Nanocompósitos multifuncionais baseados em poliamida 1010 e nanomateriais 2D

• Processo: 20/11496-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Guilhermino José Macêdo Fechine
• Beneficiário: Gabriel Matheus Pinto
• Instituição Sede: Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (Mackgraphe). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/07858-7 - Caracterizações não convencionais de compósitos multifuncionais híbridos baseados em PA1010/nanomateriais 2D, BE.EP.DR
• Assunto(s): Materiais compósitos poliméricos Materiais bidimensionais Materiais nanoestruturados Nanocompósitos Poliamidas Extrusão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: materiais 2D | Nanocompósitos Multifuncionais Híbridos | Poliamida 1010 | Compósitos poliméricos

Resumo

Nanocompósitos baseados em nanomateriais bidimensionais (2D) incorporados em uma matriz polimérica encontram amplas oportunidades para desenvolvimento de materiais multifuncionais voltados a novas aplicações. Isto se deve às propriedades excepcionais destas nanocargas. Apesar de apresentarem geometrias semelhantes, diferentes materiais 2D, como grafeno, nitreto de boro hexagonal (h-BN) e dicalcogenetos de metais de transição, como o MoS2, exibem características muito diferentes, fornecendo um caminho interessante para a criação de compósitos com propriedades multifuncionais. A chave está em inserir estes nanomateriais 2D, separadamente e de forma híbrida, com dois ou mais presentes, na matriz polimérica de modo a formar estruturas específicas, permitindo que suas propriedades sejam traduzidas nos nanocompósitos. Assim, uma ênfase especial deve ser dada à identificação das críticas relações entre as características do material, as condições de processamento, as estruturas formadas e as propriedades dos produtos finais. Desta maneira, o design de compósitos para aplicações multifuncionais em campos emergentes, e.g., eletrônicos flexíveis, sensores vestíveis, armazenamento de energia e componentes automotivos avançados se faz possível. Portanto, este projeto se baseia na produção de nanocompósitos poliméricos multifuncionais por meio de extrusão no estado fundido, uma vez que este processo é ambientalmente benigno, além de ser o mais empregado na indústria para fabricação de compósitos termoplásticos. Esse projeto tem como objetivo principal desenvolver rotas de inserção de cargas bidimensionais em poliamida 1010 no estado fundido, com o intuito de obter nanocompósitos poliméricos tradicionais e híbridos com propriedades singulares devido às características superlativas dessas cargas, como grafeno, óxido de grafeno (GO), dissulfeto de molibdênio (MoS2) e nitreto de boro hexagonal (h-BN). O foco do projeto visa não apenas a Ciência acadêmica para gerar conhecimento científico nessa área que vem sendo explorada desde o isolamento do grafeno em 2004, mas também em ter um direcionamento para aplicação desses materiais que serão produzidos. É importante também mencionar aqui que os nanocompósitos de PA1010/2D podem se caracterizar como um interessante substituto à PA11, que também possui origem ecológica, mas apresenta maior custo agregado. Dependendo das características alcançadas pela produção de nanocompósitos híbridos a base de PA1010, esses poderão ser fortes candidatos a substituir até mesmo outros polímeros de engenharia, assim como peças metálicas em aplicações de componentes automotivos e conectores elétricos, tendo como vantagem a sua multifuncionalidade. (AU)

Publicações científicas

(10)

(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)

PINTO, G. M.; HELAL, E.; RIBEIRO, H.; DAVID, E.; FECHINE, G. J. M.; DEMARQUETTE, N. R.. Use of Kramers-Kronig Transform and VogelFulcher-Tammann Equation to Probe the Molecular Dynamics of Polyamide 10.10 Nanocomposites. 2023 IEEE CONFERENCE ON ELECTRICAL INSULATION AND DIELECTRIC PHENOMENA, CEIDP, v. N/A, p. 4-pg., 2023-01-01. (21/07858-7, 20/11496-0)

PINTO, LEONARDO ALVES; BACKES, EDUARDO HENRIQUE; HARB, SAMARAH VARGAS; PINTO, GABRIEL MATHEUS; DA CUNHA, DANIEL APARECIDO LOPES VIEIRA; ANDRADE, RICARDO JORGE ESPANHOL; FECHINE, GUILHERMINO JOSE MACEDO; SELISTRE-DE-ARAUJO, HELOISA SOBREIRO; COSTA, LIDIANE CRISTINA; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Shape memory thermoplastic polyurethane/polycaprolactone blend and composite with hydroxyapatite for biomedical application. Journal of Materials Research, v. 39, n. 1, p. 17-pg., 2023-10-25. (21/11538-8, 18/26060-3, 20/11496-0)

CESARIO, LUANNA V.; DOS SANTOS FILHO, EDSON A.; PINTO, GABRIEL MATHEUS; CARDOSO, KARINA L. F.; BRAGA, NATALIA F.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.; DE CARVALHO, LAURA H.. Effect of ramie fiber and graphene oxide on the development of PCL-based materials: Micro-composites, nanocomposites and hierarchical. Polymer Composites, v. N/A, p. 14-pg., 2024-09-12. (22/07054-8, 20/14302-2, 20/11496-0)

DE SOUZA, ZIANI SANTANA BANDEIRA; DO NASCIMENTO, PEDRO LUCAS ARAUJO; SAMARA, MAZEN; DAVID, ERIC; FECHINE, GUILHERMINO JOSE MACEDO; SOBRINHO, MAURICIO ALVES DA MOTTA; DEMARQUETTE, NICOLE RAYMONDE. Influence of graphene functionalization on the curing kinetics, dynamical mechanical properties and morphology of epoxy nanocomposites. Polymer, v. 320, p. 13-pg., 2025-01-23. (21/07858-7, 20/11496-0)

PINTO, GABRIEL M.; SANTOS, AELTON B.; HELAL, EMNA; RIBEIRO, HELIO; DAVID, ERIC; WOELLNER, CRISTIANO F.; DEMARQUETTE, NICOLE R.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.. Exploring the relationship between interfacial adhesion, molecular dynamics, and the brill transition in fully bio-based polyamide 1010 nanocomposites reinforced by two-dimensional materials. Polymer, v. 289, p. 16-pg., 2023-11-18. (21/07858-7, 20/11496-0)

CREMONEZZI, JOSUE MARCIANO DE OLIVEIRA; PINTO, GABRIEL MATHEUS; MINCHEVA, ROSICA; ANDRADE, RICARDO JORGE ESPANHOL; RAQUEZ, JEAN-MARIE; FECHINE, GUILHERMINO JOSE MACEDO. The micromechanics of graphene oxide and molybdenum disulfide in thermoplastic nanocomposites and the impact to the polymer-filler interphase. COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 243, p. 8-pg., 2023-09-02. (21/07858-7, 20/11496-0)

PINTO, GABRIEL M.; STAFFA, LUCAS; HELAL, EMNA; HAHN, CAROLINA; VIEIRA, LUCIA; RIBEIRO, HELIO; DAVID, ERIC; DEMARQUETTE, NICOLE R.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.. Balancing thermal conductivity, dielectric, and tribological properties in polyamide 1010 with 2D nanomaterials. Journal of Applied Polymer Science, v. 142, n. 1, p. 14-pg., 2024-09-21. (21/07858-7, 20/11496-0)

PINTO, GABRIEL M.; CREMONEZZI, JOSUE M. O.; RIBEIRO, HELIO; ANDRADE, RICARDO J. E.; DEMARQUETTE, NICOLE R.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.. From two-dimensional materials to polymer nanocomposites with emerging multifunctional applications: A critical review. Polymer Composites, v. N/A, p. 33-pg., 2023-01-23. (20/11496-0, 18/10910-8, 21/07858-7)

AMORIM, NATHALIA S. S.; NISAR, MUHAMMAD; PINTO, GABRIEL M.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.. Graphene Oxide as an Auxiliary UV Photoprotector for Polypropylene. Polymer Composites, v. N/A, p. 15-pg., 2025-05-22. (20/11496-0)

PINTO, GABRIEL M.; HELAL, EMNA; RIBEIRO, HELIO; DAVID, ERIC; DEMARQUETTE, NICOLE R.; FECHINE, GUILHERMINO J. M.. Effect of environmental temperature and semi-crystalline order on the toughening of polyamide 1010 by 2D nanomaterials. Polymer Composites, v. N/A, p. 20-pg., 2024-09-09. (21/07858-7, 20/11496-0)