{"id":5966,"date":"2017-07-31T14:42:32","date_gmt":"2017-07-31T17:42:32","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=5966"},"modified":"2017-08-07T15:48:16","modified_gmt":"2017-08-07T18:48:16","slug":"artigo-em-destaque-nanoflocos-de-grafeno-para-uma-argamassa-super-resistente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-nanoflocos-de-grafeno-para-uma-argamassa-super-resistente\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Enhanced properties of cement mortars with multilayer graphene nanoparticles<\/strong>. Rodrigo Alves e Silva, Paulo de Castro Guetti, M\u00e1rio S\u00e9rgio da Luz, Francisco Rouxinol, Rog\u00e9rio Valentim Gelamo. Construction and Building Materials. Volume 149, 15. September 2017, pages 378-385. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.conbuildmat.2017.05.146<\/p>\n

Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente<\/strong><\/p>\n

\"Imagem<\/a>
Imagem de microscopia eletr\u00f4nica de varredura de amostra da argamassa refor\u00e7ada mostra, no centro da imagem, alguns nanoflocos de grafeno multicamada.<\/figcaption><\/figure>\n

Pesquisadores de institui\u00e7\u00f5es brasileiras adicionaram flocos nanom\u00e9tricos de grafeno \u00e0 argamassa de cimento e obtiveram um comp\u00f3sito com resist\u00eancia quase 150% maior do que a da argamassa convencional. Por meio de processos mais simples, r\u00e1pidos e baratos do que os reportados anteriormente na literatura cient\u00edfica, a equipe gerou uma argamassa refor\u00e7ada pronta para ser usada na constru\u00e7\u00e3o civil. O trabalho foi reportado em artigo que acaba de ser publicado em um peri\u00f3dico da editora Elsevier dedicado \u00e0 pesquisa em materiais para a constru\u00e7\u00e3o, o\u00a0Construction and Building Materials<\/em>\u00a0(fator de impacto: 3,169).<\/p>\n

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 Rog\u00e9rio Valentim Gelamo<\/a>,\u00a0autor correspondente do artigo. Al\u00e9m disso, seu processo de fabrica\u00e7\u00e3o n\u00e3o apresenta riscos \u00e0 sa\u00fade ou ao meio ambiente e n\u00e3o \u00e9 necess\u00e1rio nenhum procedimento complementar para seu manuseio e aplica\u00e7\u00e3o, completa.<\/p>\n

O p\u00f3 de nanoflocos de grafeno multicamada poderia ser vendido dentro de ampolas com a quantidade necess\u00e1ria para ser adicionada a 1 metro c\u00fabico de argamassa, imagina o professor Gelamo. A argamassa refor\u00e7ada custaria cerca de 16 reais a mais por metro c\u00fabico. \u201cO custo \u00e9 realmente baixo e poderia ser aplicado ou comercializado por alguma empresa que tenha interesse, j\u00e1 que a fabrica\u00e7\u00e3o em larga escala j\u00e1 \u00e9 dominada em nosso Laborat\u00f3rio de Filmes Finos e Processos de Plasma da UFTM em Uberaba (MG) \u201d, afirma o professor da Universidade Federal do Tri\u00e2ngulo Mineiro (UFTM).<\/p>\n

A ideia do trabalho surgiu quando Gelamo se prop\u00f4s a procurar aplica\u00e7\u00f5es para o grafeno multicamada que ele tinha desenvolvido durante seu p\u00f3s-doutorado no Centro de Componentes Semicondutores da Unicamp junto ao tamb\u00e9m p\u00f3s-doc Francisco Rouxinol. O material e seu processo de obten\u00e7\u00e3o tinham sido objetos de artigos e uma patente. Em 2010, Gelamo tornou-se professor adjunto do rec\u00e9m-criado Instituto de Ci\u00eancias Tecnol\u00f3gicas e Exatas da UFTM. Ali, dando aulas para a primeira turma de Engenharia Civil, o professor Gelamo conheceu o aluno de gradua\u00e7\u00e3o Rodrigo Alves e Silva<\/a>, quem se entusiasmou com a ideia de usar o grafeno multicamada na argamassa. \u00c0 dupla, somou-se outro professor da UFTM, Paulo Guetti. \u201cJuntos desenvolvemos os primeiros experimentos com esses comp\u00f3sitos, que, para nossa surpresa, deram excelentes resultados logo nos primeiros ensaios\u201d, lembra o professor Gelamo.<\/p>\n

Os pesquisadores obtiveram o grafeno multicamada a partir de flocos de grafite cedidos pela empresa brasileira Nacional de Grafite e extra\u00edram, com aux\u00edlio de \u00e1lcool isoprop\u00edlico, nanoflocos formados por at\u00e9 40 camadas de grafeno sobrepostas, de um \u00e1tomo 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 p\u00f3 pronto para ser dispersado na argamassa.<\/p>\n

\u201cA ideia do nosso trabalho foi usar multicamadas de grafeno obtidas por processos mais simples, r\u00e1pidos e baratos que aqueles utilizados para a obten\u00e7\u00e3o de grafeno oxidado e reduzido quimicamente. Assim conseguimos unir praticidade e economia \u00e0s excelentes propriedades t\u00e9rmicas e mec\u00e2nicas das camadas de grafeno\u201d, diz Gelamo. \u201cDa forma como \u00e9 obtido o grafeno atualmente (m\u00e9todo de Hammer ou similar) muitos defeitos s\u00e3o criados na estrutura do grafeno, o que acaba por comprometer suas propriedades\u201d, completa.<\/p>\n

Numa segunda etapa, a equipe de cientistas preparou argamassa com a propor\u00e7\u00e3o convencional de \u00e1gua, cimento e areia, e a refor\u00e7ou com cinco diferentes porcentagens de nanoflocos de grafeno multicamada, indo de 0% (argamassa sem grafeno) a 0,033%. \u201cNossa dispers\u00e3o tamb\u00e9m foi feita de forma inovadora e simples, usando apenas solventes org\u00e2nicos misturados diretamente sobre o composto da argamassa ainda seca\u201d, conta o professor Gelamo. Dessa maneira, a equipe conseguiu obter uma mistura sem as aglomera\u00e7\u00f5es de grafeno citadas na maioria dos artigos sobre comp\u00f3sitos de cimento e grafeno.<\/p>\n

Com os cinco tipos de argamassa, a equipe fez amostras cil\u00edndricas de 5 cm de di\u00e2metro e 10 cent\u00edmetros de comprimento e testou sua resist\u00eancia \u00e0 compress\u00e3o e \u00e0 tra\u00e7\u00e3o (esticamento). Os ensaios foram realizados 3, 7, e 28 dias depois da prepara\u00e7\u00e3o da argamassa, seguindo as respectivas normas da Associa\u00e7\u00e3o Brasileira de Normas T\u00e9cnicas (ABNT). Todos os testes mostraram aumentos significativos na resist\u00eancia da argamassa quando refor\u00e7ada com o grafeno multicamada. Particularmente, o melhor resultado no teste de resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o foi conseguido com as amostras contendo a maior porcentagem de grafeno, 7 dias depois de sua fabrica\u00e7\u00e3o: 144,4% de aumento na resist\u00eancia com rela\u00e7\u00e3o \u00e0s amostras de argamassa convencional. Quanto \u00e0 resist\u00eancia \u00e0 compress\u00e3o, o melhor resultado (um aumento de 95,7%) foi obtido com a adi\u00e7\u00e3o de 0,021% de grafeno multicamada, 28 dias depois da prepara\u00e7\u00e3o da argamassa.<\/p>\n

A morfologia e composi\u00e7\u00e3o das amostras e dos materiais utilizados na sua fabrica\u00e7\u00e3o foram analisadas por meio de diversas t\u00e9cnicas. Essas an\u00e1lises ajudaram a equipe a compreender por que a adi\u00e7\u00e3o dos nanoflocos de grafeno multicamada resultaram em aumentos t\u00e3o significativos na resist\u00eancia da argamassa. De acordo com os autores do artigo, a presen\u00e7a desse grafeno acelera a rea\u00e7\u00e3o de hidrata\u00e7\u00e3o da argamassa, gerando algumas mudan\u00e7as na sua estrutura e composi\u00e7\u00e3o que melhoram a propaga\u00e7\u00e3o de tens\u00f5es internas atrav\u00e9s do material, e evitam assim a ocorr\u00eancia de trincas.<\/p>\n

Mesmo com o sucesso obtido ao aplicar o grafeno multicamada na argamassa, o professor Gelamo continua \u00e0 procura de outras aplica\u00e7\u00f5es para seus nanoflocos de grafeno por meio de parcerias com grupos do Brasil e do exterior. \u201cTemos usado multicamadas de grafeno em dispositivos para emiss\u00e3o de campo, baterias, supercapacitores flex\u00edveis e autossuportados, sensores qu\u00edmicos e biol\u00f3gicos, nanoflu\u00eddos para usinagem, dentre outras aplica\u00e7\u00f5es\u201d, conta ele. \u201cTamb\u00e9m temos funcionalizado as multicamadas de grafeno com plasmas reativos buscando alterar as propriedades desses materiais, com alguns trabalhos j\u00e1 publicados\u201d, completa.<\/p>\n

A pesquisa que originou o artigo da\u00a0Construction and Building Materials\u00a0<\/em>foi realizada com apoio financeiro do CNPq, Capes e Fapemig.<\/p>\n

\"Autores<\/a>
Autores do artigo. A partir da esquerda do leitor, Rodrigo Alves e Silva (UFTM), Paulo de Castro Guetti (UFTM), M\u00e1rio Sergio da Luz (UFTM), Francisco Paulo Rouxinol (Unicamp) e Rog\u00e9rio Valentim Gelamo (UFTM).<\/figcaption><\/figure><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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