Seleção para mestrado na UFTM (MG) em materiais para biociências e produtos bioativos.


mestrado UFTMO Programa Interdisciplinar em Biociências Aplicadas da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (PIBA/UFTM) é um programa de pós-graduação stricto sensu aprovado pela área de Materiais da Capes. É destinado a candidatos egressos de cursos de graduação das Engenharias e outros cursos.

São 10 vagas neste processo seletivo, sendo :

  • Materiais aplicados em biociências (7 vagas).
  • Produtos naturais e sintéticos bioativos (3 vagas).

As inscrições podem ser via correio eletrônico para sec.piba@uftm.edu.br no período de 8 de janeiro a 1º de fevereiro de 2018.

A prova escrita será realizada entre os dias 5 e 7 de fevereiro de 2018 em data, horário e local a serem divulgados no sítio www.uftm.edu.br/stricto-sensu/piba

Artigo em destaque: Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente.


O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Enhanced properties of cement mortars with multilayer graphene nanoparticles. Rodrigo Alves e Silva, Paulo de Castro Guetti, Mário Sérgio da Luz, Francisco Rouxinol, Rogério Valentim Gelamo. Construction and Building Materials. Volume 149, 15. September 2017, pages 378-385. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.146

Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente

Imagem de microscopia eletrônica de varredura de amostra da argamassa reforçada mostra, no centro da imagem, alguns nanoflocos de grafeno multicamada.
Imagem de microscopia eletrônica de varredura de amostra da argamassa reforçada mostra, no centro da imagem, alguns nanoflocos de grafeno multicamada.

Pesquisadores de instituições brasileiras adicionaram flocos nanométricos de grafeno à argamassa de cimento e obtiveram um compósito com resistência quase 150% maior do que a da argamassa convencional. Por meio de processos mais simples, rápidos e baratos do que os reportados anteriormente na literatura científica, a equipe gerou uma argamassa reforçada pronta para ser usada na construção civil. O trabalho foi reportado em artigo que acaba de ser publicado em um periódico da editora Elsevier dedicado à pesquisa em materiais para a construção, o Construction and Building Materials (fator de impacto: 3,169).

Quando comparada com a argamassa tradicional, a nova argamassa com grafeno pode ser usada em menor quantidade e tem menos probabilidade de trincar ao longo do tempo, explica o professor Rogério Valentim Gelamo, autor correspondente do artigo. Além disso, seu processo de fabricação não apresenta riscos à saúde ou ao meio ambiente e não é necessário nenhum procedimento complementar para seu manuseio e aplicação, completa.

O pó de nanoflocos de grafeno multicamada poderia ser vendido dentro de ampolas com a quantidade necessária para ser adicionada a 1 metro cúbico de argamassa, imagina o professor Gelamo. A argamassa reforçada custaria cerca de 16 reais a mais por metro cúbico. “O custo é realmente baixo e poderia ser aplicado ou comercializado por alguma empresa que tenha interesse, já que a fabricação em larga escala já é dominada em nosso Laboratório de Filmes Finos e Processos de Plasma da UFTM em Uberaba (MG) ”, afirma o professor da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM).

A ideia do trabalho surgiu quando Gelamo se propôs a procurar aplicações para o grafeno multicamada que ele tinha desenvolvido durante seu pós-doutorado no Centro de Componentes Semicondutores da Unicamp junto ao também pós-doc Francisco Rouxinol. O material e seu processo de obtenção tinham sido objetos de artigos e uma patente. Em 2010, Gelamo tornou-se professor adjunto do recém-criado Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas da UFTM. Ali, dando aulas para a primeira turma de Engenharia Civil, o professor Gelamo conheceu o aluno de graduação Rodrigo Alves e Silva, quem se entusiasmou com a ideia de usar o grafeno multicamada na argamassa. À dupla, somou-se outro professor da UFTM, Paulo Guetti. “Juntos desenvolvemos os primeiros experimentos com esses compósitos, que, para nossa surpresa, deram excelentes resultados logo nos primeiros ensaios”, lembra o professor Gelamo.

Os pesquisadores obtiveram o grafeno multicamada a partir de flocos de grafite cedidos pela empresa brasileira Nacional de Grafite e extraíram, com auxílio de álcool isopropílico, nanoflocos formados por até 40 camadas de grafeno sobrepostas, de um átomo de espessura cada uma, com espessura total de 0,7 nm a 20 nm. O resultado: nanoflocos de grafeno multicamada, quase sem defeitos, em forma de pó pronto para ser dispersado na argamassa.

“A ideia do nosso trabalho foi usar multicamadas de grafeno obtidas por processos mais simples, rápidos e baratos que aqueles utilizados para a obtenção de grafeno oxidado e reduzido quimicamente. Assim conseguimos unir praticidade e economia às excelentes propriedades térmicas e mecânicas das camadas de grafeno”, diz Gelamo. “Da forma como é obtido o grafeno atualmente (método de Hammer ou similar) muitos defeitos são criados na estrutura do grafeno, o que acaba por comprometer suas propriedades”, completa.

Numa segunda etapa, a equipe de cientistas preparou argamassa com a proporção convencional de água, cimento e areia, e a reforçou com cinco diferentes porcentagens de nanoflocos de grafeno multicamada, indo de 0% (argamassa sem grafeno) a 0,033%. “Nossa dispersão também foi feita de forma inovadora e simples, usando apenas solventes orgânicos misturados diretamente sobre o composto da argamassa ainda seca”, conta o professor Gelamo. Dessa maneira, a equipe conseguiu obter uma mistura sem as aglomerações de grafeno citadas na maioria dos artigos sobre compósitos de cimento e grafeno.

Com os cinco tipos de argamassa, a equipe fez amostras cilíndricas de 5 cm de diâmetro e 10 centímetros de comprimento e testou sua resistência à compressão e à tração (esticamento). Os ensaios foram realizados 3, 7, e 28 dias depois da preparação da argamassa, seguindo as respectivas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Todos os testes mostraram aumentos significativos na resistência da argamassa quando reforçada com o grafeno multicamada. Particularmente, o melhor resultado no teste de resistência à tração foi conseguido com as amostras contendo a maior porcentagem de grafeno, 7 dias depois de sua fabricação: 144,4% de aumento na resistência com relação às amostras de argamassa convencional. Quanto à resistência à compressão, o melhor resultado (um aumento de 95,7%) foi obtido com a adição de 0,021% de grafeno multicamada, 28 dias depois da preparação da argamassa.

A morfologia e composição das amostras e dos materiais utilizados na sua fabricação foram analisadas por meio de diversas técnicas. Essas análises ajudaram a equipe a compreender por que a adição dos nanoflocos de grafeno multicamada resultaram em aumentos tão significativos na resistência da argamassa. De acordo com os autores do artigo, a presença desse grafeno acelera a reação de hidratação da argamassa, gerando algumas mudanças na sua estrutura e composição que melhoram a propagação de tensões internas através do material, e evitam assim a ocorrência de trincas.

Mesmo com o sucesso obtido ao aplicar o grafeno multicamada na argamassa, o professor Gelamo continua à procura de outras aplicações para seus nanoflocos de grafeno por meio de parcerias com grupos do Brasil e do exterior. “Temos usado multicamadas de grafeno em dispositivos para emissão de campo, baterias, supercapacitores flexíveis e autossuportados, sensores químicos e biológicos, nanofluídos para usinagem, dentre outras aplicações”, conta ele. “Também temos funcionalizado as multicamadas de grafeno com plasmas reativos buscando alterar as propriedades desses materiais, com alguns trabalhos já publicados”, completa.

A pesquisa que originou o artigo da Construction and Building Materials foi realizada com apoio financeiro do CNPq, Capes e Fapemig.

Autores do artigo. A partir da esquerda do leitor, Rodrigo Alves e Silva (UFTM), Paulo de Castro Guetti (UFTM), Mário Sergio da Luz (UFTM), Francisco Paulo Rouxinol (Unicamp) e Rogério Valentim Gelamo (UFTM).
Autores do artigo. A partir da esquerda do leitor, Rodrigo Alves e Silva (UFTM), Paulo de Castro Guetti (UFTM), Mário Sergio da Luz (UFTM), Francisco Paulo Rouxinol (Unicamp) e Rogério Valentim Gelamo (UFTM).