Condutividade AC de compósito de PDMS elastomérico reforçado com fibras de açaí recobertas com PANI.

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dc.contributor.advisorBianchi, Rodrigo Fernandopt_BR
dc.contributor.authorLopes Junior, Gilton Martins
dc.contributor.refereeBianchi, Rodrigo Fernandopt_BR
dc.contributor.refereeGuerra, Elídia Mariapt_BR
dc.contributor.refereeGurgel, Leandro Vinícius Alvespt_BR
dc.date.accessioned2021-09-16T17:49:15Z
dc.date.available2021-09-16T17:49:15Z
dc.date.issued2021pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractO desenvolvimento de compósitos poliméricos condutivos reforçados (CPCs) com fibras vegetais sob efeitos de deformação mecânica é um tema atraente cientifico e tecnologicamente. Este trabalho tem por objetivo investigar e compreender o comportamento da condutividade alternada, σ*(ω) = σ´(ω) + iσ´´(ω) (ω = 2f), de CPCs à base de fibras naturais de açaí (FNA) recobertas com polianilina (PANI) e dispersas em matriz de polidimetilsiloxano (PDMS), em faixas de pressão (P) e frequência elétrica (f) iguais a, respectivamente, 0 à 200 kPa e 1 à 105 Hz. Os resultados obtidos de σ*( f) como função de P e ω mostram os comportamentos de percolação e quasiuniversal da condutividade alternada [σ´( f)  f s com s  0,8] a partir de 50 kPa e de razões FNA-PANI/PDMS iguais ou superiores a 7%. Os resultados obtidos foram investigados a partir de modelos teórico-experimentais baseados em aproximações de meio efetivo, mecanismos de percolação e condução em meios sólidos desordenados. Como resultado, a aproximação do meio efetivo (EMA - Effective Medium Aproximation) mostrou-se adequada para representar os materiais com fases distintas, miscíveis, dielétricas e condutoras obedecendo, para tanto, o limiar de percolação elétrica do sistema FNA-PANI/PDMS. Em paralelo, a resposta elétrica da FNA recoberta com PANI foi investigada pelo modelo de energia livres e aleatórias (RFEBRandom Free Energy Barrier Model) que mostra, além da característica quasi-universal de σ´(f), que tanto a frequência quanto a pressão atuam no sentido de confinar os portadores de carga em regiões mais localizadas nas fibras recobertas com polímero condutor tornando, assim, o sistema mais condutivo. Consequentemente, as dependências de Sf com P e f sugerem variações geométricas de, respectivamente, esférica para colunar e interdomínio para interfibras. Portanto, o presente trabalho contribuiu para a compreensão dos mecanismos de condução em novos compósitos flexíveis à base de PANI, FNA e PDMS e, portanto, para o estudo do desempenho elétrico e desenvolvimento de sensores de deformação totalmente poliméricos.pt_BR
dc.description.abstractenThe development of reinforced conductive polymeric composites (CPCs) with vegetable fibers under mechanical deformation effects is a scientific and technological topic. This work aims to investigate the behavior of the alternating conductivity [σ*(ω) = σ´(ω) + iσ´´(ω) (ω = 2f),] of CPCs based on natural Açaí fibers (FNA) coated with polyaniline (PANI) and dispersed in a polydimethylsiloxane matrix (PDMS) for pressure (P) and electrical frequency (f) equal to 0 to 200 kPa and 1 to 105 Hz ranges, respectively. The results obtained from σ*( f) as a function of P and ω show the results of the percolation and almost universal of the alternating conductivity [σ´(f)  f s with s  0.8] from 50 kPa and FNA-PANI / PDMS ratios equal to or greater than 7%. The results were investigated from theoretical-experimental models based on effective medium approximations, percolation mechanisms and conduction in disordered solid media. As a result, the Effective Medium Approximation (EMA) simulates the materials with distinct, miscible, dielectric and conductive phases, obeying, for that, the electric percolation threshold of the FNA-PANI/PDMS system. In parallel, the electrical response of the FNA coated with PANI was investigated by the Random Free Energy Barrier model (RFEB) which shows, in addition to the quasi-universal characteristic of σ´(f), that both frequency and pressure they act to confine charge carriers in more characteristic regions in the fibers covered with transforming polymer, thus making the system more conductive. Consequently, the dependencies of Sf with P and f are geometric variations from, respectively, spherical to columnar and interdomain to interfiber. Therefore, the present work contributed to the understanding of the conduction mechanisms in new flexible composites based on PANI, FNA and PDMS and, therefore, to the study of electrical performance and development of fully polymeric strain sensors.pt_BR
dc.identifier.citationLOPES JÚNIOR, Gilton Martins. Condutividade AC de compósito de PDMS elastomérico reforçado com fibras de açaí recobertas com PANI. 2021. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/13750
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/09/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.subjectNanocompósitos - materiaispt_BR
dc.subjectCondutividade elétricapt_BR
dc.subjectFibras Vegetais - açaipt_BR
dc.subjectPolímerospt_BR
dc.titleCondutividade AC de compósito de PDMS elastomérico reforçado com fibras de açaí recobertas com PANI.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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