Materiais Modernos Lucas Spínola Martins Lucas Yoshio Arai 17099

Apresentação em tema: "Materiais Modernos Lucas Spínola Martins Lucas Yoshio Arai 17099"— Transcrição da apresentação:

1 Materiais Modernos Lucas Spínola Martins 17098 Lucas Yoshio Arai 17099
“As propriedades macroscópicas observáveis dos materiais são o resultado das estruturas e processos em níveis atômico e molecular.” Lucas Spínola Martins Lucas Yoshio Arai Vinícius Abrantes de Souza 17130

2 Sumário Cristais-líquidos; Polímeros; Biomateriais; Cerâmicas;
Supercondutividade; Filmes finos; Referências bibliográficas.

3 Cristais-líquidos Descoberta feita pelo botânico Frederick Reinitzer com o benzoato de colesterila; É uma fase intermediária entre a fase sólida e a fase líquida; Possui características de ambas as fases; Possui parte da estrutura dos sólidos e parte da liberdade de movimento dos líquidos; Normalmente são moléculas longas e no formato de tubos.

4 Cristais-líquidos Fase nemática (menos ordenada); Tipos de fases:

5 Cristais-líquidos Fase esmética;

6 Cristais-líquidos Fase colestérica (mais ordenada).

7 Cristais-líquidos Aplicações:
Telas LCD de monitores, vídeo games, relógios e aparelhos eletrônicos diversos, devido à sua propriedade anisotrópica óptica.

8 Polímeros O que são polímeros?
São compostos formados pela repetição constante de uma mesma molécula. As unidades constituintes dos polímeros são denominadas monômeros. Exemplos: plásticos, DNA, proteínas, borracha etc.

9 Tipos de polimerização
Polimerização por adição Formam polímeros com unidades repetitivas de fórmula molecular idêntica ao monômero de partida.

10 Ex.: Polimerização por adição

11 Tipos de polimerização
Polimerização por condensação - Polimerização por condensação: as moléculas se unem por meio da eliminação de uma molécula pequena (por exemplo, a água) - Os polímeros formados a partir de dois monômeros diferentes são chamados de copolímeros

12 Ex.: Polimerização por condensação
Ácido tereftálico Etileno glicol Tereftalato de etileno - poliéster

13 Tipos de polímeros Plástico: materiais que podem ser moldados.
Termoplástico: materiais que podem ser moldados mais de uma vez. Termocurado: materiais que podem ser moldados apenas uma vez. Elastômero: material que é de alguma forma elástico. Se uma quantidade moderada de força deformante é adicionada, o elastômero retornará à sua forma original. Útil para fibras.

14 Camisa de poliéster (elastômero)
Tipos de polímeros Sacolas (termoplástico) Camisa de poliéster (elastômero) Dentadura (termocurado)

15 Estrutura e propriedades físicas dos polímeros
Cadeias de polímeros tendem a ser flexíveis e facilmente entrelaçadas ou cruzadas; Grau de cristalinidade: é a fração de regiões organizadas em relação ao material todo; O estiramento de um polímero pode aumentar o grau de cristalinidade. O grau de cristalinidade também é determinado pela massa molecular média. Ex.: – polietileno de baixa densidade tem uma massa molecular média na faixa de u (utilizado em pacotes plásticos); – polietileno de alta densidade tem uma massa molecular média na faixa de u (utilizado em garrafas plásticas para leite).

16 Estrutura e propriedades físicas dos polímeros

17 Polímeros com ligação cruzada
São ligações formadas entre as cadeias de polímeros fazendo com que o polímero fique mais firme.

18 Biomateriais Materiais que possuem aplicação biomédica;
Todo biomaterial deve ser biocompatível para não desencadear reações imunológicas em nossos organismos; Devem atender a exigências físicas e químicas.

19 Biomateriais Aplicações Substituições e reparos do coração;
Implantes vasculares; Tecidos artificiais; Substituições de bacia.

20 Aorta real e aorta artificial
Biomateriais Exemplos de biomateriais poliméricos: Pele artificial de quitina Aorta real e aorta artificial

21 Cerâmicas Cerâmicas são materiais inorgânicos, sólidos, não-metálicos, podendo ser cristalinas ou não-cristalinas. As não-cristalinas incluem vidro e outros materiais com estrutura amorfa. Normalmente são duras, quebradiças e estáveis a temperaturas muito altas.

22 Processamento de cerâmicas
Geralmente as cerâmicas desenvolvem microfissuras aleatórias não detectáveis durante o processamento, que são a origem de quebras e rachaduras. Sinterização: é o aquecimento de partículas uniformes muito puras (cerca de 1 μm em diâmetro) sob pressão para forçar a ligação das partículas. Processo sol-gel: é um método importante para a formação de partículas uniformes puras.

23 Processo sol-gel Metal Álcool Alcóxido metálico
O produto alcóxido, é dissolvido em um solvente alcoólico apropriado. Álcóxido Sol O Ti(OH)4 está presente nesse estágio como um sol, uma suspensão de partículas extremamente pequenas. O gel é formado a partir da condensação do sol, apresentando uma consistência de gelatina. Quando esse material é aquecido, todo o líquido é removido e o gel é convertido em pó de óxido.

24 Compósitos cerâmicos Compósitos: mistura complexa de dois ou mais materiais produzindo a cerâmica. Resultado: cerâmica mais resistente. Método mais eficiente: adição de fibras a um material cerâmico. Por definição, uma fibra tem comprimento de no mínimo cem vezes seu diâmetro. Exemplo: fibras de SiC (carbeto de silício).

25 Aplicações das cerâmicas
Usadas na indústria de instrumentos cortantes; Usadas na indústria eletrônica (circuitos semicondutores integrados normalmente fabricados de alumina); Materiais de piezoelétrica, usados em relógios e geradores ultrasônicos; Ladrilhos usados na superfície externa de ônibus espaciais.

26 Aplicações das cerâmicas

27 Supercondutividade Em 1911, o físico holandês H. Kamerlingh Onnes descobriu que o mercúrio quando é resfriado abaixo de 4,2 K perde toda sua resistência ao fluxo de elétrons; Teoria BCS (explica bem o fenômeno mas ainda não é satisfatória).

28 Supercondutores Tabela das temperaturas de transição da supercondutividade

29 Supercondutores Aplicações:
Incrível potencial econômico para dispositivos elétricos; Suporte para novas tecnologias de microchips; Efeito Meissner: construção de trens de alta velocidade (Transrapid de Xangai); Geração de campos magnéticos intensos para o funcionamento de equipamentos médicos (IRM).

30 Filmes finos O termo filme fino não tem definição precisa. Em geral refere-se a filmes com espessura variando de 0,1 μm a aproximadamente 300 μm. Para um filme fino ser útil, ele deve possuir todas ou a maioria das seguintes propriedades: ser quimicamente estável; aderir bem à superfície; ser uniforme; ser puro; ter baixa densidade de imperfeições.

31 Usos de filmes finos Microeletrônica (condutores, resistores e capacitores); Revestimentos ópticos (para reduzir a reflexão de uma lente); Revestimentos de proteção para metais; Aumento de resistência de ferramentas; Redução de arranhões em vidros.

32 Fabricação de filmes finos
Deposição à vácuo: o filme fino é aquecido em uma câmara de alto vácuo. As moléculas vaporizadas se deslocam em linha reta para o ponto de deposição e a uniformidade é obtida ao girar a peça.

33 Emissão Alta voltagem aplicada através do gás, resulta na ionização;
Os íons são acelerados no sentido do alvo carregado negativamente, chocando-se com os átomos de metal da superfície.

34 Decomposição de vapor químico
A superfície é revestida com um composto volátil a uma temperatura alta. Sobre a superfície, o composto sofre uma reação química para formar um revestimento estável.

35 Referências bibliográficas
Química: A Ciência Central – Brown, LeMay, Bursten – 9ª edição;