Microestrutura e propriedades de materiais híbridos porosos

• Processo: 24/20008-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Denise Freitas Siqueira Petri
• Beneficiário: Denise Freitas Siqueira Petri
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Fibras lignocelulósicas Materiais porosos Tensoativos Polissacarídeos Reologia Polímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fibras Lignocelulósicas | isolamento térmico e acústico | materiais porosos | moléculas anfifílicas | polissacarídeos | Reologia | Polímeros

Resumo

Estruturas tridimensionais porosas como aerogéis, criogéis e xerogéis são interessantes devido à baixa densidade e alta área superficial. Esta proposta foca no desenvolvimento de criogéis e xerogéis, os quais tem como ponto de partida comum os hidrogéis precursores, usando polissacarídeos, fibra de paina (kapok fiber, KF) e moléculas anfifílicas. KF é uma fibra lignocelulósica, hidrofóbica, oca, com diâmetro médio de 22 ± 2 µm e parede de ~ 1.0 µm de espessura, e pouco explorada na construção de criogéis ou xerogéis. Criogéis são obtidos a partir do congelamento dos hidrogéis, seguido de sublimação dos cristais de gelo, enquanto xerogéis são obtidos a partir da evaporação da água dos hidrogéis. As principais perguntas que queremos responder com este projeto são como (i) a estrutura química dos polissacarídeos e das moléculas anfifílicas afeta as interações intermoleculares entre eles, na ausência e presença de KF, (ii) os valores de módulo de armazenamento G' dos diferentes géis precursores se correlacionam com os valores de modulo de compressão (E) dos criogéis correspondentes obtidos por diferentes modos de congelamento e xerogéis, (iii) a microestrutura (porosidade, distribuição de tamanho de poros) dos criogéis e xerogéis se correlacionam com valores de absorção acústica e de condutividade térmica, (iv) KFs modificadas com tensoativos podem adsorver íons metálicos de resíduos de laboratórios didáticos do IQUSP, (v) a microestrutura e a hierarquia estrutural afeta liberação de O2 a partir de criogéis e xerogéis contendo CaO2, e (vi) a presença de KFs afeta a formação e estabilidade de espumas líquidas. (AU)