NANOCOMPÓSITOS

TECNOLOGIAS

Os nossos nanoaditivos consistem em materiais quânticos, concebidos para incorporação sem costura em sistemas compostos de epóxi, fibra de vidro, metais, agregados, cerâmica e fibra de carbono, a fim de aumentar a sua durabilidade, resistência ao desgaste e vida útil.

A necessidade de uma vida útil prolongada é particularmente crucial tanto para a segurança, como para o desempenho fiável em locais remotos e, especialmente, em circunstâncias em que os recursos são mínimos e a manutenção é desejavelmente mantida a um mínimo essencial, sem comprometer a eficiência do sistema.

OS DESAFIOS

Um grande desafio encontrado durante a preparação de nanocompósitos de matriz polímera, é a capacidade de conseguir uma dispersão homogénea de nanofiltros, dentro do polímero.

Aglomeração de aglomerados de tamanho micrométrico de nanopartículas de grandes dimensões (frequentemente > 30 nm) utilizadas em cargas pesadas tendem a gerar efeitos adversos nas propriedades térmicas e mecânicas de um epóxi, uma vez que um menor número de partículas de reforço está presente noutras áreas e os agregados podem actuar como centros de defeitos, que podem actuar como iniciadores de fendas que levam a falhas estruturais do compósito. Por conseguinte, isto não representa as verdadeiras propriedades de um nanocomposto desejado.

O DESAFIO PRINCIPAL – LIMITES DE GRÃO

Os limites de grão são defeitos bidimensionais numa estrutura cristalina que tendem a diminuir a condutividade elétrica e térmica de um material. A maioria dos contornos de grão são locais preferenciais para o início da corrosão.

Os limites dos grãos são fronteiras intransponíveis para discordâncias e o número de discordâncias dentro de uma nanopartícula afeta o modo como a tensão se acumula no grão adjacente, acabando por ativar fontes de discordância e permitindo assim também a deformação no grão vizinho.

Ao reduzir o tamanho das nanopartículas, pode-se influenciar o número de discordâncias acumuladas no limite do grão e aumentar a sua resistência ao escoamento, ou seja, a tensão máxima que a nanopartícula tolera antes do início da deformação.

PORQUÊ MATERIAIS QUÂNTICOS NANOARQUITETADOS?

Para aumentar significativamente a resistência de um material compósito, os aditivos de nanopartículas têm de ser capazes de proibir a formação de limites de grão. Com um tamanho de 10 nm, apenas uma ou duas deslocações podem caber dentro de um grão. Na maioria dos materiais, isto significa nanopartículas muito abaixo dos 10 nm, uma vez que, com nanopartículas maiores, começam a surgir fronteiras de grão secundárias.

Os materiais quânticos são nanomateriais que têm tipicamente pelo menos uma dimensão na gama de tamanho inferior a 20 nm e uma área de superfície muito elevada, o que permite a sua utilização em quantidades muito pequenas. Uma carga reduzida com maior resistência proporciona uma oportunidade de criar sistemas compostos robustos e leves.

Com a implementação de rotas de síntese para modificar a estrutura cristalina (arquitectura atómica/nanoarquitectura) dos materiais quânticos, o seu desempenho e propriedades podem ser substancialmente melhorados para além das propriedades convencionais induzidas pelo tamanho.

REFORÇO EPOXÍDICO

Sabe-se que a adição de pequenas quantidades de nanopartículas para o reforço de compósitos permite uma melhoria qualitativa substancial na resistência e rigidez dos polímeros. Os compósitos com componentes reforçados com

nanopartículas são considerados como uma adição essencial para a melhoria a longo prazo dos materiais de rotor do futuro.

COMO OS MATERIAIS QUÂNTICOS O CONSEGUEM

A presença de materiais quânticos atomicamente arquitectados dispersos como cargas nanoscópicas dentro de um polímero epoxi potencia um aumento substancial do comportamento de tensão-deformação dos polímeros epoxídicos, bem como a resistência à fractura. A razão para este aumento da resistência advém do facto de, à medida que a carga de tracção aumenta, uma matriz composta tentar alongar-se da sua forma habitual. No entanto, as cargas nanoscópicas resistem a uma tal deformação. Esta resistência à deformação reside numa menor extensão na ruptura, que resulta de uma restrição friccional causada pela maior área de superfície dos materiais quânticos, o que proporciona uma maior interacção entre eles e a resina. Isto resulta então numa menor deformação resultante, permitindo que os nanocompósitos sustentem mais cargas e contribuam para um módulo de elasticidade mais elevado do que o actualmente alcançável nos sistemas contemporâneos.

Além do aumento da resistência, podem ser adoptadas outras propriedades únicas dos materiais quânticos, para diversificar a funcionalidade dos sistemas compostos, por exemplo, maior protecção contra a radiação, maior transporte de calor, impermeabilização, resistência à corrosão e maior protecção contra a abrasão, por exemplo, das pás de rotor.

ESTUDO DE CASO - LÂMINAS DE ROTOR

Os nossos materiais quânticos para reforço de pás de rotor são concebidos para ajudar :

aumentar a estabilidade do rotor durante as condições de baixo g na Terra & Marte
melhorar a resistência das lâminas para voo em terreno baixo na Terra, bem como durante a futura exploração planetária Marsiana de longo alcance
aumentar a resistência à abrasão e à corrosão em solos arenosos, grosseiros (provavelmente ácidos) e ambientes húmidos ou aquáticos
permitem o fabrico de lâminas leves e mecanicamente robustas para maior eficiência e melhor resistência à fadiga sob condições de vento em constante mudança.

PRODUTOS

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NANOARQUITETURA : Folhas/Flocos atomicamente finos (espessura < 1 nm)

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 635200 cm²/g

ESCALA DE MOHS : 4,5

COR : Nanopó branco

DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,05 wt % (dependendo do desempenho desejado)

BENEFÍCIOS : Para o reforço reforçado de ligas metálicas, por exemplo níquel (Ni), ferro (Fe), aço, magnésio (Mg), cobre (Cu) e alumínio (Al); reduz a porosidade, aumenta a resistência mecânica e a resistência à fluência térmica, a energia de impacto, a resistência ao escoamento, a microdureza, e proporciona uma resistência máxima à tracção superior.

Ajuda a prevenir a degradação por agentes corrosivos e oxidação, confere propriedades antimicrobianas, anti-fúngicas e antivirais.

Reduz o coeficiente de expansão térmica de modo a fornecer um sistema nanocomposto mais estável dimensionalmente e simultaneamente serve como um retardador de chama sem halogéneo.

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QUANTIDADE | PREÇO

25 gramas (0,88 oz.) | € 3.815

250 gramas (8.81 oz.) | € 37.000

1 kg (2,2 lb) | € 147.000

PEDIDOS A GRANEL: A partir de 1 tonelada | CONTATO trade@nanoarc.org

EPOXY S-FILLER

NANOARQUITETURA : partículas esféricas ~ 1,4 nm

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA: 1486388 cm²/g

COR : BRANCO-CREME / NANOPÓ BRANCO

RESISTÊNCIA AQUECENTE: Até 1630 °C (2970°F)

DUREZA DE MOHS : 6 - 7

DOSAGEM : ~ 0,0001 - 0,005% em peso

BENEFÍCIOS : Nano-enchimento para reforço de resina e resistência mecânica melhorada. Consegue uma boa dispersão dentro de um polímero para melhorar a distância de alongamento, a tensão de tração e a força de tração de, por exemplo, compósitos de borracha de silicone, atua como agente adesivo e antiestático para revestimentos compósitos.

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QUANTIDADE | PREÇO

25 gramas (0,88 oz.) | € 6.250

250 gramas (8,81 oz.) | € 55.000

1 kg (2,2 lb) | € 200.000

PEDIDOS A GRANEL: A partir de 1 tonelada | CONTATO trade@nanoarc.org

EPOXY Q-FILLER

NANOARQUITETURA : partículas esféricas < 10 nm

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA : 415300 cm²/g

ESCALA DE MOHS : 4.5

COR : Nanopó branco

DOSAGEM : ~ 0,001 - 0,07 wt % do peso

BENEFÍCIOS : Bloqueio UV, Antibacteriano, Anticorrosão, Anticorrosivo, Aditivo Essencial para Reforço de Resina, Reforço da Resistência à Flexão e à Tensão, Retardador de Chama Sem Halogéneo, fotoiniciador para revestimentos e adesivos fotocuráveis.

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QUANTIDADE | PREÇO

25 gramas (0,88 oz.) | € 3.750

250 gramas (8,81 oz.) | € 36.000

1 kg (2,2 lb) | € 144.000

PEDIDOS A GRANEL: A partir de 1 tonelada | CONTATO trade@nanoarc.org

EPOXY C-FILLER

NANOARQUITETURA : < 25 nm nanopartículas ocas esféricas

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