Universidade USA Faz Parceria com MHP para Avançar Tecnologia Compósito ZT-CFRP Apoiada pela NASA

O grupo do Professor Kuang-Ting Hsiao na Universidade do Sul do Alabama (Atlanta) desenvolveu recentemente o ZT-CFRP, um compósito plástico inovador enriquecido com nanopartículas e reforçado com fibras de carbono, originalmente apoiado pela NASA. Financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), a universidade estabeleceu uma parceria de pesquisa para explorar totalmente o potencial do material compósito avançado e garantir que o ZT-CFRP possa ser levado ao mercado mais amplo rapidamente.

Além da Universidade do Sul do Alabama, cinco empresas de diversos setores estão envolvidas na parceria, incluindo MHP (Atlanta, Geórgia, EUA), Porsche Motorsports (Califórnia, EUA), UST Mamiya (Fort Worth, Texas, EUA), Hexcel Corp. (Stamford, Connecticut, EUA) e Toray Composite Materials America (Tacoma, Washington, EUA). A MHP desempenhará um papel chave nesta colaboração, trabalhando em estreita colaboração com a universidade para apoiar o projeto de um processo de produção rolo a rolo para ZT-CFRP, o que permitirá a produção de grandes quantidades do material a baixo custo. O projeto visa levar o ZT-CFRP ao mercado até 2024.

"Nosso colega, Dr. Sebastian Kirmse, escreveu sua dissertação na Universidade do Sul do Alabama e, durante esse tempo, esteve envolvido na pesquisa deste novo e empolgante compósito", explica Tobias Hoffmeister, presidente e CEO da MHP Americas Inc. "Quando Sebastian ingressou na MHP no início de 2020, ele nos informou sobre a nova tecnologia e nos envolveu. Todos ficamos convencidos de que o material compósito tinha potencial considerável desde o início."

O compósito plástico, enriquecido com nanopartículas especificamente orientadas e reforçado com fibras de carbono, possui diversas propriedades que o destacam de outros materiais compósitos neste grupo. Nanofibras de carbono são dispostas entre as fibras de carbono convencionais em formação zig-zag, produzindo um tecido no qual as cargas mecânicas, elétricas e térmicas são distribuídas em todas as direções dentro do compósito, aumentando significativamente a condutividade do material (especialmente ortogonal à direção da fibra). A universidade observa que isso significa que o ZT-CFRP não é apenas mais leve que alumínio e mais resistente que aço, mas também significativamente menos vulnerável a forças mecânicas, como danos por impacto, que compósitos reforçados com fibra de carbono convencionais (CFRPs).

O ZT-CFRP estará disponível tanto na forma de rolo pré-impregnado quanto como filme de resina fino que pode ser usado para otimizar materiais pré-impregnados tradicionais ou para unir adesivamente dois materiais com conexão e durabilidade mecânicas, térmicas e elétricas melhoradas.

O ZT-CFRP também abre uma ampla gama de aplicações potenciais, desde automotivo, aeroespacial, até esportes como golfe. "Com carros, por exemplo, estamos constantemente tentando garantir um alto nível de segurança para passageiros, enquanto nos esforçamos para reduzir peso e, assim, consumo de energia", explica Dr. Sebastian Kirmse. "O ZT-CFRP poderia substituir o alumínio como material de escolha para o chassi. Isso não era possível com compósitos reforçados com fibra de carbono convencionais, especialmente para peças expostas a cargas térmicas aumentadas." O novo compósito também poderia ser usado de forma semelhante em espaçonaves. Além disso, tacos de golfe devem se tornar mais leves e potentes com o material. Dr. Sebastian Kirmse afirma ainda que, devido às suas propriedades multifuncionais, o material implica um espectro expandido de aplicações possíveis, que serão exploradas durante o projeto em colaboração com os parceiros.