Área de atuação
Produção e caracterização de materiais nanoestruturados, incluindo o estudo de filmes finos de carbono tipo diamante (do inglês, DLC- Diamond Like Carbon films) e suas ligas, grafeno e outros materiais 2D, além de nanotubos de carbono.
Relevância / Impactos
Mais de quinze doutores já foram formados no Laboratório, além vários mestres e ter recebido para estágio vários pós-doutores formados em outras instituições do Brasil, México e Espanha. Mais de cem publicações em periódicos internacionais que foram citados cerca de três mil vezes propiciaram grande visibilidade nacional e internacional ao laboratório, como atestam os vários convites para palestras convidadas em diversos congressos científicos nacionais e internacionais. A geração desse conhecimento permitiu que o Laboratório estabelecesse colaborações internacionais com grupos da Universidade de Verona (Itália) e Birmingham (UK), além de contratos de pesquisa com empresas como a PETROBRAS e VALE. O Laboratório é desde 2010 sede do INCT_Engenharia de Superfícies.
Breve histórico
O Laboratório de Revestimentos Protetores e Materiais Nanoestruturados começou suas atividades em 1994 focalizando sua atuação na produção e caracterização química, estrutural de filmes à base de carbono e demais revestimentos nanoestruturados. O Laboratório ao longo de seus mais de vinte anos tem estudado propriedades mecânicas e tribológicas de filmes finos tais como dureza, atrito e desgaste procurando estabelecer uma relação entre essas propriedades e a composição química e microestrutura dos materiais. Nos últimos dez anos foram instalados no Laboratório sistemas CVD dedicados à produção de nanotubos de carbono e mais recentemente utilizados para a produção de grafeno e TMDs (Dicalcogenetos de metais de transição), visando suas aplicações em dispositivos simples, como sensores de gases. Por outro lado, a produção em nosso laboratório de grafeno oxidado permitiu o desenvolvimento de revestimentos anti-corrosivos e membranas nanocompósitas com a incorporação de grafeno oxidado em matrizes poliméricas.
Infraestrutura
Para a produção de amostras são as seguintes as facilidades instaladas:
- Câmara de deposição por técnicas assistidas por plasma: erosão catódica (dc- e rf-magnetron sputtering) e Deposição Química Assistida por Plasmas (PECVD);
- Câmara de deposição por técnicas físicas (PVD): evaporação térmica e por feixe de elétrons;
- Sistema de crescimento de nanotubos de carbono por spray pirólise;
- Sistema de crescimento de nanotubos por LPCVD (Low-pressure CVD);
- Sistema de crescimento de grafeno por APCVD (Atmospheric Pressure CVD);
- Forno até 900oC para tratamento térmico em alto-vácuo ou em atmosferas controladas;
- Plasma cleanner;
- Politrizes para preparação de superfícies metálicas;
- Ponta de ultra-som para dispersão de sólidos;
- Ultra-centrífuga;
- Balança analítica de precisão Shimadzu;
- Capela.
Para a caracterização de amostras o Laboratório está equipado com:
- Nanoindentador TriboIndenter da Hysitron;
- Sistema micrométrico de desgaste por esfera girante CALOWEAR da CSM;
- Goniômetro para medida de ângulo de contacto da Rame-Hart;
- Microscópio eletrônico de varredura FEG (Field emission gun) com EDS e STEM da JEOL modelo JSM-6701F;
- Microscópios óticos direto (ZEISS AXIO) e invertido (Olympus);
- Microscópio de Tunelamento, SPM UHV, Omicron;
- Microscópio de força atômica e espectrômetro Raman acoplados – Sistema NTegra Spectra da NT-MDT;
- Espectrômetro Infra-Vermelho Brucker modelo ALPHA FTIR;
- Perfilometro Brucker Dektak XT 10;
- Sistema para medidas elétricas Signatone;
- Câmara para análise de superfícies equipado com a técnica XPS da VG Thermo equipado com analisador de elétrons semiesférico com raio de 110 cm Alpha 110.
Outras informações relevantes
O Laboratório de Revestimentos Protetores e Materiais Nanoestruturados pertence ao Departamento de Física do Centro Técnico Científico e está localizado no 2º andar do Prédio Pe. Xavier Roser, conhecido como prédio do acelerador Van de Graaff. Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro, RJ.
Contato
Fernando Lázaro Freire Jr.
Email: lazaro@vdg.fis.puc-rio.br
Tel: 21 3527-1272 ramal 219
Marcelo Eduardo Huguenin Maia da Costa
Email: maiacosta@vdg.fis.puc-rio.br
Tel: 21 3527-1272 ramal 218
Victor Carôzo Gois de Oliveira
Email: vcarozo@fis.puc-rio.br
Tel: 21 3527-1272 ramal 215