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Espectroscopia vibracional e propriedades físico-químicas de líquidos iônicos hipergólicos

Processo: 20/06307-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2020
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Rômulo Augusto Ando
Beneficiário:Rafael Boffo de Souza
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/21070-5 - Espectroscopia vibracional com resolução espacial, AP.TEM
Assunto(s):Líquidos iônicos   Ignição   Propulsão   Estabilidade química   Infravermelho   Espectroscopia Raman

Resumo

A substituição de solventes convencionais por líquidos iônicos (LI) já é realidade em diversos processos. Uma aplicação tecnológica promissora é a utilização de LI como combustíveis energéticos nos denominados motores de propulsão com ignição hipergólica. O princípio de funcionamento de tais motores consiste na mistura de um líquido reativo, geralmente derivados de hidrazina, com oxidantes para a ignição hipergólica, ou seja, uma ignição espontânea que não necessita de oxigênio. Devido a diversos problemas associados a derivados de hidrazina, como toxicidade, alta volatilidade e instabilidade, há um grande esforço na busca de alternativas para sua substituição. Líquidos iônicos tem se destacado para tal aplicação, pois são estáveis química e termicamente, não evaporam, e permitem que suas propriedades sejam moduladas pela combinação de diferentes cátions e ânions. Dentre os fatores já estabelecidos para que os LI possuam alta eficiência energética para sua utilização como combustíveis é a presença de ligações do tipo CºN, N=N, B-H ou grupos NO2 nos cátions ou ânions. Portanto, neste projeto pretende-se investigar diversos líquidos iônicos hipergólicos formados por ânions dicianamida, tricianometanida e cianoborohidreto. A abordagem consiste em correlacionar medidas espectroscópicas (Raman, IR e RMN) com propriedades físicas (densidade e viscosidade) e propriedades térmicas (estabilidade, temperaturas de fusão e de transição vítrea), além da medida do tempo de atraso de ignição. Adicionalmente, para auxiliar na interpretação dos dados experimentais, pretende-se realizar cálculos computacionais (DFT) para a determinação de propriedades moleculares e termodinâmicas. Este projeto visa uma melhor compreensão dos fatores moleculares que definem a eficiência de LI como combustíveis hipergólicos. (AU)