JUSTIFICATIVA PARA FINALIZAÇÃO DE PROJETO DE PESQUISA PROJETO DE PESQUISA
Área de pesquisa: Nanotecnologia
Tema: Desenvolvimento e caracterização nanocompósitos de polipropileno reciclado-híbrido de nanocarga de óxido de grafeno/fibras curtas de sisal.
- Objetivos
O Projeto procurou avaliar a obtenção de nanocompósitos tendo como matriz polimérica, o polipropileno reciclado, e como reforço, um híbrido de cargas naturais, uma de origem sintética, o óxido de grafeno, e a outra de origem vegetal, como as fibras de sisal. A proposta procurou avaliar se esse novo material, produzido a partir de matriz polimérica descartada como resíduo sólido, e compostada com diferentes cargas de reforço, que apresentam diferentes propriedades, mas de origem natural, resultava em materiais com propriedades melhoradas em relação ao compósito convencionalmente produzido, ou se apresentava algum tipo de sinergismo. Os nanocompósitos produzidos com híbrido de cargas reforçantes, seriam comparados com os nanocompósitos de polipropileno reciclado-nanocarga óxido de grafeno, e compósito de polipropileno reciclado-fibra curta de sisal + óxido de grafeno, através de ensaios reológicos em reômetro HAAKE, de medida de índice de fluidez (MIF), de distorção térmica ao calor, sob carga (HDT), ponto de amolecimento Vicat, e ensaios mecânicos de resistência à tração, resistência ao impacto e análise dinâmico-mecânica (DMA).
Justificativa
O objetivo principal era analisar a obtenção de nanocompósitos com carga de óxido de grafeno, além disso, como todo projeto de pesquisa um dos outros objetivos era a formação de recursos humanos. Hoje o grupo dedicado ao tema possui 20 alunos e dois professores. Sendo que os dois objetivos foram atingidos pelo menos de forma parcial.
Visto que tivemos que alterar o projeto, não conseguimos atender os objetivos iniciais plenamente. Foram desenvolvidos compósitos, mas ainda precisam ser melhorados e ensaiados adequadamente.
Como o óxido de grafeno só seria comprado em 2016 iniciamos pesquisas com o objetivo de obter o próprio óxido de grafeno no laboratório. O método desenvolvido permitiu obter óxido de Grafeno por 3 dólares o grama, cabe destacar que no mercado internacional o óxido de grafeno é vendido a 300 dólares o grama. Essa tecnologia disruptiva gerou um pedido de patente depositado em julho de 2016. A patente depositada não foi desenvolvida totalmente dentro do projeto. A equipe inicial foi modificada, lembrando que o Prof. Guilhermino José Macedo Fechine não participou de nenhuma fase do projeto e nem da obtenção do óxido de grafeno. Passou a compor a equipe o Prof. Juan Alfredo Guevara Carrió.
É interessante mostrar que dentro do projeto foram solicitados dois itens, a compra de uma injetora e óxido de grafeno para obter um compósito. Os demais itens, polipropileno e a fibra de sisal, seriam adquiridos com outras verbas ou conseguidos por doação.
Sem qualquer um dos itens não seria possível obter um compósito. A injetora foi adquirida e entregue em meados de 2014, mas ainda não tínhamos o óxido de grafeno o qual foi adquirido pelo Mackpesquisa e chegou no segundo
semestre de 2016. Sendo assim as atividades de laboratório para o projeto só iniciaram após essa data.
Durante o período de espera foram desenvolvidas várias atividades e mais de um compósito foi desenvolvido, como demonstrado na produção listada no final desse relatório. Essa produção é composta por um artigo A1, um artigo B2, quatro artigos B4, quatro resumos publicados em anais de congresso, um livro completo, um capítulo de livro, e duas patentes.
Como já citado um dos objetivos do projeto era avaliar a possibilidade de obter o compósito de óxido de grafeno e polipropileno reciclado. Embora o PP seja um polímero de baixo custo e o GO uma carga de custo bastante elevado. Além disso as porcentagens de GO ficariam em torno de 0,5% em massa. Fica justificada a mistura visto que existe uma gama enorme de produtos de PP que seriam melhorados e o compósito ocuparia o lugar de outros polímeros e/ou outros materiais de elevado valor.
Embora não fosse objetivo deste projeto obter óxido de grafeno, durante os estudos verificamos que seria viável a produção com um determinado grafite nacional fornecido por uma empresa parceira. Tal produção deu origem a um pedido de patente, visto o método ser bastante competitivo economicamente.
O método proposto é uma tecnologia disruptiva para o processo de obtenção de óxido de grafeno e deu origem a um plano de negócios específico para essa produção e que já despertou o interesse de empresas e fundos de investimento. O mesmo plano de negócio deu origem a um projeto Mackspesquisa (já aprovado) denominado “Obtenção de Óxido de Grafeno”, o projeto recebeu também apoio da Reitoria da Universidade Presbiteriana
Mackenzie e terá um laboratório dedicado, além disso recebeu também apoio do Conselho Deliberativo do Instituto Presbiteriano Mackenzie.
A seguir pode-se observar a seguir a produção bibliográfica e técnica do período:
Aprovação do projeto para obtenção da Bolsa de Produtividade Desen. Tec. e Extensão Inovadora do CNPq - Nível 2 pelo pesquisador responsável (Mauro Cesar Terence)
- Livro integral
MALAGRINO, T. R. S. ; Terence, Mauro César . Resistência Química em Nanocompósitos de Policarbonato. 1. ed. Saarbrücken: NEA, 2016. v. 1. 112p .
- Capitulo de Livro
SILVA, E. E. ; TERENCE, M.C. ; CARRIÓ, JUAN ALFREDO GUEVARA . Electrochemically Exfoliated Graphene. Electrochemically Exfoliated Graphene. 1ed.Pfäffikon: Trans Tech, 2015, v. 1, p. 208-2012.
- Artigo Qualis A1
HONG, SEUNGHYUN ; CONSTANS, CHARLOTTE ; SURMANI MARTINS, MARCOS VINICIUS ; SEOW, YONG CHIN ; GUEVARA CARRIÓ, JUAN ALFREDO ; GARAJ, SLAVEN . Scalable Graphene-Based Membranes for Ionic Sieving with Ultrahigh Charge Selectivity. Nano Letters
- Artigo Qualis B2
SANCHEZ, MIGUEL ; Terence, Mauro Cesar ; GUEVARA CARRIÓ, JUAN ALFREDO . Synthesis of Graphene Oxide from Alternative Sources. Journal of Nano Research (Online), v. 38, p. 96-100, 2016.
- Artigo Qualis B4
RODRIGUES, F.C. ; NOBRE, G.A. ; DA SILVA, E.E. ; Terence, Mauro Cesar ; CARRIÓ, JUAN ALFREDO GUEVARA . Graphite/Metal Electrodes for Electrochemical Exfoliation: Few Layers Graphene with Low Defects. Comparison of Four Thermo-Mechanical Models for Simulating Reactive Flow in Porous Materials, v. 371, p. 131-134, 2017.
SÁNCHEZ, M. ; Terence, Mauro Cesar ; CARRIÓ, JUAN ALFREDO GUEVARA. An Improved Method to Extract Crystalline Cellulose from Alternatives Sources.
Comparison of Four Thermo-Mechanical Models for Simulating Reactive Flow in Porous Materials, v. 371, p. 128-130, 2017.
Terence, Mauro Cesar; MELO, JESSYKA MEIERJÜRGEN . Characteristics of Composite Produced with Different Fractions of Wood Waste and High Density Polyethylene (HDPE). Defect and Diffusion Forum, v. 365, p. 112-115, 2015.
SURMANI, M.V. ; CAMARGO, E.F. ; LUONGO, L.D. ; CARRIÓ, J.A.G. ; Terence, Mauro Cesar ; MONTEIRO, W.A. . Structural and Transport Properties of Rare Earth Oxide-Cu-Ni-Ag Systems. Defect and Diffusion Forum, v. 369, p. 12-16, 2016.
- Resumos publicados em Anais de Eventos
R C G Carneiro ; TERENCE, M. C. ; ROSSI, M. ; Y Kodama ; F O Chamorro . IONIZING RADIATION EFFECT ON THE POLYCARBONATE COLUMN TO BE USED IN THE 99Mo-99mTc GENERATOR. In: 2015 International Nuclear Atlantic Conference (INAC 2015), 2015, São Paulo. 2015 International Nuclear Atlantic Conference (INAC 2015). Rio de Janeiro: ABEN, 2015. v. 1.
RODRIGUES, F. C. ; NOBRE, A. ; SILVA, E. E. ; TERENCE, M. C. ; Carrió, A.G.J. . Graphite/Metal Electrodes for Eletrochemical Exfoliation: Few Layers Graphene with Low Defects. In: 12th International Conference on Diffusion in
Solids and Liquids, DSL 2016, 2016, Split. 12th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, DSL 2016, 2016.
SANCHEZ JR, M. ; TERENCE, M. C. ; Carrió, A.G.J. . An Improved Method to Extract Crystalline Cellulose from Alternatives Sources. In: 12th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, DSL 2016, 2016, Split. 12th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, DSL 2016, 2016. SANCHEZ JR, M. ; TERENCE, M. C. . Characterization of Graphene Oxide Obtained from alternative Sources. In: 11th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids - DSL 2015 Munich Germany, 2015, Munich. 11th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids - DSL 2015 Munich Germany. Aveiro: ICC, 2015. v. 1.
- Apresentação em congressos
12th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids, DSL 2016. An Improved Method to Extract Crystalline Cellulose from Alternatives Sources. 2016. (Congresso).
RODRIGUES, F. C. ; NOBRE, A. ; SILVA, E. E. ; TERENCE, M. C. ; Carrió, A.G.J. . Graphite/Metal Electrodes for Eletrochemical Exfoliation: Few Layers Graphene with Low Defects. 2016. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).
- Organização de eventos científicos
TERENCE, M.C.. DSL SPLIT - CROATIA 2016, 12th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids. 2016. (Membro de Comitê Cientifico).
TERENCE, M.C.. DSL MUNICH 2015, 11th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids. 2015. (Membro de Comitê Cientifico).
- Produtos/processos com Patente Requerida
Terence, Mauro César; Carrió, A.G.J. ; R S Nascimento . Processo de Obtenção de Óxido de Grafeno. 2016, Brasil.
Patente: Privilégio de Inovação. Número do registro: BR1020160149967, título: "Processo de Obtenção de Óxido de Grafeno", Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Depósito: 10/07/2016
TERENCE, M. C.; PEREIRA, N. C. . Processo de Reciclagem de Produtos com Materiais Compósitos, Compostos ou Resinas Contendo Polímeros Absorventes. 2016, Brasil. Patente: Privilégio de Inovação. Número do registro: BR10201602860, título: "Processo de Reciclagem de Produtos com Materiais Compósitos, Compostos ou Resinas Contendo Polímeros Absorventes", Instituição de registro: INPI - Instituto Nacional da Propriedade Industrial. Depósito: 15/12/2016.
