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Unifei - Universidade Federal de Itajubá

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Materiais ModernosMateriais Modernos

Alexandre Pedretti 15841

Isabella Lemos 15857


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• Cristais líquidos;

• Polímeros;

• Biomateriais;

• Cerâmicas;

• Supercondutividade;

• Filmes finos;

• Referências bibliográficas

Sumário


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Cristais Líquidos

1. Cristais Líquidos2. Polímeros3. Biomateriais4. Cerâmicas 5. Supercondutividade 6. Filmes Finos7. Referências Bibliográficas

• Frederick Reinitzer e o benzoato de colesterila

• Propriedades intermediarias entre a fase sólida e líquida

• Grande aplicação na tecnologia, graças as ligações moleculares fracas facilmente afetadas por variações de temperatura, pressão e campo magnético


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Fases Cristalinas


• Fase liquida cristalina nemática• Fase liquida cristalina esmética• Fase liquida cristalina colesterica


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Polímeros

• O que são?Substâncias com massa molecular muito alta, chegando a milhões de u.

• Exemplos de polímeros naturais:Lã, couro e borracha natural



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Polímeros

• Polimerização por adição:Ocorre pelo acoplamento de monômeros usando suas ligações múltiplas.

• Exemplos:



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Polímeros

• Polimerização por condensação:Duas moléculas se unem para formar uma molécula maior pela eliminação de uma pequena, como água.



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Polímeros

Tipos de polímeros:• Elastômero: tem comportamento de

borracha, elástico.• Plásticos: materiais que podem ser

fabricados em vários formatos.• Termoplásticos: podem ser

remodelados.• Plásticos termocurados: é modelado

por processos químicos.



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PolímerosEstruturas e propriedades físicas dos

polímeros:

• As cadeias são flexíveis e dobram-se com facilidade.

• Os polímeros são geralmente materiais amorfos.

• O grau de cristalinidade do polímero pode ser ampliada por estiramento ou puxão mecânico.



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Polímeros

Polímeros de ligação cruzada:São ligações formadas entre as cadeias de polímeros fazendo com que o polímero fique mais rígido, é chamada de reticulação.



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Biomateriais


• Qualquer material com aplicação biomédica

• Propriedades que satisfaçam o uso da aplicação


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Biomateriais


Características:

• Biocompatibilidade.• Exigências físicas.• Exigências químicas.• Biomateriais

poliméricos


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Biomateriais


Aplicações:• Substituições e reparos cardíacos• Implantes vasculares• Tecidos artificiais• Substituições da bacia


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Cerâmicas

• O que são?Materiais inorgânicos sólidos, não metálicos. Podem ser cristalinas ou não-cristalinas.



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Cerâmicas

• Desvantagens: são extremamente quebradiças e são difíceis de serem fabricadas



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Cerâmicas

• Microfissuras não detectáveis e lacunas, geralmente, se desenvolvem nas peças cerâmicas, durante o processamento.

• Para endurecer uma cerâmica partículas muito puras e uniformes são sinterizadas.

• Processo sol-gel: método que forma partículas extremamente finas de tamanho uniforme.



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Cerâmicas


Ti(s) + 4 CH3CH2OH(l) → (metal) (Álcool)

Ti(OCH2CH3)4 (s) + 2 H2 (g) (Alcóxido)

(sol)

(gel)

Ti(OCHTi(OCH22CHCH33))4 (aq) 4 (aq) + 4 H + 4 H22O → O →

(Alcóxido)(Alcóxido)

Ti(OH)Ti(OH)4 (s)4 (s) + 4 CH + 4 CH33CHCH22OHOH(l(l))

(OH)3Ti – O – H(s) + H – O –Ti(OH)3(s)

→ (HO)→ (HO)33Ti – O – Ti(OH)Ti – O – Ti(OH)3(s)3(s) + H + H22OO(l)(l)


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Cerâmicas

Compósitos cerâmicos:

• Compósitos são uma mistura complexa de dois ou mais materiais.

• A adição de fibras cerâmicas a um material cerâmico formam os compósitos mais eficientes.



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Cerâmicas

Aplicações:• Indústria de ferramentas de corte.• Indústria eletrônica.• Ladrilho de ônibus espaciais



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Supercondutividade


• H. Carmeling (mercúrio abaixo de 4,2 k perde a resistência ao fluxo de elétrons)

• Óxidos cerâmicos supercondutores

• Novos supercondutores


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Filmes finos

• Filmes finos têm espessura variando de 0,1 μm a 300 μm.

• Para ser útil ele deve possuir todas ou a maioria das seguintes propriedades:

-ser quimicamente estável no ambiente.

-ser bem aderente ao substrato.

-ter espessura uniforme.

-ser quimicamente puro ou de composição química controlável.

- ter baixa densidade de imperfeições.



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Filmes finos

Usos:• Microeletrônica como condutores, resistores e

capacitores.• Como revestimentos óticos em lentes.• Revestimentos protetores em metais.• Aplicados aos vidros para reduzir arranhões e

desgastes.



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Filmes finos

Fabricação de filmes finos:

• Deposição à vácuo: o material a ser depositado como um filme fino é aquecido em uma câmara de alto vácuo. Moléculas vaporizadas se deslocam para o ponto de deposição e a peça é girada para obter um revestimento uniforme.



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Filmes finosEmissão:• Alta voltagem.• Transportados através do gás

ionizado na câmara e depositados no substrato.

• A superfície-alvo

é o eletrodo negativo.



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Filmes finos

Decomposição de vapor químico:• A superfície é revestida com um

composto químico • Forma um revestimento estável e

aderente.


TiBr4(g) + 2 H2(g) → Ti(s) + 4 HBr(g)


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Referências bibliográficas

• Química: A Ciência Central – Brown, LeMay, Bursten – 9ª edição;

• http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm

• http://images.google.com.br/;• Evolução dos conceitos de polímero e de

polimerização - Ramón Guitián • http://www.poli.usp.br/d/pmt2100/Aula11_2005%201p.pdf

http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm

http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/quimica/paginahtml/polimeros7.htm

http://images.google.com.br/

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