Investindo no Futuro: O Programa Jovens Pesquisadores - Fapesp
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Este projeto refere-se ao tratamento da fibra de carbono utilizada em compósitos termoplásticos e de carbono vítreo mediante técnicas assistidas por plasma para aplicações aeroespacial, eletroquímica e biomédica. Os tratamentos a serem empregados são Implantação Iônica por Imersão em Plasma (3IP), que é realizado em pressão subatmosférica e em mais altas energias, e Descarga Elétrica com Barreira Dielétrica (DBD), que é feito em pressão atmosférica e envolve menores energias. Após os tratamentos, é realizada a caracterização das amostras tratadas e não tratadas para efeito de comparação e também para verificar qual tratamento foi mais eficaz na obtenção de melhores propriedades físico-químicas do carbono vítreo e dos compósitos termoplásticos. Serão utilizadas diversas técnicas, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura para análise da morfologia superficial; espectroscopia Auger e espectroscopia óptica de descarga luminescente (GDOS) para a análise do perfil de profundidade de nitrogênio no material; difração de raios X para a análise da estrutura cristalina, medidas de ângulo de contato para a determinação da molhabilidade e adesão da superfície; e ensaios de tração, flexão e cisalhamento interlaminar para verificar a resistência mecânica dos compósitos. Para as análises eletroquímicas, poderão ser utilizados vários métodos, tais como as curvas de polarização potenciodinâmica, impedância e outros. Fabricação e caracterização elétrica 673 de sensores a partir de filmes automontados e lagmuir-Blodgett Clarissa de Almeida Olivati Instituto de geociências e Ciências Exatas de Rio Claro Universidade Estadual Paulista (Unesp) Processo 2007/02343-1 vigência: 1/11/2007 a 31/10/2010 O projeto proposto visa ao desenvolvimento de dispositivos empregando filmes ultrafinos de polímeros condutores sintéticos, em diferentes combinações de arquiteturas supramoleculares. O objetivo deste projeto é incorporar materiais potencialmente ativos para verificar a presença de contaminantes orgânicos e inorgânicos em água e gases tóxicos por meio de um sistema economicamente mais viável e barato do que as tecnologias convencionais empregadas, como cromatografia líquida e gasosa, espectroscopia de absorção atômica ou de plasma etc. As unidades sensoriais serão formadas sobre eletrodos do tipo FETs (field effect transistor) e eletrodos interdigitados, mediante técnicas de automontagem e Langmuir- Blodgett. A facilidade de controle na espessura dos filmes, oferecida pelas técnicas acima, poderá ser explorada para atingir baixos tempos de resposta das unidades sensoriais. Além disso, a manipulação da arquitetura dos filmes em nível molecular poderá ser utilizada para a exposição de Engenharias 289 grupos funcionais peculiares aos meios analisados, visando a aplicações específicas. Os filmes serão imersos em diferentes sistemas líquidos – no caso dos gases tóxicos utilizaremos uma câmara com atmosfera controlada. A aquisição e caracterização dos resultados dos dispositivos serão realizadas por medidas elétricas em corrente alternada (AC) e direta (DC). moldagem de compósitos poliméricos 674 reforçados com mantas de fibras vegetais e estudo de suas propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas Jane Maria Faulstich de Paiva Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Campus Sorocaba Processo 2006/60885-2 vigência: 1/6/2008 a 31/5/2012 Nos últimos anos, os compósitos reforçados com materiais lignocelulósicos, como as fibras vegetais, têm despertado interesse de vários setores, como indústria automobilística e construção civil, entre outros, visando à substituição de materiais convencionais. No Brasil, mesmo com a grande disponibilidade de fibras provenientes de plantas de cultivo de curtos períodos e de resíduos agroindustriais, ainda não se tem ampla utilização ou aplicação destes. Apesar do interesse nessa área ter aumentado, por enquanto predominam as fibras de vidro e as fibras sintéticas, principalmente as derivadas de petróleo. Com o intuito de aumentar a aplicabilidade de fibras vegetais em diversas áreas (como náutica, construção, aerogeradores etc.), este projeto de pesquisa propõe a moldagem e comparação de propriedades térmicas e termomecânicas de compósitos poliméricos reforçados com mantas de fibras de sisal, curauá e coco. Para a moldagem e ampliação das possibilidades de aplicação desses compósitos, propõe-se utilizar, como matrizes poliméricas, filmes termoplásticos de copolímero reciclável (PP/PE), resinas poliuretana e epóxi, disponíveis no comércio. Para a realização deste projeto de pesquisa, será necessária a montagem de uma estrutura básica de laboratório e aquisição de alguns equipamentos para a moldagem (prensa, moldes, bombas a vácuo etc.) e caracterização de polímeros e compósitos (equipamento de DMTA e câmara de climatização). Também será necessária a realização de algumas análises (termogravimetria e microscopia – MEV) em outra universidade ou centro de pesquisa. A aprovação deste projeto contribuirá para a nucleação de uma linha de pesquisa em materiais compósitos reforçados com fibras vegetais em Sorocaba, além de poder contribuir para a aquisição de equipamentos de laboratório para um centro emergente do Estado de São Paulo.
290 Programa Jovens Pesquisadores estudo do crescimento e caracterização 675 de materiais semicondutores unidimensionais nanoestruturados puros e dopados Marcelo Ornaghi Orlandi Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira Universidade Estadual Paulista (Unesp) Processo 2006/56836-6 vigência: 1/6/2007 a 31/5/2010 Materiais nanoestruturados vêm atraindo a atenção dos pesquisadores devido às novas e/ou superiores propriedades apresentadas pelos materiais sintetizados em pequena escala. Assim sendo, neste projeto serão estudados o mecanismo e a cinética de crescimento de materiais nanoestruturados semicondutores unidimensionais (nanotubos, nanofitas e nanofios) crescidos via fase-vapor. Com o entendimento dos mecanismos de crescimento, pretende-se obter um maior controle do tamanho e forma dos materiais sintetizados, o que é de fundamental importância para possíveis aplicações tecnológicas. Os materiais sintetizados terão suas características morfológicas e estruturais detalhadamente estudadas. Os materiais utilizados serão os óxidos de estanho (SnO 2 ) e de zinco (ZnO), devido às propriedades funcionais desses óxidos, e o método de crescimento será o de redução carbotérmica. Estudos do crescimento de materiais semicondutores unidimensionais dopados também serão realizados para o sistema de óxido de estanho dopado com índio ou viceversa (ITO; Indium Tin Oxide) devido à grande aplicabilidade desse sistema. Os sistemas serão caracterizados por difração de raios X, com os dados tratados por meio de refinamentos utilizando o método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. Com esse entendimento do crescimento de materiais unidimensionais, pretende-se, futuramente, aplicar tais materiais em dispositivos tecnológicos de alto desempenho. Compósito processado 676 via rtm Maria Odila Hilário Cioffi Faculdade de Engenharia de guaratinguetá Universidade Estadual Paulista (Unesp) Processo 2006/02121-6 vigência: 1/12/2006 a 30/11/2009 O RTM é um processo de fabricação por transferência de resina de baixa viscosidade, a pressões baixas, para um molde fechado contendo o reforço. É promissor para estruturas de compósitos poliméricos com geometrias complexas, que exigem alta qualidade de acabamento e sem limitação de tamanho. Porém existem ainda motivos técnicos pelos quais este processo não é largamente empregado, como: 1) no ferramental, algumas variáveis, como o arranjo de orifícios de injeção e respiros, têm impacto significativo sobre a eficiência do processo e a qualidade do produto final; 2) a configuração da injeção de resina, quando efetuada sem controle, pode conduzir à formação de espaços não impregnados na peça; e 3) a variabilidade do reforço pode alterar o fluxo de resina. Tendo o objetivo de desenvolver uma metodologia experimental adequada para a utilização do processo RTM, em apoio a projetos futuros de produção de peças de aplicação aeronáutica, faz-se necessário obter recursos para a aquisição do equipamento de processo Radius 2100cc RTM injector, que será fundamental para a consolidação de um grupo de compósitos que está sendo montado no recente curso de Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá/Unesp. Está também prevista a aquisição de um sistema de inspeção automático por ultrassom para varredura em escala laboratorial, adequado para a verificação da presença de vazios e detecção dos fluxos de resina de compósitos de matrizes poliméricas. materiais nanoestruturados: 677 eletrocatálise e membranas de óxidos Mauro Coelho dos Santos Centro de Ciências Naturais e Humanas Universidade Federal do ABC (UFABC) Processo 2005/59992-6 vigência: 1/12/2006 a 30/11/2010 Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento e a aplicação de materiais nanoestruturados (MN) para a utilização em multifunções, em importantes processos tecnológicos: eletrocátalise das reações de oxidação de metanol, etanol e monóxido de carbono (PMOs), eletrocatálise da reação de redução de oxigênio (RRO) e fabricação de nanoestruturas de óxido de titânio e a sua possível aplicação conjuntamente com náfion como membranas de células a combustível. Com relação aos MN aplicados em eletrocatálise a proposta é a formação de diferentes materiais suportados ou não em carbono de alta área superficial: 1) óxidos de Ru, Rh, Ir, W, Sn e Ce entre outros, com nanopartículas de Pt, Ru ,Rh, Co, Mn ou Ni; 2) ligas binárias de PtRu, PtRh, PtSn e ligas ternárias PtRuM1 (sendo M1 metais nobres ou não). Esses materiais serão preparados pelas rotas de: redução do sal, sol-gel, método dos precursores poliméricos, impregnação, eletrodeposição e electroless e caracterizados por diferentes técnicas físicas e nanobalança eletroquímica de cristal de quartzo. As reações de oxidação das PMOs serão estudadas por voltametria cíclica, cronoamperometria, curvas de polarização e espectroscopia de infravermelho in situ. A cinética da RRO será avaliada por curvas de polarização no estado estacionário com o eletrodo de disco-anel rotatório.
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<strong>Programa</strong> <strong>Jovens</strong> <strong>Pesquisadores</strong><br />
estudo do crescimento e caracterização<br />
675 de materiais semicondutores<br />
unidimensionais na<strong>no</strong>estruturados<br />
puros e dopados<br />
Marcelo Ornaghi Orlandi<br />
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira<br />
Universidade Estadual Paulista (Unesp)<br />
Processo 2006/56836-6<br />
vigência: 1/6/2007 a 31/5/2010<br />
Materiais na<strong>no</strong>estruturados vêm atraindo a atenção<br />
dos pesquisadores devido às <strong>no</strong>vas e/ou superiores propriedades<br />
apresentadas pelos materiais sintetizados em<br />
pequena escala. Assim sendo, neste projeto serão estudados<br />
o mecanismo e a cinética de crescimento de materiais<br />
na<strong>no</strong>estruturados semicondutores unidimensionais (na<strong>no</strong>tubos,<br />
na<strong>no</strong>fitas e na<strong>no</strong>fios) crescidos via fase-vapor.<br />
Com o entendimento dos mecanismos de crescimento,<br />
pretende-se obter um maior controle do tamanho e forma<br />
dos materiais sintetizados, o que é de fundamental importância<br />
para possíveis aplicações tec<strong>no</strong>lógicas. Os materiais<br />
sintetizados terão suas características morfológicas<br />
e estruturais detalhadamente estudadas. Os materiais<br />
utilizados serão os óxidos de estanho (SnO 2 ) e de zinco<br />
(ZnO), devido às propriedades funcionais desses óxidos,<br />
e o método de crescimento será o de redução carbotérmica.<br />
Estudos do crescimento de materiais semicondutores<br />
unidimensionais dopados também serão realizados para<br />
o sistema de óxido de estanho dopado com índio ou viceversa<br />
(ITO; Indium Tin Oxide) devido à grande aplicabilidade<br />
desse sistema. Os sistemas serão caracterizados<br />
por difração de raios X, com os dados tratados por meio<br />
de refinamentos utilizando o método de Rietveld, microscopia<br />
eletrônica de varredura e microscopia eletrônica<br />
de transmissão. Com esse entendimento do crescimento<br />
de materiais unidimensionais, pretende-se, futuramente,<br />
aplicar tais materiais em dispositivos tec<strong>no</strong>lógicos de alto<br />
desempenho.<br />
Compósito processado<br />
676 via rtm<br />
Maria Odila Hilário Cioffi<br />
Faculdade de Engenharia de guaratinguetá<br />
Universidade Estadual Paulista (Unesp)<br />
Processo 2006/02121-6<br />
vigência: 1/12/2006 a 30/11/2009<br />
O RTM é um processo de fabricação por transferência<br />
de resina de baixa viscosidade, a pressões baixas, para<br />
um molde fechado contendo o reforço. É promissor para<br />
estruturas de compósitos poliméricos com geometrias<br />
complexas, que exigem alta qualidade de acabamento e<br />
sem limitação de tamanho. Porém existem ainda motivos<br />
técnicos pelos quais este processo não é largamente empregado,<br />
como: 1) <strong>no</strong> ferramental, algumas variáveis, como<br />
o arranjo de orifícios de injeção e respiros, têm impacto<br />
significativo sobre a eficiência do processo e a qualidade<br />
do produto final; 2) a configuração da injeção de resina,<br />
quando efetuada sem controle, pode conduzir à formação<br />
de espaços não impregnados na peça; e 3) a variabilidade<br />
do reforço pode alterar o fluxo de resina. Tendo o objetivo<br />
de desenvolver uma metodologia experimental adequada<br />
para a utilização do processo RTM, em apoio a projetos<br />
futuros de produção de peças de aplicação aeronáutica,<br />
faz-se necessário obter recursos para a aquisição do equipamento<br />
de processo Radius 2100cc RTM injector, que<br />
será fundamental para a consolidação de um grupo de<br />
compósitos que está sendo montado <strong>no</strong> recente curso de<br />
Engenharia de Materiais da Faculdade de Engenharia de<br />
Guaratinguetá/Unesp. Está também prevista a aquisição<br />
de um sistema de inspeção automático por ultrassom<br />
para varredura em escala laboratorial, adequado para a<br />
verificação da presença de vazios e detecção dos fluxos de<br />
resina de compósitos de matrizes poliméricas.<br />
materiais na<strong>no</strong>estruturados:<br />
677 eletrocatálise e membranas de óxidos<br />
Mauro Coelho dos Santos<br />
Centro de Ciências Naturais e Humanas<br />
Universidade Federal do ABC (UFABC)<br />
Processo 2005/59992-6<br />
vigência: 1/12/2006 a 30/11/2010<br />
Este projeto tem por finalidade o desenvolvimento<br />
e a aplicação de materiais na<strong>no</strong>estruturados (MN) para<br />
a utilização em multifunções, em importantes processos<br />
tec<strong>no</strong>lógicos: eletrocátalise das reações de oxidação de<br />
meta<strong>no</strong>l, eta<strong>no</strong>l e monóxido de carbo<strong>no</strong> (PMOs), eletrocatálise<br />
da reação de redução de oxigênio (RRO) e fabricação<br />
de na<strong>no</strong>estruturas de óxido de titânio e a sua possível<br />
aplicação conjuntamente com náfion como membranas<br />
de células a combustível. Com relação aos MN aplicados<br />
em eletrocatálise a proposta é a formação de diferentes<br />
materiais suportados ou não em carbo<strong>no</strong> de alta área superficial:<br />
1) óxidos de Ru, Rh, Ir, W, Sn e Ce entre outros,<br />
com na<strong>no</strong>partículas de Pt, Ru ,Rh, Co, Mn ou Ni; 2) ligas<br />
binárias de PtRu, PtRh, PtSn e ligas ternárias PtRuM1<br />
(sendo M1 metais <strong>no</strong>bres ou não). Esses materiais serão<br />
preparados pelas rotas de: redução do sal, sol-gel, método<br />
dos precursores poliméricos, impregnação, eletrodeposição<br />
e electroless e caracterizados por diferentes técnicas<br />
físicas e na<strong>no</strong>balança eletroquímica de cristal de quartzo.<br />
As reações de oxidação das PMOs serão estudadas por<br />
voltametria cíclica, cro<strong>no</strong>amperometria, curvas de polarização<br />
e espectroscopia de infravermelho in situ. A cinética<br />
da RRO será avaliada por curvas de polarização <strong>no</strong> estado<br />
estacionário com o eletrodo de disco-anel rotatório.