivos simples como sensores de gas. Por otro lado, la producción en nuestro laboratorio de grafeno oxidado permitió el desarrollo de recubrimientos anticorrosivos y membranas de nanocompuestos con la incorporación de grafeno oxidado en matrices de polímeros.
Infraestructura
Para la producción de muestras se instalan las siguientes instalaciones:
- Cámara de deposición asistida por plasma: erosión catódica (salpicadura de magnetrón dc y rf) y deposición química asistida por plasma (PECVD);
- Cámara de deposición por técnicas físicas (PVD): evaporación térmica y por haz de electrones;
- Sistema de crecimiento de nanotubos de carbono por pulverización de pirólisis;
- Sistema de crecimiento de nanotubos por LPCVD (CVD de baja presión);
- Sistema de crecimiento de grafeno por APCVD (Presión atmosférica CVD);
- Horno hasta 900 ° C para tratamiento térmico en alto vacío o en atmósferas controladas;
- Limpiador de plasma;
- Agentes de pulido para la preparación de superficies metálicas;
- Punta de ultrasonido para dispersión de sólidos;
- Ultra-centrífuga;
- Balance analítico de precisión Shimadzu;
- Capilla.
Para la caracterización de muestras el Laboratorio está equipado con:
- Hysitron Nanoindentator TriboIndenter;
- Sistema de desgaste de bola giratoria micrométrica CALOWEAR de CSM;
- Goniómetro para medir el ángulo de contacto del Rame-Hart;
- Microscopio electrónico de barrido FEG (pistola de emisión de campo) con EDS y STEM JEOL modelo JSM-6701F;
- Microscopios ópticos directos (ZEISS AXIO) e invertidos (Olympus);
- Microscopio de túnel, SPM UHV, Omicron;
- Microscopio de fuerza atómica y espectrómetro Raman acoplado – NT-MDT Spectra NTegra System;
- Espectrómetro infrarrojo Brucker modelo ALPHA FTIR;
- Perfilador Brucker Dektak XT 10;
- Sistema para mediciones eléctricas Signatone;
- Cámara de análisis de superficie equipada con la técnica XPS de VG Thermo equipada con analizador de electrones semiesférico con un radio de 110 cm Alpha 110.
Otra información relevante
El Laboratorio de recubrimientos protectores y materiales nanoestructurados pertenece al Departamento de Física del Centro Técnico Científico y está ubicado en el segundo piso del edificio por el Padre Xavier Roser, conocido como el edificio del acelerador Van de Graaff. Rua Marqués de São Vicente 225, Gávea, Río de Janeiro, RJ.
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Fernando Lázaro Freire Jr.
Correo electrónico: lazaro@vdg.fis.puc-rio.br
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