Desenvolvimento de uma nova ferramenta de código aberto para análise de imagens e previsão de propriedades de membranas eletrofiadas multifuncionais

• Processo: 25/15863-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Rachel Passos de Oliveira Santos
• Beneficiário: Otávio Ribeiro Moreira da Costa
• Instituição Sede: Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). Campus Ribeirão Preto. Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Caracterização estrutural Inteligência artificial Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização de Materiais | Inteligência Artificial | Membranas eletrofiadas | Nanotecnologia | Caracterização de membranas poliméricas

Resumo

Membranas poliméricas obtidas via processo de eletrofiação, com fibras de diâmetros variando de alguns micrômetros/nanômetros, geralmente possuem elevada porosidade, elevada rugosidade superficial e grandes áreas superficiais efetivas, possibilitando uma ampla gama de aplicações desses materiais. Por exemplo, o uso de membranas eletrofiadas compósitas na engenharia de tecidos, como os curativos para o tratamento de feridas na pele e em sistemas de filtração, como filtros de cabine de veículos e de purificação de ar, além de camadas ativas de máscaras médicas/respiradores. No entanto, avaliar as propriedades essenciais para essas aplicações das membranas compósitas, como sua porosidade, tamanho de poro e permeabilidade ao ar, tem muitas vezes um custo elevado, além de dificuldades relacionadas às análises experimentais devido ao fato desses materiais deformarem-se facilmente. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo, via abordagem de Machine Learning (ML), simplificar a caracterização de membranas eletrofiadas multifuncionais (em especial as membranas compósitas, ou seja, materiais heterogêneos multifásicos) prevendo suas propriedades por meio do processamento de suas imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Assim, uma ferramenta de código aberto será criada, possibilitando seu acesso à toda comunidade científica dessa área, envolvendo o processamento das imagens bidimensionais de MEV das membranas e a extração de suas características microestruturais (porosidade/tamanho de poro) e de permeabilidade ao ar, considerando o aspecto tridimensional desses materiais.