Tintas, adesivos e revestimentos condutores à base de grafite esfoliado e aplicados à construção de componentes e circuitos elétricos

• Processo: 19/04565-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Acordo de Cooperação: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
• Pesquisador responsável: Leandra Pereira dos Santos
• Beneficiário: Leandra Pereira dos Santos
• Empresa: GG & FG Consultores Associados Ltda. - EPP
• CNAE: Fabricação de tintas de impressão ; Fabricação de produtos de minerais não-metálicos não especificados anteriormente ; Pesquisa e desenvolvimento experimental em ciências físicas e naturais
• Vinculado ao auxílio: 18/00834-2 - Tintas, adesivos e revestimentos condutores à base de grafite esfoliado e aplicados à construção de componentes e circuitos elétricos, AP.PIPE
• Assunto(s): Química de materiais Tintas Adesivos Revestimentos Semicondutores Soluções aquosas Grafite Celulose Circuitos elétricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: celulose | Condutores | grafite | processo | revestimentos | tintas | Quimica de Materiais

Resumo

Tintas e adesivos condutores elétricos são produtos industriais importantes, com mercado global de US$3 bilhões/ano, e CAGR de 4-6%. São consumidos em vários setores industriais: automobilístico, de TI, materiais elétricos, energia. Os sucessos alcançados e as perspectivas desses produtos sustentam uma dinâmica de P&D documentada em numerosas publicações e patentes recentes. Este projeto explora uma descoberta do proponente, que é a obtenção de dispersões aquosas de grafite, estabilizadas por celulose, com características sem precedentes que justificam esse projeto: i) o esfoliante da grafite é "verde"; ii) o processo produtivo é brando, preservando as dimensões laterais das partículas; iii) a aplicação das dispersões sobre papéis e tecidos celulósicos produz filmes condutores flexíveis e plasticizáveis; iv) a resistência elétrica dos filmes pode ser ajustada mudando-se a relação de massas entre grafite e celulose e o grau de orientação de grafite; v) foram obtidos filmes grafíticos com resistência de até 0,3 ohm/quadrado. Essas dispersões são a base de uma plataforma de produção de materiais elétricos que também faz parte desse projeto: placas de circuito, trilhas condutoras e eletrodos impressos, aquecedores e microaquecedores e uma fita adesiva condutora. O atual objetivo deste projeto é construir um pipeline, de novas tintas, adesivos e revestimentos, aumentando a escala de produção e explorando novas possibilidades de aplicação em circuitos impressos (2D e 3D) flexíveis e vestíveis, eletrodos, aquecedores miniaturizados, aquecedores de baixa densidade de potência, revestimentos anti-estáticos e anti-atrito, grafite plasticizado para moldagem, sensores. A metodologia inclui atividades de pesquisa básica em materiais e de P&D de tintas e adesivos, realimentadas pelo mercado e por novas demandas tecnológicas. Os primeiros produtos já comercializados são kits de ensino de eletricidade e eletroquímica, que poderão produzir receita significativa em 2018. Os resultados esperados são: i) uma atividade industrial e de serviços lucrativa e sustentável, apoiada em uma invenção recente e em propriedade intelectual protegida; ii) a substituição de metais caros, em algumas aplicações, por materiais grafítico/celulósicos; iii) a introdução de uma nova família de materiais, integrada ao paradigma da economia "verde". Impactos esperados são: criação de renda, de empregos qualificados, viabilização de novos produtos em vários setores industriais e redução do custo de produtos e serviços atuais. (AU)

Publicações científicas

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(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)

SANTOS, LEANDRA P.; DA SILVA, DOUGLAS S.; MORARI, THAIS H.; GALEMBECK, FERNANDO. Environmentally Friendly, High-Performance Fire Retardant Made from Cellulose and Graphite. POLYMERS, v. 13, n. 15, AUG 2021. (19/04565-9, 14/50906-9, 18/00834-2, 19/02654-4)

SANTOS, LEANDRA P.; DA SILVA, DOUGLAS S.; GALEMBECK, ANDRE; GALEMBECK, FERNANDO. Electric Fields Enhance Ice Formation from Water Vapor by Decreasing the Nucleation Energy Barrier. COLLOIDS AND INTERFACES, v. 6, n. 1, p. 15-pg., 2022-03-01. (19/04565-9, 18/00834-2, 14/50906-9)

SANTOS DA CAMPO, YAN A.; MEHLER, DYLAN; LORENZETT, EZEQUIEL; MOREIRA, KELLY S.; DEVENS, ANA L.; DOS SANTOS, LEANDRA P.; GALEMBECK, FERNANDO; BURGO, THIAGO A. L.. Electromechanical coupling in elastomers: a correlation between electrostatic potential and fatigue failure. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 23, n. 47, SEP 2021. (19/04565-9, 09/54066-7, 18/00834-2, 14/50906-9)

MOREIRA, KELLY S.; LERMEN, DIANA; DOS SANTOS, LEANDRA P.; GALEMBECK, FERNANDO; BURGO, THIAGO A. L.. Flexible, low-cost and scalable, nanostructured conductive paper-based, efficient hygroelectric generator. ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE, v. 14, n. 1, p. 353-358, JAN 1 2021. (14/50906-9, 09/54066-7, 19/04565-9, 18/00834-2)

SANTOS, LEANDRA P.; DA SILVA, DOUGLAS S.; GALEMBECK, ANDRE; GALEMBECK, FERNANDO. Ice Needle Nucleation and Dendrite Growth Under an Electric Field. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, v. 58, n. 2, p. 6-pg., 2022-03-01. (14/50906-9, 18/00834-2, 19/04565-9)

SANTOS, LEANDRA P.; LERMEN, DIANA; YOSHIMURA, RAFAEL GALIZA; DA SILVA, BRUNO LEUZINGER; GALEMBECK, ANDRE; BURGO, THIAGO A. L.; GALEMBECK, FERNANDO. Water Reactivity in Electrified Interfaces: The Simultaneous Production of Electricity, Hydrogen, and Hydrogen Peroxide at Room Temperature. Langmuir, v. 39, n. 16, p. 11-pg., 2023-04-13. (18/00834-2, 19/04565-9, 14/50906-9, 22/01668-4)

SANTOS, LEANDRA P.; DA SILVA, DOUGLAS S.; GALEMBECK, ANDRE; GALEMBECK, FERNANDO; IEEE. Ice needle nucleation and dendrite growth under an electric field. 2020 IEEE INDUSTRY APPLICATIONS SOCIETY ANNUAL MEETING, v. N/A, p. 9-pg., 2020-01-01. (18/00834-2, 19/04565-9)