Projetos com Fibra

Smart Composites

Smart Composites é um projeto de inovação que está a ser desenvolvido pela Plataforma Internacional Fibrenamics da Universidade do Minho, e que consiste no desenvolvimento de compósitos inteligentes.

Este é um projeto totalmente desenvolvido pela Fibrenamics, e, por isso, iremos abordá-lo em duas edições: numa primeira (fevereiro/março) onde damos a conhecer as linhas gerais do projeto e duas das tecnologias que estão a ser desenvolvidas, e numa segunda (abril/maio) onde iremos apresentar as restantes tecnologias, bem como as suas potencialidades.

A “inteligência” nos materiais compósitos
Os materiais compósitos são materiais compostos por duas ou mais fases de diferentes propriedades químicas e físicas: uma fase contínua (matriz) e uma fase dispersa (reforço), contínua ou não. A matriz é responsável por conferir a estrutura do compósito, enquanto o material de reforço é responsável por conferir algumas das suas propriedades desejadas.

Este projeto pretende criar uma nova geração de materiais compósitos e, para isso, a ideia é partir de materiais que são atualmente passivos, isto é, que desempenham apenas uma função, seja de reforço, seja de decoração, ou outro tipo de funcionalidade, e transformá-los em elementos ativos. Os materiais ativos são materiais com a capacidade de responder a um determinado estímulo externo, criando um mecanismo de ação-reação.

Para isso, Fernando Cunha, investigador da Fibrenamics, esclarece que se está a recorrer à “introdução de uma série de tecnologias que vamos embeber dentro daquilo que são os materiais compósitos de base, ou seja, os materiais vão continuar a desempenhar as mesmas funções, seja de reforço, seja a nível estético, seja outro tipo de configuração que seja utilizado, mas vamos aportar uma nova função que é a tecnologia”.

Ao longo deste projeto serão produzidas quatro tecnologias distintas. Nesta edição iremos abordar apenas duas: a sensorização e a mudança de cor.

A sensorização
No âmbito da tecnologia de sensorização pretende-se explorar a identificação de uma ação de um utilizador, através da tecnologia capacitiva e resistiva. Na prática, entre outras aplicações, esta tecnologia permite recriar botões em materiais compósitos sem necessitar de introduzir os tradicionais interruptores. Esta tecnologia é obtida através da funcionalização das fibras e através da introdução de materiais condutores.

Neste caso, pretende-se introduzir botões que não são percetíveis fisicamente para o utilizador, mas que estão de alguma forma sinalizados. “Esses botões bebem muito daquilo que são as tecnologias capacitivas: com o aproximar da mão, ele assume isso como uma ação; não o carregar, mas o simples aproximar da mão serve para criar um botão que nós chamamos de tipologia on/off, que ativa ou desativa uma determinada função” refere Fernando Cunha.

A mudança de cor
Outra linha de investigação e desenvolvimento está relacionada com a capacidade de estes materiais alterarem a sua cor em função de determinado estímulo. Seja através da temperatura, da humidade, ou da eletricidade, estes materiais têm a capacidade de alterar a sua cor de base em função de um estímulo. Por exemplo, se o material compósito estiver sujeito a exposição solar, a cor do compósito altera-se; se introduzir energia elétrica, a cor vai também alterar. “De repente, conseguem criar-se diferentes conceitos, como é o caso do conceito de dia e de noite, em que, durante o dia, tenho um objeto com determinada forma e cor e, à noite, na ausência, por exemplo, da luz, muda de cor sem que eu tenha de fazer nada para que isso aconteça” acrescenta o investigador da Fibrenamics.

Para que estes fenómenos ocorram, o segredo está em incorporar materiais cromotrópicos, que têm a capacidade de alterar a sua cor através de um estímulo externo, na matriz do compósito.

Fernando Cunha explica que, apesar de a aplicação mais óbvia estar relacionada com a área da decoração e da estética, esta tecnologia pode também ser transposta para mercados mais técnicos, como, por exemplo, no transporte de alimentos frios, em que é necessário saber se determinado alimento está a ser transportado numa caixa com uma temperatura específica, e isso é possível a partir da cor da sua caixa. “No fundo, tornamos [o uso] mais intuitivo [para] quem utiliza os próprios materiais. A imaginação será o limite para a sua aplicação”, salienta Fernando Cunha.

“Uma estratégia bem definida”
Este projeto surgiu da ideia de uma estratégia bem definida que a Fibrenamics tem delineado, que consiste em dotar os materiais de inteligência. “Esta é uma estratégia que está a ser desenvolvida pela União Europeia e que tem como foco o desenvolvimento de materiais inteligentes, cada vez mais multifuncionais”, assegura Fernando Cunha.

Nesta ótica, pretende-se que estes materiais desempenhem mais do que uma função, no sentido de não se duplicarem tecnologias, nem recursos. Esta estratégia visa também promover a sustentabilidade quer dos próprios processos, quer na utilização dos materiais. Desta forma, ao conjugar todas estas características num só produto, é possível reduzir uma sequência de produtos, evitando-se a existência de tantos produtos no final do ciclo de vida.

Smart Composites