Biomimetismo do ouriço da castanha-do-pará: estrutura e análise de falhas

Resumo

Há milhares de anos a natureza acumula possibilidades de soluções otimizadas para resolver problemas de engenharia utilizando matéria-prima limitada, temperatura ambiente, soluções aquosas, energia solar e recursos renováveis. Recentemente, este conhecimento natural acumulado está sendo estudado e aplicado na otimização de materiais e estruturas por estudos de biomimetismo e bioinspiração. Patas de lagartixa, madrepérola, osso e madeira são exemplos de materiais naturais que inspiram estudos, busca por respostas e fundamentos teóricos, projetos científicos e tecnológicos e desenvolvimento de produtos comerciais nos últimos anos. Este projeto de doutorado tem como objetivos principais identificar os princípios mecânicos que geram as excelentes propriedades mecânicas do ouriço da castanha-do-pará (Bertholletia excelsa) e buscar reproduzir artificialmente de forma preliminar esta estrutura. Isto será feito a partir da identificação dos níveis hierárquicos de organização da estrutura do ouriço por análises químicas, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microtomografia (µCT). Além disso, serão avaliadas as propriedades mecânicas do ouriço em ensaios de tração, compressão, dureza, nanodureza e impacto Charpy. Por fim, será realizada a análise da superfície de fratura por microscopia ótica, MEV e µCT buscando identificar os mecanismos de fratura e de tenacificação desenvolvidos pelo ouriço. Identificados, os princípios responsáveis pelo extraordinário desempenho mecânico do ouriço da castanha-do-pará serão aplicados na otimização mecânica de compósitos bioinspirados.