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Obtenção e estudo da estruturação de nanocompósitos híbridos baseados em copolímeros em bloco para aplicação em supercapacitores

Processo: 14/17597-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2014
Vigência (Término): 31 de agosto de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Rosario Elida Suman Bretas
Beneficiário:João Paulo Ferreira Santos
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):15/09924-6 - Automontagem e síntese de nanocompósitos híbridos de PS-b-PVDF-b-PS/MWCNTs para aplicação em supercapacitores, BE.EP.DR
Assunto(s):Nanotubos de carbono   Materiais nanoestruturados   Copolímeros   Moldagem

Resumo

Este projeto de pesquisa de doutorado apresenta como proposta a obtenção de nanocompósitos híbridos baseados em copolímeros em bloco (CB) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) para serem aplicados em supercapacitores. Serão utilizados copolímeros de estireno com butadieno, o SBS e o SEBS, cujos blocos da fase de poliestireno exibem morfologias distintas: lamelares (para o SBS) e cilíndricas (para o SEBS), ambas com dimensões nanométricas. Os nanocompósitos serão obtidos através de mistura no estado fundido por extrusão; posteriormente, serão processados por moldagem por injeção e o seu potencial para serem utilizados como supercapacitores será avaliado por medidas elétricas de condutividade e espectroscopia de impedância. A influência das variáveis de processamento em suas micro/nanoestruturas e na orientação, tanto dos domínios dos blocos quanto dos MWCNT, serão estudadas e comparadas por raio X de alto e de baixo ângulo (WAXS e SAXS), espectroscopia do infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET). A processabilidade, o comportamento termo-mecânico e reológico destes novos sistemas também serão caracterizados e avaliados. O estudo permitirá uma correlação entre a estruturação desenvolvida por estes novos sistemas e as condições de processamento visando a obtenção dos arranjos mais adequados para a produção de nanocompósitos com maiores constantes e permissividades dielétricas, menores índices de perdas de energia e melhores processabilidades. Em uma 2ºetapa, pretende-se explorar a técnica de polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) em conjunto com a "alto-montagem" de CB com o intuito de criar maiores afinidades seletivas entre MWCNT e os blocos dos copolímeros, o que poderia ser ainda mais promissor em termos de propriedades de supercapacitância. Esta etapa será realizada em cooperação e parceria com a Cornell University, na forma de um doutorado sanduiche a ser requisitado em etapas futuras deste projeto por meio da Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE). (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LUDIMILLA BARBOSA FERREIRA; RAYANE DE SOUZA FERNANDES; ROSARIO ELIDA SUMAN BRETAS; JOÃO PAULO FERREIRA SANTOS. Melt-mixed nanocomposites of SIS/MWCNT: rheological, electrical and structural behavior. POLIMEROS-CIENCIA E TECNOLOGIA, v. 30, n. 4, p. -, 2020. Citações Web of Science: 0.
FERREIRA SANTOS, JOAO PAULO; CARVALHO, BENJAMIM DE MELO; SUMAN BRETAS, ROSARIO ELIDE. Remarkable change in the broadband electrical behavior of poly(vinylidene fluoride)-multiwalled carbon nanotube nanocomposites with the use of different processing routes. Journal of Applied Polymer Science, v. 136, n. 17 MAY 5 2019. Citações Web of Science: 1.
FERREIRA SANTOS, JOAO PAULO; FRANCA MELO, GUILHERME HENRIQUE; GONCALVES, ANDRE MARINO; EIRAS, JOSE ANTONIO; SUMAN BRETAS, ROSARIO ELIDA. Flexible conductive poly(styrene-butadiene-styrene)/carbon nanotubes nanocomposites: Self-assembly and broadband electrical behavior. Journal of Applied Polymer Science, v. 135, n. 34 SEP 10 2018. Citações Web of Science: 2.
FERREIRA SANTOS, JOAO PAULO; DA SILVA, ALINE BRUNA; ARJMAND, MOHAMMAD; SUNDARARAJ, UTTANDARAMAN; SUMAN BRETAS, ROSARIO ELIDA. Nanofibers of poly(vinylidene fluoride)/copper nanowire: Microstructural analysis and dielectric behavior. EUROPEAN POLYMER JOURNAL, v. 101, p. 46-55, APR 2018. Citações Web of Science: 5.
FERREIRA SANTOS, JOAO PAULO; ARJMAND, MOHAMMAD; FRANCA MELO, GUILHERME HENRIQUE; CHIZARI, KAMBIZ; SUMAN BRETAS, ROSARIO ELIDA; SUNDARARAJ, UTTANDARAMAN. Electrical conductivity of electrospun nanofiber mats of polyamide 6/polyaniline coated with nitrogen-doped carbon nanotubes. MATERIALS & DESIGN, v. 141, p. 333-341, MAR 5 2018. Citações Web of Science: 13.

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