Compósito polimérico de elevada tenacidade bioinspirado no ouriço da Castanha-do-Pará (Bertholletia excelsa)

• Processo: 21/02810-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 03 de fevereiro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Mirabel Cerqueira Rezende
• Beneficiário: Marilia Sonego
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais compósitos poliméricos Tenacidade Mimetismo biológico Castanha-do-Brasil Bertholletia excelsa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomimetismo | compósitos | tenacidade | Compósitos estruturais

Resumo

Estudos de biomimetismo se dedicam a identificar e aplicar estratégias desenvolvidas pela natureza durante bilhões de anos de evolução na solução de problemas atuais. Nesse escopo, o mesocarpo do fruto seco da Castanha-do-Pará (Bertholletia excelsa) possui grande potencial para inspirar novos compósitos tenazes. Essa fantástica cápsula biológica é composta por feixes de fibras em diferentes direções, formando estruturas sanduíche, com esclereides preenchendo os espaços entre os feixes e uma rede de vazios. No presente projeto, essa estrutura biológica será imitada pela sobreposição de fibras de vidro unidirecionais, com posterior adição de espuma sintática de poli(vinil butiral) (PVB), de tal forma a replicar feixes de fibras e esclereides, respectivamente. A rede de vazios do mesocarpo será identificada utilizando ferramentas da microtomografia e reproduzida com impressão 3D, pelo uso de um polímero com baixa adesão ao PVB. O compósito bioinspirado produzido será caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), ensaios de resistência à tração, impacto Charpy e tenacidade à fratura, buscando mensurar suas principais propriedades mecânicas e evidenciar os mecanismos de tenacificação. Os resultados a serem obtidos visam contribuir com a área de compósitos poliméricos bioinspirados de uso estrutural e o trabalho a ser realizado contribuirá com a nucleação dessa área junto ao Laboratório de Tecnologia de Polímeros e Biopolímeros do ICT/UNIFESP. (AU)