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Nanocompósitos multifuncionais baseados em poliamida 1010 e nanomateriais 2D

Processo: 20/11496-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2021
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2025
Área do 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. Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais compósitos poliméricos   Materiais bidimensionais   Materiais nanoestruturados   Nanocompósitos   Poliamidas   Extrusão

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)

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