Monômeros renováveis para aplicação em materiais avançados 4D

• Processo: 24/19622-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Geração
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2026
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2031
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Rafael Turra Alarcon
• Beneficiário: Rafael Turra Alarcon
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Carla Cristina Schmitt Cavalheiro ; Éder Tadeu Gomes Cavalheiro ; Luiz Carlos da Silva Filho ; Marco SANGERMANO
• Assunto(s): Impressão tridimensional Materiais renováveis Química verde Química de materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Efeito memória | Fotorresponsivos | impressão 3D | materiais renováveis | materiais 4D | Química Verde | Química de Materiais

Resumo

Pesquisas visando a síntese de polímeros utilizando compostos químicos renováveis são cada vez mais frequentes e seguem os princípios da Química Verde, Objetivos de Desenvolvimento Sustentáveis - ODS e Economia Circular. Dentre os compostos químicos a partir da biomassa, destaca-se os compostos lipídicos como triacilgliceróis e terpenos/terpenóides, estes podem ser modificados quimicamente para a síntese de monômeros renováveis. Tais monômeros podem ser utilizados em processos de fotopolimerização como em impressoras 3D para a produção de estruturas de alta complexidade com alta definição. Todavia, o objetivo é produzir materiais além da estrutura complexa, mas que possam apresentar respostas quando um estímulo externo é aplicado (luz, calor, mudança de pH ou eletricidade), sendo categorizados como materiais 4D (materiais inteligentes). Essa classe de material vem sendo estudada como materiais com memória de forma e de autorregeneração, e podem ser aplicados na área médica como biomateriais e sistemas de liberação de medicamentos controlados, na área de engenharia robótica, em análises para determinação de metais, em materiais fluorescentes como PLED (Polymer Light Emitting Diode) ou mesmo como polímeros condutores e sensores avançados. Para uma maior integração entre os componentes da formulação monomérica, novos fotoiniciadores serão também sintetizados para que o material 4D seja mais responsivo aos estímulos. Os polímeros 4D serão testados como materiais com memória de forma e autorregeneração após fraturas. Portanto, poderão ser aplicados em biomateriais, sensores químicos para determinação de analitos, materiais fluorescentes e de engenharia. E os monômeros, fotoiniciadores e polímeros serão caracterizados por: Espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio (MIR), Espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), Ressonância Magnética Nuclear (1H-RMN), Ressonância Magnética Nuclear de Carbono-13 (13C-RMN), Termogravimetria-Análise Térmica Diferencial simultâneas (TG-DTA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA), Reologia. (AU)