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Laboratório em destaque: LabPlasma (UFRN).

quinta-feira, 20 de março de 2014 09:15

O Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma (LabPlasma) ocupa uma área de 150 m² do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Inicialmente, a partir de 1985, as pesquisas no LabPlasma se limitavam ao estudo da nitretação iônica ou nitretação por plasma aplicada em aços. De fato, o LabPlasma foi um dos laboratórios pioneiros no desenvolvimento de pesquisa em nitretação por plasma no Brasil.

Com o passar do tempo, a interação do LabPlasma com diferentes grupos de pesquisa da UFRN foi criando um ambiente fértil para a engenharia de plasma, abrindo o espectro das pesquisas. Assim, após a década de 1990, além da técnica de nitretação iônica, outras técnicas assistidas por plasma passaram a ser utilizadas para modificação de superfícies, visando aplicações biomédicas, tribo-mecânicas e têxteis.

Em 2012, o LabPlasma deu início a pesquisas de plasma frio produzido a pressão atmosférica através de descarga por barreira dielétrica (DBD), com aplicação na agricultura, saúde e meio ambiente.

Pesquisas atuais

Atualmente o laboratório continua desenvolvendo pesquisas na área de nitretação iônica de aços, principalmente usando a técnica de descarga em gaiola catódica, recentemente patenteada pelo grupo. Na área biomédica, o laboratório tem focado a modificação química e/ou topográfica de superfícies de titânio através do uso da nitretação/oxidação por plasma e bombardeamento com íons de argônio. Ainda nessa área estuda-se o efeito do tratamento por plasma nas propriedades físico-químicas de membranas de quitosana. Na área têxtil, tecidos de algodão, poliéster e TNT são modificados por plasma visando modificação da tensão superficial.

O grupo do LabPlasma também tem realizado um trabalho sistemático do sistema Ti (N,C,O,H) visando aplicações tribo-mecânicas, biomédicas e foto-catalíticas. Nele é utilizada a mistura Ar+N2+O2+H2+CH4 com diferentes concentrações dos gases intersticiais para produção de superfícies de titânio modificadas por tratamentos termoquímicos e deposição por magnetron sputtering.

O professor Clodomiro Alves, pesquisador líder do LabPlasma, possui agora a missão de desenvolver um laboratório de plasma na Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), na cidade potiguar de Mossoró. As pesquisas do novo laboratório visam aplicações de dispositivos de plasma produzido a partir de descarga por barreira dielétrica (DBD) para uso na agricultura e na cadeia produtiva da água marinha. Na agricultura, estuda-se o uso do plasma para quebra de dormência e inativação de fungos em sementes. Na presença de radiação UV, elétrons e/ou ozônio produzidos pelo plasma interagem com a superfície de sementes, inativando ou destruindo fungos existentes. Além disso, novos grupos funcionais polares são criados, tornando a superfície mais molhável. A semente nessas condições terá uma germinação mais uniforme e em menor tempo. Na cadeia produtiva da água marinha, pretende-se usar o plasma para purificação da água do mar e extração de elementos como sódio, cálcio e magnésio. Quando um jato de plasma é incidido sobre a água, ligações químicas da água e de sais existentes são quebradas, formando íons e liberando gases como H2 e Cl.

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Minientrevista com o coordenador do LabPlasma no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, professor Clodomiro Alves Junior. Contato: clodomiro.jr@hotmail.com

O professor Clodomiro Alves Junior, um dos pioneiros da pesquisa em nitretação iônica no Brasil, é professor titular aposentado do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), aonde ingressou como professor em 1978. Na UFRN fundou o LabPlasma (Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma) e foi seu coordenador entre 1985-2013. Foi orientador de 59 dissertações de mestrado e 25 teses de doutorado.

Atualmente é pesquisador visitante sênior da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), na cidade potiguar de Mossoró, aonde está implantando um laboratório de plasma. Alves Junior também é presidente da Sociedade latino-americana de biomateriais, órgãos artificiais e engenharia de tecidos (SLABO).

Possui graduação em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (1978) e mestrado e doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1984 e 1994, respectivamente). Tem ampla experiência em técnicas de modificação de superfícies assistidas a plasma, com aplicações em aços, polímeros, tecidos, biomateriais, entre outras.

É bolsista de produtividade em pesquisa 1B do CNPq.

1. Quais foram, na sua avaliação, os principais resultados conseguidos por seu grupo no contexto do nosso INCT?

a) Desenvolvimento de uma técnica para nitretação a plasma, sem incidência direta de íons, denominada de gaiola catódica

b) Desenvolvimento de um acessório para nitretação em três dimensões, por gaiola catódica, de pequenas peças, denominada de gaiola catódica rotatória.

c) Volume expressivo de orientações de pós-graduação e trabalhos indexados em engenharia de superfície durante o projeto: 37 artigos, 16 dissertações e 7 teses.

2. Escolha os artigos científicos mais destacados publicados por seu grupo no contexto do Instituto.

Ferraz, Emanuela P. ; Sa, Juliana C. ; De Oliveira, Paulo T. ; Alves, Clodomiro; Beloti, Marcio M.; Rosa, Adalberto L. The effect of plasma-nitrided titanium surfaces on osteoblastic cell adhesion, proliferation and differentiation. Journal of Biomedical Materials Research. Part A, v. 12, p. 91-98, 2013.

Macedo, M. O. C.; Macedo, H.R.A.; Gomes, D. L.; Daudt, Natalia de Freitas; Rocha, H. A. O.; Alves C. Inhibition of Microbial Growth on Chitosan Membranes by Plasma Treatment. The International Journal of Artificial Organs (Testo stampato), v. 37, p. 998-1002, 2013.

Daudt, Natalia de Freitas ; Barbosa, Julio Cesar Pereira; Macêdo, Marina De Oliveira Cardoso ; Pereira, Marcelo Barbalho; Alves Junior, Clodomiro . Effect of cage configuration in structural and optical properties of TiN films grown by cathodic cage discharge. Materials Research (São Carlos. Impresso), v. 10, p. 1-6, 2013.

de Sousa, R.R.M.; de Araújo, F. O.; Gontijo, L.C.; Alves, C.; da Costa, J.A.P.; Alves, C. Cathodic Cage Plasma Nitriding (CCPN) of austenitic stainless steel (AISI 316): Influence of the different Ratios of the (N2 / H2) on the nitrided layers properties. Vacuum (Oxford), v. 86, p. 2048-2053, 2012.

3.Quais benefícios trouxe a seu grupo de pesquisa o fato de ser participante de nosso Instituto.

Maior visibilidade do grupo, pesquisa compartilhada e facilidade na mobilidade de pesquisadores e estudantes.

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Material de divulgação produzido pelo LabPlasma no contexto no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies

- Capítulos do livro eletrônico "Engenharia de Superfícies" sobre nitretação iônica, nitretação pulsada e nitretação por gaiola catódica (página 49) e sobre modificação da superfície de polímeros por plasma (página 54): http://pt.slideshare.net/Engenharia.de.Superficies/livro-eletrnico-engenharia-de-superfcies

- Postagens no Blog da Engenharia de Superfícies sobre história da nitretação iônica no Brasil e sobre algodão repelente à água após tratamento a plasma: http://engenhariadesuperficies.wordpress.com/author/clodomiro12345/

Fonte: Gerência de Comunicação do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies

Palavras-chave: clodomiro alves jr, engenharia de superfície, engenharia de superfícies, Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, labplasma, nitretação iônica, plasma por DBD, UFRN