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Linhas de Pesquisa

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As pesquisas desenvolvidas no PPGCEM têm acompanhado a evolução crescente da área de concentração “Materiais” através de seus temas de pesquisa. Neste contexto de contemporaneidade, nossas pesquisas têm sido especialmente voltadas para o sinergismo entre a área, temas de pesquisas atuais e algumas problemáticas regionais, como o desenvolvimento de novos materiais de liberação controlada para o controle de pragas e vetores de doenças (especialmente pragas de frutas regionais: insetos, ácaros, pulgões, fungos, mosquitos e larvas; e vetores de doenças: dengue, malária, bactérias e fungos multirresistentes), fármacos, pavimentação e misturas asfálticas, aproveitamento de recursos regionais para aplicações (frutas, tubérculos, biomassa de rejeito, celulose, fibras naturais), desenvolvimento de soluções sólidas termoelétricas (ligas com elementos terras raras) e para geração de energia, compósitos estruturais com componentes regionais etc.

O PPGCEM possui duas linhas de pesquisa:
Linha 1 - Materiais Nanoestruturados
Linha 2 - Propriedades Físicas, Mecânicas e Modelagem de Materiais

A linha de pesquisa Materiais Nanoestruturados tem buscado, especialmente, desenvolver novos materiais e/ou incorporar tecnologia em recursos regionais visando aplicações e o estímulo do interesse e impacto regional. Dentre os temas pesquisados destacam-se principalmente os (i) Polímeros Condutores, (ii) Nanocompósitos, (iii) Nanossistemas de Liberação Controlada, (iv) Nanopartículas Metálicas e Ligas Metálicas Nanoestruturadas e (v) Supercapacitores e Baterias.
(i) Polímeros Condutores vêm sendo sintetizados visando o desenvolvimento de novas metodologias de síntese para melhorar/modificar diversas propriedades, além de aplicações. Esse tema de pesquisa tem suporte das Disciplinas PGCEM502 - Caracterização dos Materiais, PGCEM509 - Ciência e Tecnologia de Polímeros, PGCEM519 - Fundamentos de Processamento de Imagens e PGCEM508 - Termodinâmica.
(ii) Nas pesquisas envolvendo Nanocompósitos, as interações moleculares entre matriz e reforço vêm sendo avaliadas sob diferentes aspectos. Nanocompósitos são abordados nas Disciplinas PGCEM501 - Ciência dos Materiais, PGCEM502 - Caracterização dos Materiais e PGCEM504 - Seminários. Destacam-se aqueles que possuem matrizes constituídas por polímeros condutores e celulose (oriunda de biomassa amazônica) e reforços constituídos por diversos óxidos e nanopartículas metálicas.
(iii) As pesquisas em Sistemas de Liberação Controlada visam desenvolver nanopartículas contendo ativos naturais (especialmente óleos essenciais Amazônicos), os quais possuem comprovadas bioatividades. Esses sistemas têm focado especialmente em problemáticas regionais, como pragas agrícolas e vetores de doenças. A bioprospecção e a incorporação de tecnologia em insumos Amazônicos são priorizadas, e este tema é abordado nas disciplinas PGCEM522 - Biomateriais e PGCEM520 - Processos de Encapsulação.
(iv) As pesquisas em Nanopartículas Metálicas e Ligas Metálicas Nanoestruturadas têm resultado em materiais de alta performance e metalofármacos. Além disso, compostos com elementos terras raras (oriundos principalmente da mineração regional), considerados estratégicos pelo Ministério de Minas e Energia, também vêm sendo desenvolvidos por Mechanical Alloying. Esses materiais são abordados nas Disciplinas PGCEM501 - Ciência dos Materiais, PGCEM502 - Caracterização dos Materiais e PGCEM504 - Seminários.
(v) As pesquisas em Supercapacitores e Baterias tem como objetivo o desenvolvimento de materiais nanoestruturados com potencial aplicação como inibidores de corrosão e armazenamento de energia (especialmente [Li,Na)–TiO2]).
(vi) É importante ressaltar também que a disciplina PGCEM516 – Estatística, vem sendo ministrada regularmente (foi ofertada 4 vezes no atual quadriênio) visando contribuir para o delineamento experimental, bem como auxiliar no tratamento de dados.

A linha de pesquisa Propriedades Físicas, Mecânicas e Modelagem de Materiais visa desenvolver novos materiais e/ou materiais alternativos para misturas asfálticas e subcamadas dos pavimentos; estudar e aplicar recursos regionais e/ou resíduos agroflorestais amazônicos como reforços em compósitos estruturais; desenvolver materiais cerâmicos avançados e biomateriais cerâmicos e realizar cálculos teóricos ab-initio afim de correlacionar dados teóricos e experimentais. Atualmente, as pesquisas dentro desta linha estão principalmente centradas em (i) Biomateriais Amazônicos, (ii) Novos Materiais em Geotecnia, (iii) Compósitos Estruturais e (iv) Modelagem de Materiais.
(i) As pesquisas em Biomateriais Amazônicos estão voltadas para o estudo e aplicação de fibras lignocelulósicas, amidos, tubérculos, amilose/amilopectina e carboidratos extraídos de diversos insumos regionais. Destacam-se as pesquisas voltadas para o desenvolvimento e aplicação de micropartículas obtidas por diferentes técnicas de secagem a partir de matrizes alimentícias Amazônicas. Tais conceitos são abordados nas disciplinas PGCEM522 – Biomateriais, PGCEM520 - Processos de Encapsulação e PGCEM504 - Seminários.
(ii) As pesquisas em Novos Materiais em Geotecnia vêm pesquisando alternativas à carência dos agregados e cimento asfáltico de petróleo por meio da incorporação aos materiais tradicionalmente utilizados ou da substituição destes por materiais não convencionais (dentre os quais destacam-se os agregados sinterizados de argila calcinada (ASAC), os resíduos de construção e demolição (RCD), a cal de carbureto, os polímeros sintéticos e naturais e os aditivos orgânicos provenientes da produção sustentável de plantas da Amazônia). Esses temas vêm sendo abordados consistentemente nas disciplinas PGCEM502 – Caracterização dos Materiais, PGCEM510 – Pavimentos Flexíveis, PGCEM511 – Ensaios Geotécnicos e PGCEM514 – Teoria da Visco-Elasto-Plasticidade.
(iii) As pesquisas em Compósitos Estruturais vêm abordando a utilização de fibras naturais, resíduos agroflorestais e industriais no desenvolvimento de aglomerantes especiais, estudos sobre adições e/ou substituições minerais e durabilidade de matrizes cerâmicas, (bio)poliméricas, cimentícias e geopoliméricas. Esse tema de pesquisa tem suporte nas Disciplinas PGCEM502 - Caracterização dos Materiais, PGCEM522 – Biomateriais, PGCEM509 - Ciência e Tecnologia de Polímeros e PGCEM504 - Seminários.
(iv) Na atuação em Modelagem de Materiais, por meio de simulação computacional (cálculos ab initio), as propriedades físicas e mecânicas dos materiais vêm sendo avaliadas, tais como a relação tensão-deformação, a curva pressão versus volume e módulo de elasticidade. Devido à especificidade dos cálculos e das pesquisas que fazem uso dos cálculos teóricos, o PPGCEM não possui uma disciplina neste tema. No entanto, os alunos usuários da técnica têm a possibilidade de cursar disciplinas relacionadas no Programa de Pós-graduação em Física (PPGFIS) da UFAM, onde docentes do PPGCEM também são credenciados como docentes permanentes.

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