Contaminantes emergentes são substâncias que podem afetar o sistema endócrino de animais, humanos e outros seres vivos causando efeitos adversos à saúde, sua descendência, ou subpopulações. Dentre esses, podemos destacar hormônios (naturais e sintéticos) fármacos, hidrocarbonetos aromáticos, pesticidas, dentre outras. O desenvolvimento de sensores eletroquímicos apresenta vantagens como análises rápidas, são de baixo custo bem como possibilitam o monitoramento ambiental in situ. Aliado a isto, a fabricação de eletrodos impressos possibilita obter dispositivos em larga escala, com diferentes geometrias bem como a incorporação de inúmeros materiais funcionais na composição das tintas. Adicionalmente, quando produzidos sobre substratos macios, dobráveis e extensíveis ganham versatilidade. O grafeno apresenta extraordinárias propriedades eletrônicas, térmicas e mecânicas bem como interage fortemente com grupos funcionais de polímeros condutores (CPs) como da polianilina. Por sua vez, devido suas propriedades intrínsecas, o desenvolvimento de eletrodos baseados em CPs segue com o surgimento de novos métodos de fabricação, híbridos e suas aplicações. Híbridos de grafeno e CPs possuem sinergismo de propriedades como aumento da capacitância específica ou aumento de condutividade e, portanto, atuam em uma vasta gama de dispositivos avançados, tais como supercapacitores, células a combustível, células solares, sensores, dentre outras. O desenvolvimento de tintas condutoras baseadas em grafeno e seus respectivos híbridos com CPs visando a fabricação sensores impressos flexíveis para a determinação de contaminantes emergentes segue praticamente inexplorado. Assim, neste projeto grafeno e seus respectivos híbridos com CPs como PAni, Poli(orto-etoxianilina), POEA e PPy serão produzidos, caracterizados e utilizados para a fabricação de eletrodos de circuito impresso flexíveis visando a determinação de substâncias de interesse biológico e ambiental como os hormônios como P4, estriol e 17±-etinilestradiol e Bisfenol A. (AU)

A proposta do material consiste em desenvolvimento de um novo material compósito para fabricação de filmes flexíveis baseado em grafite expandido de baixo custo com propriedades condutoras e de transferência de calor. O material a ser desenvolvido deverá apresentar várias características como baixo custo, alta condutividade elétrica e térmica, flexibilidade, boa resistência mecânica, facilidade de processamento, e deverá ser baseado em polímeros e solventes de baixa toxicidade que lhe conferirão um caráter eco-friendly. Os filmes condutores desenvolvidos deverão ser aplicados em dispositivos de aquecimento corporal, em qualquer região do corpo, para conforto térmico durante atividades cotidianas e/ou esportivas em baixas temperaturas. Adicionalmente, espera-se que o material possa ser testado em outras aplicações no futuro, para tratamento de pessoas com má circulação sanguínea, acometidas de problemas circulatórios. Além de sistemas de aquecimento corporal, podemos citar também aplicação deste material para obtenção de eletrodos, aquecedores miniaturizados, sensores, absorvedores ou dissipadores de calor, interfaces térmicas, além de possível aplicação futura na área da saúde, de cosméticos e em dispositivos médicos devido a sua característica de biocompatibilidade. Deve-se salientar que existem produtos semelhantes no mercado à base de nanotubos e nanofolhas de grafeno; entretanto, destaca-se a grande vantagem dos derivados de grafite e grafite expandido, matéria-prima proposta neste trabalho, quanto à sua abundância, fácil produção e com preços no mercado nacional e global muito (algumas ordens de grandeza) acessíveis, o que deve baratear o custo do produto final. (AU)

As tecnologias envolvendo pastas e filmes condutores têm aplicações em sensores piezoresistivos, dispositivos elétricos, filmes condutores flexíveis ou rígidos formados sobre diferentes substratos (papel, cerâmicas, plásticos, vidros, couros etc.) e filmes termoelétricos aplicados em calçados, vestuários e bancos aquecidos para veículos. As aplicações mais importantes estão nos setores automobilístico e aeronáutico onde os filmes condutores piezoresistivos são usados em particular nos sensores de pressão. Tais filmes são constituídos por uma fase condutora baseada em óxidos de rutênio. Estes óxidos são derivados do rutênio metálico (Ru0) que é um metal pouco abundante na crosta terrestre e com uma porcentagem de extração baixa. Tais situações de escassez e de preços elevados vêm desencorajando os investimentos em P&D industrial na busca de novas tecnologias dependentes do Ru0. Diante deste cenário, esse projeto está baseado na substituição da fase condutora em sistemas piezoresistivos pelo grafite micro estruturado. O uso do grafite se justifica pelo seu preço altamente competitivo em relação aos metais, por ser o Brasil o primeiro colocado em reservas lavráveis de grafite e a necessidade urgente de agregar valor aos seus derivados. Além do preço e abundância o grafite apresenta outras vantagens, tais como: resistência térmica, alta condutividade, inerte (não oxida até 6000C) e ausência de eletro migração mesmo em temperaturas elevadas. A metodologia a ser usada está baseada num novo uso da carboximetilcelulose (CMC) resultante das suas interações com as partículas de grafite, alterando suas características físico-químicas. Tais interações resultam em partículas hidrofílicas compósitas de micro cristais grafite e CMC que podem ser dispersas em meio aquoso e usadas numa produção inovadora de pastas e filmes condutores. Tais partículas, resultantes desse novo uso da CMC, já possibilitaram a produção de dispersões de micro grafite (tintas) e pastas condutoras estáveis em meio aquoso e na ausência de solventes tóxicos. Os resultados já mostraram que a CMC tem um papel decisivo na formação das micropartículas hidrofílicas compósitas de grafite e CMC. Tais partículas são responsáveis pela molhabilidade das partículas da matriz vítrea, a homogeneidade e o controle da condutividade elétrica. As caracterizações físico-químicas dos filmes condutores e sensores piezoresistivos serão feitas usando-se algumas técnicas instrumentais, tais como: espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, micro tomografia computadorizada de raios X 3D, espectrometria de energia dispersiva de raios X (EDS) para aquisição de mapas elementares, reometria para estudar a reologia das pastas, métodos de quatro e duas pontas para as determinações das resistências elétricas, e espalhamento de laser para determinações das distribuições dos tamanhos das partículas. Os resultados esperados são: i) uma produção industrial e de serviços sustentável e lucrativa; ii) substituição do RuO2 nos filmes condutores pelo grafite natural e iii) processos industriais ecologicamente amigáveis. Os impactos esperados são inovações nos processos industriais de produção de pastas condutoras, novas oportunidades de mercado para os dispositivos construídos e a redução dos custos com a substituição do RuO2 pelo grafite natural. (AU)

O presente projeto visa desenvolver uma formulação de tinta rica em zinco (TRZ) que apresente boas propriedades mecânicas (como coesão e adesão) mantendo a condução elétrica. Essas tintas, já comercializadas, conferem excelente proteção contra corrosão de substratos de aço carbono, porém a elevada concentração de zinco compromete seu desempenho mecânico, ocasionando perda de qualidade da pintura e a proteção requerida para o substrato. O objetivo principal do projeto é desenvolver uma TRZ com teor de zinco reduzido em relação às tintas comerciais empregadas no mercado nacional, como tintas de fundo dos sistemas de pintura de alta resistência à corrosão. O projeto é constituído por três etapas, sendo que as duas primeiras se desenvolverão em paralelo e a terceira etapa dependerá do sucesso das duas primeiras. Estas etapas são: a) redução do teor de zinco na tinta para adição de nanopartículas de zinco, buscando garantir a ligação elétrica entre as partículas e entre o substrato e as partículas; b) síntese de nanopartículas poliméricas dopadas com polímero condutor (polianilina); c) incorporação das nanopartículas poliméricas dopadas com polímero condutor (polianilina) à TRZ desenvolvida com teor reduzido de zinco, objetivando a obtenção de uma TRZ capaz de fornecer um revestimento de elevada coesão, de elevada adesão ao substrato e de resistência à corrosão igual ou superior aos das tintas comerciais disponíveis no mercado brasileiro. (AU)

A região do litoral norte de Santa Catarina possui empresas focadas na obtenção de sais inorgânicos a partir de água marinha. Além disso, regiões no entorno das fábricas do Grupo de Armazenadores Moura, parceiro deste Grupo de Pesquisa através do ITEMM (Instituto de Tecnologia Edson Mororó Moura), como o Brejo do Nordeste do Brasil, conta com reservas grandiosas de água salobra, cuja exploração dos sais dissolvidos podem render água potável e sistemas de armazenamento de energia como os Battery Energy Store System (BESS), sistema inteligente de acumulação de energia, para que ela possa ser utilizada quando e onde necessário. Proporciona redução do custo e melhoria na qualidade de energia, além de eliminar a poluição gerada pela queima do diesel em geradores e proporcionar segurança energética. O desenvolvimento de um processo de dessalinização a partir de CDI pode adicionar uma seletividade na extração destes íons, o que aumentaria o valor agregado do produto final, tornando-o próprio para as especificidades das indústrias farmacêutica e de síntese química complexa, também presentes na região, bem como da disponibilização de água potável regiões como a dos aquíferos ricos em sais do Brejo e do Sertão do Nordeste do Brasil. O sucesso desse projeto pode gerar produtos viáveis, para os quais a propriedade intelectual deverá ser registrada através de patentes, envolvendo ITA, IAE, UDESC e ITEMM. Além disso, proporcionará alcançar um backup de armazenamento de energia capaz de dar suporte a sistemas robustos de processamento de dados, ao mesmo tempo em que possibilitará distribuir água dessalinizada em quantidades proporcionais aos sistemas suportados. (AU)

O objetivo deste projeto é trocar conhecimento e expertise em scaffolds com estruturas 2D e 3D construídas por eletrofiação e spin-sopro em solução usando PEDOT-co-PDLLA na proporção molar PEDOT: PDLLA 1:50, 1:25 e 1: 5. Espera-se que o material mantenha suas características associadas às propriedades eletroativas, biocompatíveis e biodegradáveis. Os dois tipos de suportes podem ter fibras macro / microporosas com poros 3D interconectados, o que é ideal para aplicar em células-tronco com estímulos elétricos capacitivos. Nosso objetivo é construir uma colaboração entre os dois parceiros para propor um protocolo para preparar essas superfícies sem envolver técnicas de construção 2D e 3D mais caras. (AU)

Diante da atual crise energética e problemas ambientais, a necessidade de exploração de novos materiais como fontes de energia limpa e renovável, bem como o desenvolvimento de novos dispositivos de armazenamento de energia miniaturizados com alta eficiência e estabilidade, são urgentemente exigidos. A síntese de novos nanocompósitos, baseados no efeito sinérgico de diferentes materiais, têm grande importância no que tange a contribuição ao desenvolvimento de linhas de pesquisa em energia. Este projeto apresenta como objetivo a obtenção novos materiais, para aplicação em dispositivos para armazenamento de energia, cuja camada ativa (material que apresentará a capacitância eletroquímica) será baseado em nanocompósitos ternários inéditos, feitos da mistura de óxido de grafeno reduzido, óxidos de metais de transição mistos na forma bidimensional e um polímero condutor. Novas rotas de síntese dos nanomateriais, variações dos materiais utilizados e das proporções dos materiais presentes na camada ativa serão testadas com o intuito de se produzir o melhor dispositivo de armazenamento de energia flexível possível. (AU)

Há um crescente interesse no monitoramento de grupos de substâncias desreguladoras endócrinas, que são contaminantes ambientais oriundos de resíduos industriais e humanos, que interferem no sistema endócrino de seres humanos e outras espécies. Dentre essas, podemos destacar substâncias como pesticidas e hormônios naturais ou sintéticos (fármacos). Os métodos eletroquímicos apresentam um grande potencial para o desenvolvimento de sensores ambientais, pois, em geral são rápidos, com baixo consumo de solventes, exigem pouca ou nenhuma preparação de amostra e podem ser portáteis permitindo a determinação dessas substâncias in-situ. Diversos trabalhos tem sido desenvolvidos na preparação de compósitos de polímeros condutores e grafeno para diversas aplicações. Especificamente no desenvolvimento de sensores, compósitos destes materiais apresentam um efeito sinérgico pelo aumento da sensibilidade e seletividade. Entretanto, o desenvolvimento de sensores não enzimáticos baseados em compósitos destes materiais, visando a determinação de substâncias desreguladoras endócrinas comumente encontradas em ambiente marinho, como pesticidas anti-incrustantes e hormônios, permanece praticamente inexplorado. Assim, o proponente pretende utilizar sua experiência na preparação de filmes nanoestruturados baseados em compósitos de polímeros condutores, bem como a eletroanálise de pesticidas e fármacos e, neste projeto, produzir e caracterizar eletrodos modificados com filmes nanoestruturados de compósitos de grafeno com os polímeros condutores polianilina e polipirrol. Os filmes serão produzidos pelos métodos de casting, automontagem e impressão em jato de tinta, bem como serão avaliados visando a determinação de substâncias desreguladoras endócrinas que sejam contaminantes comuns em ambiente marinho, como os pesticidas clorotalonil e diuron, bem como os hormônios estriol, 17±-etinilestradiol e estrona. (AU)