Estudo de características de hidrogéis e simulação de seu comportamento sob estímulos externos

• Processo: 18/14234-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2019
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Silvia Lenyra Meirelles Campos Titotto
• Beneficiário: Daniela Ribeiro
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/00654-7 - Materiais 3D-4D impressos e sua resposta a estímulos externos, BE.EP.IC
• Assunto(s): Engenharia de materiais Biomimética Materiais Hidrogéis Quitosana Simulação Impressão tridimensional Pesquisa bibliográfica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomimética | hidrogel | Impressão 4D | materiais | Simulação | biomimética

Resumo

O projeto apresentado almeja contribuir como pesquisa de base para o estudo do uso de hidrogéis via impressão 4D por injeção como substituinte de cartilagens desgastadas. A importância desse tema se deve ao fato de problemas de cartilagem serem cada vez mais frequentes devido ao envelhecimento populacional. Assim, é fundamental estudar características físico-químicas desses materiais quando estimulados para compreender se seu uso nesta aplicação é viável. Nesse contexto, o projeto visa contribuir com tal pesquisa por meio de áreas que envolvem a engenharia de materiais, biomimética e simulação. Desse modo, será estudado, principalmente por meio do Science Direct, Scientific Reports e Research Gate, a resistência mecânica, elasticidade e a turgidez do hidrogel de quitosano. Quanto a sua estrutura, haverá pesquisa bibliográfica sobre os parâmetros de estado físico dos hidrogéis, que se relacionam com a impressão 4D. Em referência aos estímulos externos, serão realizados estudos teóricos sobre como o hidrogel se porta sobre variação de pH e temperatura, e simulações e representações desse comportamento via parametrização BIM. Além disso, também haverá estudo teórico sobre o que é capaz de alterar o volume do hidrogel, e simulações que demonstrem tal ação. Para tais representações gráficas e simulações, serão utilizados os softwares Rhinoceros com plugin Grasshopper e o SolidWorks/Flow Simulation. Durante a vigência da bolsa, serão submetidos artigos para publicações nacionais e/ou internacionais e espera-se que o projeto seja capaz de auxiliar o estudo da situação apresentada.