| Abstract: | The process of ion track-etching was applied to the production of nanopores in polycarbonate foils with thicknesses of 12 and 40 μZm. This process is divided into two stages. The first stage involves irradiation of polymer foils with high-energy ions at low doses, and the second the etching of polymer foils in a suitable chemical solution, to promote the removal of the part damage by the ions with the consequent formation of cavities or pores. In this context, the objectives of this study were, firstly, to develop an efficient chemical process to produce pores with diameters a hundred a few nanometers, secondly two study the influence of pre-irradiation with protons in the pore size and shape produced. For this, purpose samples of polycarbonate (Makrofol) were irradiated with Au+7 ions of 18 MeV and H+ 2 MeV, in the Tandetron accelerator and 200 MeV Au+14 from Tandar accelerator. Samples with thickness of 40 Zm irradiated with ions of unknown energy hundred of MeV at the accelerator Ganil, were also used. After irradiation, the samples were subjected to a chemical attack with alkaline solution of sodium hydroxide in concentrations of 4, 5, 6, 7, 8 and 9 M during different times, to check the influence of concentration and time in the size of pores formed. The temperature of the etching was fixed at 60 ºC. The characterization of samples was performed by, scanning electron microscopy (SEM), Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) and gel permeation chromatography (GPC).The results indicate that the ion irradiation induces preferentially chain scission with a consequent reduction in molecular weight of polymer. It was perceived an overall reduction of the IR spectral bands of polycarbonate and its dependence on the irradiation dose. After the chemical attack of the irradiated samples, cylindrical pores are produced with sizes controllable by the concentration of etching solution and the time of attack, and by pre-irradiation with proton beam. It was observed that the concentration threshold for the appearance of pores was 5M.
O processo de “track-etching” foi aplicado para a produção de nanoporos em folhas de policarbonato com espessuras de 12 e 40 μm. Esse processo é dividido em duas etapas. A primeira etapa envolve irradiação de folhas poliméricas com íons de alta energia em doses baixas e, a segunda consiste em submergir a folha polimérica em uma solução química adequada, para promover a remoção das partes sensibilizadas e conseqüente formação de cavidades ou poros. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram, primeiramente, desenvolver um processo de ataque químico eficiente para produção de poros com algumas centenas de nanômetros, e segundo, realizar um estudo da influência de pré-irradiação com prótons, no tamanho e morfologia dos poros produzidos. Para isso, amostras de policarbonato (Makrofol) foram irradiadas com íons de Au+7 de 18 MeV e H+ de 2 MeV, no acelerador de íons Tandetron, além disso, foram feitas irradiações com íons de Au+14 de 200 MeV no acelerador Tandar. Também foram utilizadas folhas com espessura de 40 Zm já irradiadas com íons desconhecidos de centenas de MeV no acelerador Ganil. Posteriormente à irradiação, as amostras foram submetidas a um ataque químico com solução alcalina de hidróxido de sódio em concentrações de 4, 5, 6, 7, 8 e 9 M durantes diferentes tempos, para verificar a influência da concentração e do tempo de ataque no tamanho de poros formados. A temperatura do ataque foi fixada em 60ºC. A caracterização das amostras foi feita através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e cromatografia de permeação em gel (GPC). Os resultados indicam que a irradiação iônica induz preferencialmente o processo de cisão das cadeias poliméricas e conseqüente redução da massa moleculares do polímero. Percebe-se também a redução de todas as bandas espectrais no IR do policarbonato e sua dependência com irradiação. Após o ataque químico das amostras irradiadas, poros cilíndricos são produzidos com tamanhos controláveis pela concentração da solução de etching e do tempo de ataque, bem como pela pré18 irradiação com feixe de prótons. Percebe-se ainda que a concentração limiar para o aparecimento dos poros foi de 5M com o tempo de incubação maior que dois minutos para as folhas de 40 Zm, mas inferiores a um minuto para as folhas de 12 μm. |
