Todos os anos milhares de novos modelos de eletrônicos são lançados no mercado. Esses novos modelos geralmente são mais potentes, mais leves, menores e bem melhores do que os seus antecessores. Para ocorrer esse desenvolvimento é claro que a engenharia de materiais teria que estar envolvida! Podemos considerar os materiais semicondutores o coração desses aparelhos e é sobre eles que iremos falar hoje. Continue reading O novo coração dos eletrônicos
Autor: vivianekettermann
Os 10 melhores cursos de engenharia de materiais fora do Brasil
Quando eu entrei na faculdade um dos objetivos que eu já tinha traçado era entrar em um programa para intercâmbio acadêmico, com o intuito de crescimento profissional e também pessoal. Sei que muitos estudantes também compartilham desse sonho comigo, por isso hoje listamos as melhores universidades que possuem o curso de engenharia de materiais fora do Brasil e suas respectivas áreas de pesquisa e desenvolvimento! Continue reading Os 10 melhores cursos de engenharia de materiais fora do Brasil
Cursos online
Em 2016 vamos começar a criar outro tipo de conteúdo no blog: Cursos online! Sabemos que hoje existem poucos cursos falando sobre a nossa querida engenharia. Ainda assim, aqueles que existem geralmente estão disponíveis em outras línguas, que não o português. No nosso mercado atual, é muito importante o engenheiro se atualizar, aprender novos conceitos e rever aquilo que foi aprendido na universidade.
Queremos sua opinião para podermos estruturar o curso da melhor forma!
Caso tenha interesse, por favor responda nosso formulário aqui.
Prometo que não vai levar mais do que 3 minutos.
A engenharia por trás das estatuetas do Oscar
No dia 28 de fevereiro serão entregues as estatuetas do Oscar para os vencedores de 2016. Uma das grandes perguntas é será que o Leonardo DiCaprio vai finalmente ganhar esse ano? Bom, não será essa pergunta que responderemos hoje, mas sim: Como são feitas as famosas estatuetas?
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O metal mais leve do mundo
Já falamos aqui quão incrível é o Aerogel. Agora imagina um material menos denso do que o aerogel mais raro e com 99,99% de ar na sua estrutura. Parece loucura, não? Esse material é chamado de microlattice, foi desenvolvido pela Boeing, possui uma estrutura 3D com porosidade aberta e possui paredes com espessura de 100 nm (1000 vezes mais finas do que um fio de cabelo). O protótipo foi realizado com uma liga de níquel com fósforo através do processo de reprodução através de um molde polimérico.
As espumas metálicas em geral podem ser produzidas através de diversos processos, podem ser feitas através da injeção de gases para formar a porosidade; da adição de um agente de sacrifício, que consiste na adição de um elemento que vai se decompor durante a fusão e vai formar gases; da utilização de materiais sólidos de enchimento (como polímeros), que posteriormente serão queimados, formando a estrutura desejada; solidificação eutética sólido-gás (fusão do metal numa atmosfera de hidrogênio, seguida de arrefecimento no ponto eutético, onde o hidrogênio fica como a fase gasosa do metal); entre outros.
A sua estrutura pode ser comparada a de um osso, que é um material celular com grande porosidade internamente e rígido por fora. Assim é possível obter um material com duas propriedades muito interessantes: leves e podem resistir a forças externas consideráveis. Além disso, o material pode retornar à sua forma original mesmo depois de 50% de deformação.
Por fim de comparação, podemos considerar o seguinte experimento: Alunos devem derrubar um ovo numa altura de um prédio de 25 andares sem quebrar. Provavelmente eles irão embrulhar o ovo em inúmeras camadas de plástico bolha. Porém um jeito melhor de proteger o ovo seria utilizar o microlaticce. Pois com o plástico, seria necessário aproximadamente um metro de material, já com a espuma metálica necessitaria uma quantidade muito menor.
A principal aplicação desse material é a utilização em estruturas, como nas de avião, o que manteria a alta resistência necessária, mas também diminuiria o peso do avião, fazendo-o mais energeticamente eficiente, reduzindo a quantidade de combustível utilizado e consequentemente o custo de uma viagem aérea.
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Coração artificial pode salvar vidas
É estimado que no Brasil existam mais de 22 mil pessoas na fila de espera por um órgão e o tempo de espera pode ser de até 6 anos. Imagina quantas pessoas perdem a vida por não terem doadores suficientes? Por isso a engenharia tenta incessantemente criar órgãos que sejam biocompatíveis. Esse é o caso de pesquisadores da Universidade de Cornell nos Estados Unidos, que trabalharam com um material que pode ser utilizado para a fabricação de corações.
Simulação de coração artificial
Existe uma classe de materiais chamada FEA (Fluidic Elastomer Actuators), que podem possuir a mesma aplicação que o material desenvolvido pelo pesquisadores citados acima. Com eles, é possível bombear líquidos de uma forma controlada e sem o aparecimento de vazamentos. Quando pressurizado o material pode dobrar, estender e torcer, dependendo do padrão das fibras com a estrutura. Durante a expansão, essas fibras criam um gradiente de tensão que resulta no movimento programado do material. A fabricação desses materiais foi limitada a estruturas prismáticas, assim exigem montagens muito complexas para chegar perto das estruturas presentes em modelos biológicos. Além disso, eles necessitam da criação de câmaras internas para passar o fluido, isso dificulta muito a sua produção e a torna mais cara.
Diferente dos FEAs o material polimérico criado pelo grupo de pesquisa da Cornell já possui uma porosidade aberta e não precisa de moldagem adicional ao processo. Utilizando técnicas convencionais eles criaram um produto capaz de realizar tarefas simples, como extensão e flexão e mais complexas como sucção e bombeamento de fluido.
Para produzir a espuma é utilizada o método da fase de sacrifício, que consiste em adicionar um elemento, o agente de sacrifício, que irá se decompor na queima do material e consequentemente formará poros. Nesse caso foi utilizado um silicone (PDMS) como material da matriz e o carbonato de amônia (NH5CO3) como o material de sacrifício. O carbonato foi utilizado, porque se decompõe numa temperatura menor que 50°C, é fácil de controlar os produtos da reação, é barato e também muito disponível no mercado.
Um fato que é bem interessante é que quando o líquido é bombeado dentro dessa espuma polimérica, ela pode chegar a expandir até 300%. Além disso, utilizar fibras como as de carbono ou de silicone dá uma maior versatilidade de forma ao produto, por exemplo pode fazer com que uma esfera expanda-se na forma de um ovo.
Esse material ainda precisa de inúmeros testes, principalmente na questão de biocompatibilidade e de aprovação federal para ser colocado no mercado. Enquanto isso é sempre bom lembrar: Seja doador de órgãos!
Fontes:
Hora 1 – 22 mil pacientes aguardam transplante em 2015
Benjamin C. Mac Murray, Xintong An, Sanlin S. Robinson, Ilse M. van Meerbeek, Kevin W. O Brien, Huichan Zhao, Robert F. Shepherd. Poroelastic Foams for Simple Fabrication of Complex Soft Robots. Advanced Materials, Vol.: Early View. DOI: 10.1002/adma.201503464
O aerogel, as suas caraterísticas e a sua diversidade
Aqui no blog já falamos sobre materiais que parecem típicos de filmes de ficção científica (aqui) e um dos mencionados foi o aerogel. Na realidade, esse material não tem nada de futurista, pois existe desde 1930 quando Steven Kistler substituiu a água presente em uma gelatina por um gás.
2 gramas de aerogel podem aguentar 2,5 kg. Imagem: NASA Continue reading O aerogel, as suas caraterísticas e a sua diversidade
Vitrocerâmica brasileira pode substituir as telas dos smartphones
Tenho certeza que pelo menos uns 30% das pessoas que possuem um smartphone já conseguiram a proeza de quebrar a tela. Mesmo o Gorilla Glass (falamos sobre ele aqui) não é páreo para nós. Então a pesquisa com materiais que podem substitui-lo e aumentar o desempenho (ou proteção) dos nossos aparelhos eletrônicos, é muito importante.
Na UFSCar, o doutorando Leonardo Sant’Ana Gallo pesquisou vitrocerâmicas do sistema MgO-Al2O3-SiO2. Assim, através das propriedades descobertas (alta dureza, transparência e baixas densidades) foi possível prever umas das suas possíveis aplicações: telas de aparelhos eletrônicos, como tablets e smartphones, e até mesmo ser utilizada em veículos blindados! Esse material promoveria uma diminuição do peso, seja nos eletrônicos, quanto na aplicação anti-balística.
O processo de produção de uma vitrocerâmica consiste na transformação de um estado não-cristalino (amorfo) do vidro para um estado parcialmente cristalizado através de um tratamento térmico, esse processo geralmente é conhecido como devitrificação. O detalhe é que junto com a composição química do vidro, é necessário um agente nucleante para induzir o processo de cristalização. No trabalho realizado por Gallo, o material foi submetido à um tratamento térmico nas temperaturas de 700°C e outro à 900°C. Edgar Dutra Zanotto, orientador de Gallo, detalhou numa entrevista à Agência FAPESP como ocorre esse processo: “Quando o material é aquecido, sua estrutura molecular começa a se reorganizar, formando pequenos cristais distribuídos pelo meio amorfo. No caso em estudo, são cristais compostos – de magnésio, alumínio e silício –, como a cordierita, a safirina e outros. Suas características são definidas por três variáveis: composição química do vidro, temperaturas de tratamento e tempo de exposição a essas temperaturas. É possível controlar rigorosamente todas as etapas do processo, determinando, inclusive, o percentual do material a ser cristalizado para a obtenção do produto final de interesse”.
Após o tratamento térmico, devido à cristalização, o material pode se tornar totalmente opaco, mas em alguns casos podem continuar totalmente transparentes, o que não é comum e nem fácil de obter. Então essa é mais uma característica bem importante para a aplicação em telas de smartphones e tablets.
São essas fases cristalinas que promovem uma melhoria nas suas propriedades, como por exemplo na resistência mecânica. Esse material pode até absorver totalmente a energia de um projétil, não deixando ele passar, mas claro que irá ocorrer o rompimento do mesmo.
Outra característica chamativa das vitrocerâmicas é a facilidade com que esse material pode ser produzido, pois podem ser utilizadas as técnicas convencionais de conformação de materiais vítreos. E algumas das suas aplicações comuns são em peças refratárias para se utilizar em fornos e como revestimentos em trabalhos de arquitetura.
Essa pesquisa realizada com esse sistema MgO-Al2O3-SiO2 é tão importante que foi premiada no International Symposium on Crystallization in Glasses and Liquids (11o Simpósio Internacional sobre Cristalização em Vidros e Líquidos), no Japão. Esse simpósio é considerado um dos mais importantes e tradicionais nessa área.
No Japão no Instituto Industrial da Universidade de Tóquio foi realizada uma pesquisa que produziu um vidro com aplicações muito similares à vitrocerâmica brasileira. Um vidro tão resistente e tão forte quanto o aço foi criado e poderá ser utilizado em vidros de carros, edifícios e também em smartphones. O segredo desse material é a quantidade de alumina presente na composição, porém quanto maior a concentração dessa substância, mais o vidro tende a se cristalizar e se transformar em uma vitrocerâmica. Para resolver esse problema, os cientistas utilizaram uma técnica de levitação para evitar qualquer tipo de contato do material fundido com a forma, assim evitando a cristalização. O resultado obtido foi um vidro totalmente transparente que possui 50% de sílica na sua composição.
Já pensou em quantas aplicações esses materiais podem ter?
Referências:
Vidro Inquebrável tão forte quanto o aço
CALLISTER, W.D. Ciência e Engenharia de materiais: Uma introdução. Rio de Janeiro: LTC, 7ª ed. 2008;
*Nota de agradecimento: Ao nosso amigo e leitor, Diego Barboza, que nos enviou a reportagem sobre o vidro japonês.
#1 Conversa com engenheiro: Guilhermino Fechine (Mackgraphe)
Na série Conversa com Engenheiro publicaremos uma entrevista com importantes nomes da Engenharia de Materiais. Nesse mês conversamos com um grande professor e pesquisador na área de grafeno do Brasil, o Dr. Guilhermino Fechine.
Biografia: Guilhermino José Macêdo Fechine possui graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal da Paraíba (1996), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba (1998) e Doutorado em Química pela Universidade Federal de Pernambuco (2001). Dois estágios de pós-doutoramento foram realizados na USP, um deles no Instituto de Química (2002 a 2005) e o outro na Escola Politécnica (2005 a 2007). Professor visitante da National University of Singapore – NUS durante todo o ano de 2013. Desde de 2008 é professor e pesquisador da Universidade Presbiteriana Mackenzie, graduação e pós-graduação. Tem experiência na área de Polímeros, atuando principalmente nos seguintes temas: caracterização, degradação, estabilização, biodegradação e interações polímero-materiais 2D (grafeno, MoS2, hBN, fosforeno, etc). Faz parte da equipe do Centro de Pesquisa Avançadas em Grafeno e Nanomateriais, Mackgraphe.
1. Por que o grafeno é o material do século?
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5 das melhores empresas para um engenheiro de materiais trabalhar
É certo que quando entramos na universidade (muitas vezes até antes) começamos a ter um milhão de pensamentos sobre a nossa vida profissional. Como por exemplo o que eu vou fazer quando eu terminar a graduação e onde que eu vou trabalhar. Para ajudar na escolha, resolvemos listar 5 empresas que um engenheiro de materiais pode trabalhar e que são consideradas os melhores lugares para se trabalhar no Brasil.
Owens Corning
A Owens Corning possui cerca de 450 funcionários, sediada em Rio Claro – SP e considerada uma das melhores empresas multinacionais para trabalhar no Brasil em 2015. Hoje ela é a maior fabricante de fibras de vidro do mundo, que podem ser aplicadas em inúmeros setores industriais. A Owens hoje se encontra em cerca de 30 países e produz principalmente fibras para isolamento, telhas, asfalto e geradores de energia eólica. Além de ter recebido o título da revista Exame, ela também ganhou o prêmio Top of Mind 2014 da indústria de compósitos pelo quarto ano seguido.
Whirlpool
Com mais de 15 mil funcionários e enfoque em inovação a Whirlpool não poderia ficar de fora dessa lista, pois é a maior fabricante de eletrodomésticos do mundo. Ela é uma das 10 empresas mais inovadoras do Brasil segundo a Forbes e está presente no país com as marcas Brastemp, Consul e KichenAid. Só aqui a empresa possui 3 fábricas, 2 escritórios, 4 centros de tecnologia, 23 laboratórios e 3 centros de distribuição. Você pode encontrá-la em Joinville (SC), São Paulo (SP), Rio Claro (SP) e em Manaus (AM).
Gerdau
A Gerdau é brasileira, com início na cidade de Porto Alegre há mais de 100 anos, porém hoje ela se encontra em 14 países. Anualmente eles reciclam milhões de toneladas de sucatas e transformam-as em aço de qualidade, utilizados em diversos setores industriais. A empresa é líder no setor de aços longos na América Latina e possui cerca de 45 mil colaboradores ao redor do mundo.
Intelbras
Com quase 40 anos de história a Intelbras possui sede nos estados Santa Catarina, Minas Gerais e Amazonas e exporta para cerca de 15 países. A empresa possui um foco na pesquisa e cerca de 5% dos seus faturamentos são voltados à P&D. Entre os produtos podemos citar telefones e equipamentos para monitoramento e vigilância, como câmeras. Na produção desses produtos cerca de 120 toneladas de polímeros são processados por mês, ou seja, a área de atuação do engenheiro na empresa será voltada para o trabalho com polímeros.
DuPont
A DuPont tem um pouco menos de 3 mil funcionários e é responsável por várias invenções no setor de polímeros, como o Teflon, Nylon e o Kevlar. A empresa é americana, possui mais de 200 anos e sua sede no Brasil está na cidade de Barueri em São Paulo. Também é muito reconhecida na área de segurança industrial e é a segunda maior empresa química do mundo. Não seria nada mal trabalhar lá, certo?
Você conhece alguma empresa que seria muito boa para trabalhar, mas não está na nossa lista? Não deixe de compartilhar com a gente!