RESUMO da patente: Sensing Properties of Carbon Nanotube

RESUMO da patente: Sensing Properties of Carbon Nanotube – Carbon Fiber / Cement
Nanocomposites (by Junqing Zuo, Wu Yao, Xiaoyan Liu and Junjie Qin; in Journal of Testing and Evaluation, Vol.
40, No. 5, Paper ID JTE20120092, Available online at: www.astm.org)
Doutorando: Iuri Jauris
Pode-se encontrar na literatura atual uma ampla gama de estudos que tratam da adição de
diversos compostos eletricamente condutores (fibras de carbono, fibras de aço, escória de aço, etc...)
em compostos a base de cimento para fabricar cimentos multifuncionais, mais resistentes e
“inteligentes”. Essa adição pode promover força flexural, resistência a fratura, anti-encolhimento, além
de habilidade desses compostos de atuarem como sensores de pressão, temperatura e contra
interferência de campos eletromagnéticos. O cimento por sua vez é um composto aglomerante que tem
por finalidade a aglutinação de outros materiais, e em contato com água forma uma pasta, a qual é
moldável e maleável, permitindo o fácil manuseamento do material.
Partindo dessa perspectiva, no presente estudo os autores buscaram investigar a resistência a
compressão e propriedades sensoriais a pressão, temperatura e morfologia dos nanocompósitos de
cimento a base de nanotubos de carbono (NTCs) e fibras de carbono (FC). Os resultados deste trabalho
apontam que a adição de 0,2 a 1,0 % de NTCs (% por massa de cimento), ao cimento com FC (0,4 %),
leva a uma melhora de 21,5 a 30,1%, respectivamente, na força de compressão, se comparado ao
composto sem NTCs. Em adição, foi verificado que o nanocomposto formado por FC e NTCs, na
mesma proporção anteriormente citada, altera sua resistividade elétrica de acordo com a pressão
exercida (característica de piezo resistividade). Além disso, este sensor teve um ganho considerável em
reprodutibilidade e linearidade se comparado ao composto sem os NTCs. Dessa forma este tipo de
nanocompósito de cimento NTC/FC piezo-resistivo teria um grande potencial como sensor para
monitoramento de tráfego, tal como detecção de veículos, pesagem em movimento e detecção da
velocidade do veículo. Outros resultados mostraram que a resistividade desse composto decresce com
o aquecimento, porém é revertida após resfriamento. Há, contudo, um decréscimo da capacidade
sensorial após um ciclo resfriamento aquecimento (-30°C a 60°C), devido provavelmente a degradação
do material. Por fim destaca-se ainda que os coeficientes de energia de ativação e sensibilidade a
temperatura foram aumentados quando da adição de 0,2 a 2,0 % de NTCs por massa de cimento, o que
indica que tal compósito poderia ser utilizado com sensor térmico para monitoramento da temperatura
em concretos.