Tintas, adesivos e revestimentos condutores à base de grafite esfoliado e aplicados à construção de componentes e circuitos elétricos

Resumo

Tintas e adesivos condutores elétricos são produtos industriais importantes, com mercado global de US$3 bilhões/ano, e CAGR de 4-6%. São consumidos em vários setores industriais: automobilístico, de TI, materiais elétricos, energia. Os sucessos alcançados e as perspectivas desses produtos sustentam uma dinâmica de P&D documentada em numerosas publicações e patentes recentes. Este projeto explora uma descoberta do proponente, que é a obtenção de dispersões aquosas de grafite, estabilizadas por celulose, com características sem precedentes que justificam esse projeto: I) o esfoliante da grafite é "verde"; II) o processo produtivo é brando, preservando as dimensões laterais das partículas; III) a aplicação das dispersões sobre papéis e tecidos celulósicos produz filmes condutores flexíveis e plasticizáveis; IV) a resistência elétrica dos filmes pode ser ajustada mudando-se a relação de massas entre grafite e celulose e o grau de orientação de grafite; V) foram obtidos filmes grafíticos com resistência de até 0,3 ohm/quadrado. Essas dispersões são a base de uma plataforma de produção de materiais elétricos que também faz parte desse projeto: placas de circuito, trilhas condutoras e eletrodos impressos, aquecedores e microaquecedores e uma fita adesiva condutora. O atual objetivo deste projeto é construir um pipeline, de novas tintas, adesivos e revestimentos, aumentando a escala de produção e explorando novas possibilidades de aplicação em circuitos impressos (2D e 3D) flexíveis e vestíveis, eletrodos, aquecedores miniaturizados, aquecedores de baixa densidade de potência, revestimentos anti-estáticos e anti-atrito, grafite plasticizado para moldagem, sensores. A metodologia inclui atividades de pesquisa básica em materiais e de P&D de tintas e adesivos, realimentadas pelo mercado e por novas demandas tecnológicas. Os primeiros produtos já comercializados são kits de ensino de eletricidade e eletroquímica, que poderão produzir receita significativa em 2018. Os resultados esperados são: I) uma atividade industrial e de serviços lucrativa e sustentável, apoiada em uma invenção recente e em propriedade intelectual protegida; II) a substituição de metais caros, em algumas aplicações, por materiais grafítico/celulósicos; III) a introdução de uma nova família de materiais, integrada ao paradigma da economia "verde". Impactos esperados são: criação de renda, de empregos qualificados, viabilização de novos produtos em vários setores industriais e redução do custo de produtos e serviços atuais.