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

• Processo: 15/25523-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Luiz Antonio Pessan
• Beneficiário: Marilia Sonego
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/15265-0 - Biomimetismo do ouriço da castanha-do-pará: estrutura e análise de falhas, BE.EP.DR
• Assunto(s): Microestruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bioinspiração | Biomimetismo | compósito bioinspirado | microestrutura | ouriço da castanha-do-pará | propriedade mecânica | Biomimetismo

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.

Publicações científicas

(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)

SONEGO, M.; SCIUTI, V. F.; VARGAS, R.; CANTO, R. B.; PESSAN, L. A.. Composite design bioinspired by the mesocarp of Brazil nut (Bertholletia excelsa). BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS, v. 17, n. 4, p. 14-pg., 2022-07-01. (18/23081-0, 18/02801-4, 15/25523-1)

SONEGO, MARILIA; FLECK, CLAUDIA; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Hierarchical levels of organization of the Brazil nut mesocarp. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, APR 22 2020. (15/25523-1)

SONEGO, MARILIA; MADIA, MAURO; EDER, MICHAELA; FLECK, CLAUDIA; PESSAN, LUIZ A.. Microstructural features influencing the mechanical performance of the Brazil nut (Bertholletia excelsa) mesocarp. JOURNAL OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF BIOMEDICAL MATERIALS, v. 116, APR 2021. (15/25523-1)