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Material criado por pesquisador da Universidade de Toronto combina grafeno e polipropileno reforçado com fibra de vidro, elevando resistência e reduzindo peso de peças automotivas, enquanto uma segunda versão branca promete aplicações mais amplas na indústria
O polipropileno reforçado com fibra de vidro é amplamente usado na fabricação de peças automotivas, mas pesquisadores encontraram maneiras de aprimorar ainda mais seu desempenho. Surge então o Gratek, um material que promete elevar a resistência em 20% e diminuir o peso em 18%, graças à inclusão de grafeno em sua composição.
O grafeno é formado por folhas extremamente finas de átomos de carbono, interligadas em um arranjo hexagonal.
Ele é considerado o material artificial mais resistente que existe, além de flexível, extensível e estável. Por fim, destaca também alta condutividade elétrica e térmica.
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Como a tecnologia foi criada
O pesquisador de pós-doutorado Nello David Sansone, integrante do Laboratório de Fabricação de Compósitos Multifuncionais da Universidade de Toronto, investigou métodos para adicionar nanoplaquetas de grafeno ao polipropileno reforçado com fibra de vidro.
A iniciativa ocorreu enquanto ele atuava na fabricante de autopeças Axiom Group, em colaboração com a universidade.
Tentativas anteriores de incorporar grafeno em peças automotivas enfrentaram dificuldades. O material costumava se aglomerar durante o processamento, o que concentrava tensão mecânica em pontos inadequados e levava ao risco de falhas.
A solução encontrada
Sansone superou o problema desenvolvendo uma técnica patenteada que permite que as nanoplaquetas se fixem somente às fibras de vidro dentro da matriz plástica.
Esse comportamento impede o aglutinamento. Como o grafeno fortalece as fibras, há necessidade reduzida de quantidade de vidro. Assim, o Gratek supera o desempenho do polipropileno comum reforçado com fibra de vidro em resistência e leveza.
O novo composto contém menos de 1% de grafeno. Além disso, o menor volume de vidro reduz o desgaste das máquinas usadas para corte e perfuração, trazendo vantagem adicional ao processo de fabricação.
Novas possibilidades e limitações
Um ponto que limita o Gratek é a cor. Por causa do grafeno, o material só pode ser produzido em preto. Para atender demandas mais amplas, Sansone criou outro material: o Clatek. Ele utiliza nanotubos de haloisita à base de argila no lugar do grafeno. A solução oferece desempenho semelhante, mas apresenta cor branca e pode receber tintura ou pintura.
A expectativa é de que o Gratek seja adotado por uma grande montadora ainda este ano. Já o Clatek deve chegar ao mercado em até dois anos, ampliando o leque de opções para fabricantes de veículos.
Perspectivas e reconhecimento
Sansone afirma que os avanços demonstram grande potencial para tornar automóveis mais leves, seguros e sustentáveis.
Ele também trabalha na comercialização do AegisX, formulado por sua startup NanoMorphix, voltado para blindagem transparente e têxtil destinada a setores militar, aeroespacial, de defesa e proteção pessoal.
O pesquisador recebeu recentemente um prêmio da Mitacs, organização financiada pelo governo canadense e dedicada ao incentivo da inovação.
Entre os contemplados em anos anteriores, estão iniciativas como um conversor rebocável que transforma resíduos agrícolas em biocombustível, um gravador de voo baseado em visão computacional, um sistema de feedback por realidade aumentada para atletas e um robô anfíbio acionado por parafuso.
