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5 grupos de materiais que vieram para revolucionar o mundo

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A Ciência e a Engenharia de Materiais embasam profissionais para criarem, recriarem e otimizarem materiais e sistemas nos quais os materiais possam ser utilizados. A manipulação desses materiais pode ser macroscópica até a manipulação dos átomos nos quais tudo é formado.

Cinco grupos de materiais que vieram para revolucionar o mundo....

A cada dia que passa mais se conhece sobre a arte e o encanto que é entender e controlar os materiais. O profissional dessa área está em constante transformação e é movido a desafios. Isso porque o mundo está em constate transformação e novas necessidades aparecem todos os dias.

Este profissional trabalha com a estrutura, o processamento, as propriedades e aplicações dos materiais. Se quiser entender mais a fundo sobre as funções e oportunidades de carreira que este tipo de formação possibilita fique à vontade para ler uma matéria já publicada por mim.

Nessa matéria separei 5 grupos de materiais que vieram para revolucionar o mundo. E com certeza, a culpa é dessa engenharia tão complexa, vulgo Engenharia de Materiais.

1 – Materiais Compósitos

Materiais que podem ser criados a partir da junção de dois ou mais tipos de materiais com o intuito de terem propriedades diferentes e apresentarem sinergia por meio da ação combinada de propriedades individuais. São materiais que apresentam resistência mecânica e a corrosão ao mesmo tempo que são leves. São materiais que podem ser rígidos e ao mesmo tempo apresentarem tenacidade à fratura significativa associada à baixa massa específica.

Atualmente são materiais queridíssimos na indústria petrolífera, automobilística e aeroespacial. São materiais que podem ser criados e recriados para baratearem e substituírem materiais ditos como tradicionais. A perspectiva é que essas substituições ocorram exponencialmente nos próximos anos.

2 – Biomateriais

Biomateriais constituídos tanto de polímeros, cerâmicas, metais e compósitos já possuem uso bem consolidado em várias aplicações médicas. Porém, novas tecnologias e diferentes composições de materiais são desenvolvidas para auxiliar e alavancar o desenvolvimento da medicina. Um exemplo são os inovadores scaffolds na engenharia tecidual, especificamente na área de medicina regenerativa.

Os biomateriais são ferramentas inovadoras utilizadas na reconstituição de tecidos e de órgãos. Esses materiais biocompatíveis e biodegradáveis chamados de scaffolds são usados como matrizes para o crescimento celular. Por exemplo, células tronco podem ser cultivadas com o intuito de construir um tecido in vitro a partir desses suportes. Essas estruturas agem como um suporte para o crescimento celular a fim de auxiliar na regeneração ou construção de um novo tecido.

A cada dia que passa mais os biomateriais revolucionam a área da medicina.

3 – Polímeros biodegradáveis

Polímeros sintéticos descartados de forma erronia são uma das maiores causas de poluição causada pelos polímeros no mundo. Além do aprimoramento do descarte correto desse tipo de material, polímeros biodegradáveis são desenvolvidos e pesquisados para serem solução parcial para diminuir a quantidade de resíduos plásticos.

Existem grandes perspectivas com essa “era dos polímeros biodegradáveis”, com centros de pesquisas, universidades e empresas se juntando para buscarem soluções efetivas para a substituição dos polímeros comuns pelos biodegradáveis. Um exemplo de aplicação já consolidada e que está buscando a substituição de polímeros comuns pelos polímeros biodegradáveis são o desenvolvimento de embalagens e canudos biodegradáveis, que muitas vezes podem ser até comestíveis.

Existem polímeros biodegradáveis naturais e sintéticos, e muitas pesquisas estão focadas em aprimorar técnicas para produzir esses polímeros biodegradáveis e os seus produtos. Uma diretriz de pesquisa de desenvolvimento de produto é no aprimoramento da tecnologia produtiva de polímeros biodegradáveis, pois existe um alto custo de sua produção, por enquanto.

4 – Nanomateriais e nanotecnologia

Uma revolução no mundo dos materiais vem acontecendo no domínio dos nanomateriais. A nanotecnologia tem despertado o interesse de vários grupos de pesquisa por todo o mundo. Isso pode ser justificado pela enorme possibilidade de aplicações em vários setores industriais, utilizando os mais diversos dos materiais em escala nano (polímeros, cerâmicas, metais, semicondutores, compósitos e biomateriais).

São materiais estruturados em escala nanométrica, originando nanopartículas, nanotubos e nanofibras, formados por átomos ou moléculas.

Da mesma forma que existe uma vasta compreensão do comportamento dos materiais em sua estrutura micro até na escala macro, a nanotecnologia tem muito ainda que ser compreendida.

Essa habilidade de medir, manipular e criar matéria em nanoescala, como por exemplo, os nanotubos de carbono, são descobertas científicas que atraem os olhares e atenção de vários grupos de pesquisa e começam a apontar para possíveis avanços gerados pela ciência em um futuro próximo.

Materiais nanoestruturados

5 – Materiais e a Impressão 3D

De forma simplista, a impressão 3D é simplesmente uma tecnologia que cria um objeto físico a partir de um modelo digital. É muito promissora pois oferece a possibilidade de produzir produtos sob dimensões específicas e personalizadas para o cliente. Além disso, esse processo produtivo possui custo e tempo inferior quando comparado a outros processos, como, por exemplo, o processo de injeção.

Já existem diferentes tipos de impressoras no mercado e suas aplicações em relação a desenvolvimento de produto abrange diversas áreas, como, automobilística, medicinal, arquitetônico, entre outros.

Polímeros são os materiais mais atualmente conhecidos e usados em impressoras 3D. Exemplos desses polímeros são o ABS, PETG, HIPS, PLA, resinas e etc.  Outros tipos de materiais também são usados em impressoras 3D para produção de produtos, como, por exemplo, metais, concretos e vidros. Porém, é importante deixar claro que cada um desses materiais deve ser utilizado em uma impressora apta e ideal a receber o material.

Impressão 3D com material polimérico

E além disso tudo sabe o que é ainda mais interessante?

É correlacionar essas inovações. Por exemplo, alguns cientistas estão ficados na fabricação de vasos sanguíneos artificiais impressos em impressoras 3D para uso medicinal a partir de uma biotinta formulada a utilizando células musculares lisas de uma aorta humana e células endoteliais de uma veia umbilical. É incrível, não é? As possibilidades são infinitas e a criatividade e a inovação sempre andarão de mãos dadas.

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Bárbara Guimarães
Engenheira de Materiais pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Londrina. Durante a graduação desenvolveu pesquisas na área de metais, compósitos, nanomateriais aplicados, analítica e de tecnologia da educação. Foi diretora de Protocolo do Club Rotaract Londrina Sul, presidente do Centro Acadêmico do Curso de Engenharia de Materiais e, co-fundadora do projeto Eu-Reciclo na pré incubadora de empresas da UTFPR. Trabalhou em uma empresa de consultoria prestando serviço em empresas do estado de São Paulo. Atualmente trabalha no mercado financeiro e é mestranda do programa de pós graduação em Ciência e Engenharia de Materiais na Universidade Federal de São Carlos - SP. Sua área de atuação é em materiais compósitos de alto desempenho. Proprietária do Instagram @engenhariademateriaisbg e do canal Materializando BG no YouTube. Mineira, adora ler, correr e ter bons amigos. Toma mais café do que água. Defende a ideia de que viver o próprio sonho é sempre melhor do que viver o sonho de alguém.

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