University of South Alabama, MHP se envolve em parceria de pesquisa para material plástico composto

O grupo do professor Kuang-Ting Hsiao na University of South Alabama (Atlanta) desenvolveu recentemente o ZT-CFRP, um composto plástico inovador enriquecido com nanopartículas e reforçado com fibras de carbono que foi originalmente apoiado pela NASA. Financiada pela U.S. National Science Foundation (NSF), a universidade estabeleceu uma parceria de pesquisa para explorar totalmente o potencial oferecido pelo material composto avançado e para garantir que o ZT-CFRP possa ser levado a um mercado mais amplo rapidamente.

Além da University of South Alabama, cinco empresas de diversos setores estiveram envolvidas na parceria, incluindo MHP (Atlanta, Geórgia, EUA), Porsche Motorsports (Califórnia, EUA), UST Mamiya (Fort Worth, Texas , EUA), Hexcel Corp. (Stamford, Conn., EUA) e Toray Composite Materials America (Tacoma, Wash., EUA). O MHP terá um papel fundamental nessa 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 que grandes quantidades do material sejam produzidas a baixo custo. O projeto visa levar o ZT-CFRP ao mercado até 2024.

“Nosso colega, Dr. Sebastian Kirmse, escreveu sua dissertação na University of South Alabama e, durante esse tempo, esteve envolvido na pesquisa para este novo e empolgante composto”, explica Tobias Hoffmeister, presidente e CEO da MHP Americas Inc. “ Quando Sebastian se juntou ao MHP no início de 2020, ele nos informou sobre a nova tecnologia e nos envolveu. Todos estávamos convencidos de que o material composto tinha um potencial considerável, desde o início. ”

O compósito plástico, que é enriquecido com nanopartículas especificamente orientadas e reforçado com fibras de carbono, tem várias propriedades que o diferenciam de outros materiais compósitos desse grupo. As nanofibras de carbono são enroscadas entre as fibras de carbono convencionais em uma formação em zigue-zague, 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 só é mais leve do que o alumínio e mais resistente do que o aço, como também é significativamente menos vulnerável a forças mecânicas, como danos por impacto, do que os plásticos reforçados com fibra de carbono convencionais (CFRPs).

O ZT-CFRP estará disponível na forma de um rolo pré-impregnado e como um filme de resina fina que pode ser usado para otimizar os materiais pré-impregnados tradicionais ou para unir dois materiais de forma adesiva com melhor conexão mecânica, térmica e elétrica e durabilidade.

Diz-se também que o ZT-CFRP abre uma ampla gama de aplicações potenciais, desde automotivo, a espacial, a esportes como golfe. “No caso dos automóveis, por exemplo, procuramos constantemente garantir um elevado nível de segurança aos passageiros, ao mesmo tempo que nos esforçamos para reduzir o peso e, consequentemente, o consumo de energia”, explica o Dr. Sebastian Kirmse. “O ZT-CFRP pode substituir o alumínio como material de escolha para o chassi. Isso não era possível com plásticos convencionais reforçados com fibra de carbono, especialmente para peças expostas a maior carga térmica. ” O novo composto também pode ser usado de maneira semelhante em naves espaciais. Além disso, espera-se que os tacos de golfe se tornem mais leves e poderosos com o material. O Dr. Sebastian Kirmse afirma ainda que, devido às suas propriedades multifuncionais, o material envolve um amplo espectro de aplicações possíveis, que serão exploradas durante o projeto em colaboração com os parceiros.