A importância dos novos materiais

A importância dos novos materias

Trabalho realizado por: Arthur Nascimento nº2 Bohdan Bazhaluk nº3 Guilherme Gonçalves nº13

Atividade Investigativa 1.1: Dos metais aos novos materiais: o futuro é agora?

Introdução

A importância dos novos materiais

• Os novos materiais oferecem propriedades únicas, como alta resistência, leveza, condutividade e flexibilidade, que superam os limites dos materiais tradicionais.

• Essas inovações são fundamentais para setores como eletrónica, saúde, energia e transportes, permitindo a criação de produtos mais eficientes, sustentáveis e duráveis.

• A pesquisa e o desenvolvimento de novos materiais impulsionam a evolução de diversas indústrias e são essenciais para o progresso científico e tecnológico.

Índice

Quais são as pricipais vantagens?

O que são compósitos?

O que são nanocompósitos?

01

02

03

Quais são as características do grafeno?

04

Quais são as suas principais aplicações?

O que são nanomateriais?

06

05

Joguinho!

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O que são compósitos?

Os compósitos são materiais feitos pela combinação de dois ou mais componentes, de forma a criar um material com propriedades melhores do que os seus componentes individuais. Os dois principais componentes de um compósito são:

A matriz

O reforço

O que são nanocompósitos?

• Nanocompósitos são uma classe de compósitos onde pelo menos uma das fases tem dimensões nanométricas.
• Nestes materiais, o reforço é tipicamente na forma de nanopartículas, nanotubos ou nanofibras.
• A introdução de nanomateriais como reforço oferece melhorias significativas em relação aos compósitos convencionais, nomeadamente no que diz respeito à resistência mecânica, rigidez, estabilidade térmica e propriedades de barreira.

Principais vantagens dos compósitos e nanocompósitos:

Propriedades personalizáveis

Resistência à corrosão

Leveza

Melhoria nas propriedades mecânicas

Melhor desempenho térmico e elétrico

O que é o grafeno?

O grafeno é um material super promissor e está no centro das pesquisas de novos materiais que podem transformar a tecnologia. Por causa de suas propriedades, ele pode substituir ou melhorar os materiais que já usamos, permitindo:

• Dispositivos eletrónicos mais rápidos e eficientes.
• Materiais leves e super resistentes, úteis na indústria automobilística e aeroespacial.
• Avanços na eletrónica flexível e transparente.
• Melhoria em baterias e supercapacitores para armazenar energia.
• Novos sensores e condensador, que ajudam na eletrónica e telecomunicações.

CARACTERÍSTICAS DO GRAFENO

Alta condutividade elétrica

Condutividade térmica

Estrutura atómica

É um excelente condutor de eletricidade, superando o cobre, e também dissipa calor de forma eficiente, ideal para eletrónicos.

É um excelente condutor elétrico, superior a materiais como o cobre. Isso o torna promissor para aplicações em eletrónica, como sensores e dispositivos de alta velocidade.

Composto por uma fina camada de átomos de carbono, o grafeno é extremamente leve, mas mais forte que o aço.

CARACTERÍSTICAS DO GRAFENO

Força e resistência mecânica

Leveza e flexibilidade

Transparência

É transparente e absorve pouca luz, sendo ótimo para telas e painéis solares. Além disso, é impermeável a gases e líquidos.

É muito leve e flexível, o que permite sua aplicação em dispositivos flexíveis, como telas de dispositivos móveis e materiais de vestíveis.

É extremamente forte e resistente, cerca de 200 vezes mais resistente que o aço. É ideal para materiais compostos usados em aeronáutica e indústria automobilística.

O que são nanomaterais?

• Nanomateriais são materiais que possuem, pelo menos, uma das suas dimensões (altura, largura ou profundidade) em escala nanométrica, ou seja, na ordem dos 1 a 100 nanómetros (1 nanómetro é 10−9 metro).
• Devido ao seu tamanho extremamente pequeno, apresentam propriedades físicas, químicas e biológicas diferentes dos materiais em escala macroscópica.

Quais são as suas principais aplicações?

Tratamento de água e meio ambiente

Energia

Medicina

Os nanomateriais são aplicados em terapias direcionadas, como no tratamento de cancro, permitindo a entrega precisa de medicamentos às células doentes.

Nanomateriais podem ser usados em filtros de água para remover contaminantes, metais pesados e poluentes. Também são explorados para tecnologias de purificação de ar e na remediação ambiental.

Melhoram o desempenho de baterias, permitindo maior armazenamento e carregamento mais rápido. Estão presentes também em painéis solares mais eficientes.

Joguinho!

OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO!

Resistência à corrosão

Vantagem dos compósitos e nanocompósitos

Muitos compósitos são altamente resistentes à corrosão, tornando-os adequados para ambientes agressivos.

Matriz

Componente do compósito

• A sua função é ligar as diferentes partes do compósito e distribuir as forças aplicadas ao material, garantindo que o reforço faça o seu trabalho.
• Dependendo do tipo de compósito, a matriz pode ser feita de polímeros (como plásticos), metais ou cerâmica.

Melhoria nas propriedades mecânicas

Vantagem dos compósitos e nanocompósitos

Os nanocompósitos, graças aos nano-reforços, aumentam significativamente a resistência e rigidez, mesmo com pequenas quantidades de material.

Leveza

Vantagem dos compósitos e nanocompósitos

Ambos oferecem alta resistência com peso reduzido, sendo ideais para setores como a aviação e automóveis, onde a eficiência energética é essencial.

Reforço

Componente do compósito

• A sua função é melhorar as propriedades mecânicas da matriz, tornando o compósito mais resistente e durável.
• O reforço pode ser feito de fibras (como fibra de vidro ou carbono) ou partículas, e é combinado com a matriz, formando o compósito.

Propriedades personalizáveis

Vantagem dos compósitos e nanocompósitos

As propriedades dos compósitos podem ser ajustadas conforme os materiais e proporções usados, permitindo criar materiais específicos para diferentes aplicações.

Melhor desempenho térmico e elétrico

Vantagem dos compósitos e nanocompósitos

Dependendo dos nanomateriais, os nanocompósitos podem ter melhores condutividades térmicas e elétricas.