Sensores de deformação piezoresistivos baseados em nanocompósitos elastoméricos condutores de borracha de silicone com nanotubos de carbono

• Processo: 24/01236-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Rafael Barbosa
• Beneficiário: João Victor Bergamasco Gremaschi
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanocompósitos Elastômeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elastômeros condutores | nanocompósitos | Piezoresistividade | sensores flexíveis | Elastômeros

Resumo

Investigar o método de processamento e as propriedades resultantes de nanocompósitos de borracha de silicone condutoras para atuação como sensores piezoresistivos é uma linha de pesquisa promissora com base nas grandes necessidades de dispositivos eletrônicos flexíveis. As cargas à base de carbono podem ser incorporadas com o objetivo de melhorar as propriedades elétricas em polímeros, em particular, o grafeno e seus derivados, os nanotubos de carbono (NTC) e os carbonos amorfos condutores (NFC). Os métodos de mistura em solução, mistura no estado fundido e mistura em suspensão de látex são os principais quando se trata de incorporação de cargas em elastômeros. Entretanto, as misturas no estado líquido se tornam mais eficientes, devido a possibilidade de utilização de sonicação de alta potência para desaglomerar e dispersar cargas nanométricas. Com isso, neste trabalho será avaliada a incorporação de nanotubos condutores em matriz de borracha de silicone solubilizada em tetrahidrofurano (THF) para aumento da condutividade elétrica. A borracha também será caracterizada como um sensor de deformação, com a medição simultânea da condutividade elétrica e do alongamento em tração realizado por uma máquina de ensaios uniaxiais. Ambos os resultados de condutividade elétrica e piezoresistividade serão obtidos por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), a qual fornece várias propriedades específicas de transporte elétrico em materiais sólidos. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA) serão executados para avaliar o comportamento e a estabilidade térmica dos nanocompósitos preparados. Com este estudo, pretende-se avançar no desenvolvimento das tecnologias de processamento em elastômeros, visando a melhor incorporação de partículas nanométricas, e também na aplicação destes materiais em sensoriamento de deformações em sistemas de engenharia em geral.