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dc.creatorBarasuol, Fernanda Vieira
dc.date.accessioned2025-12-11T08:38:59Z
dc.date.available2025-12-10
dc.date.available2025-12-11T08:38:59Z
dc.date.issued2025-09-26
dc.identifier.citationBARASUOL, Fernanda Vieira. Desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos visando aplicação como revestimento térmico e bactericida para construção civil. Orientador: Fernando Machado Machado. Coorientadora: Carolina Ferreira de Matos Jauris. 2025. 144f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPGCEM, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/18965
dc.description.abstractThe optimization of the thermal performance of buildings, along with the promotion of healthier indoor environments, is a continuous demand in the construction sector. In this context, the research and application of materials that enhance the energy and environmental efficiency of buildings becomes essential. Nanometric-scale materials, known as nanomaterials, exhibit interesting properties that, when applied in small quantities in the production of nanocomposite materials, can improve or develop new functionalities. Examples include graphene oxide (GO) and silver nanoparticles (AgNPs), which are nanomaterials that demonstrate antibacterial properties, mechanical strength, and thermal stability, among other properties. Aiming to contribute to the improvement of thermal comfort, combined with cleanliness and hygiene, in long-term occupancy environments, this research focuses on the development of hybrid materials incorporating AgNPs and GO into polymeric matrices for use as coatings (paint) in civil construction. In the first stage of the research, GO and AgNPs were synthesized, and the experimental conditions for developing nanocomposites using latex technology were optimized. The proportions of the nanostructures, the concentration of the AgNPs solution, and substrate tests were defined. The precursor materials were characterized by UV-vis spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), GO by potentiometric titration and thermogravimetric analysis (TGA), and AgNPs by X ray diffraction (XRD). The films were morphologically characterized by AFM and scanning electron microscopy (SEM). Structural analyses were also performed, including infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, mechanical and thermal analyses using infrared thermography. To assess antibacterial activity, microbiological analysis was conducted according to the CLSI M02 protocol, with modifications as necessary. The results show that the synthesis of the precursor materials aligns with the literature, displaying the characteristic peaks of GO and AgNPs. The XRD results of AgNPs confirm the reduction of silver ions to metallic silver nanoparticles. SEM results demonstrate good homogeneity of the nanocomposites, with no loose structures and nanoparticles well adhered to the polymer matrix. AFM images reveal that the presence of CTAB aids in the coalescence process of latex particles, and that sample roughness increases with the concentration of reinforcements. Furthermore, the nanocomposite samples exhibited lower hardness than the pure matrix, as well as greater adhesiveness. FTIR spectroscopy indicated that the incorporation of nanostructures does not alter the matrix structure. In tensile deformation mechanical analyses, the isolated presence of reinforcements in the matrix, as well as most nanocomposites, increased the Young’s modulus; however, the sample with both components in intermediate proportions – 1AgNP1GO – showed greater flexibility and elongation. Microbiological analyses did not indicate antimicrobial or antifungal activity of the nanocomposites, which may suggest particle aggregation, concentration issues, or isolation by the matrix. Thermographic analyses revealed that the 2AgNP2GO nanocomposite exhibited a surface temperature difference of up to - 4°C compared to other samples, indicating its potential as a promising coating material to enhance the thermal performance of buildings.pt_BR
dc.description.sponsorshipSem bolsapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectNanocompósitospt_BR
dc.subjectNanopartículas de pratapt_BR
dc.subjectÓxido de grafenopt_BR
dc.subjectEficiência térmicapt_BR
dc.subjectAtividade antibacterianapt_BR
dc.subjectNanocompositespt_BR
dc.subjectSilver nanoparticlespt_BR
dc.subjectGraphene oxidept_BR
dc.subjectThermal efficiencypt_BR
dc.subjectAntibacterial activitypt_BR
dc.titleDesenvolvimento de nanocompósitos poliméricos visando aplicação como revestimento térmico e bactericida para construção civilpt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of polymeric nanocomposites for application as thermal and bactericidal coatings in civil constructionpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0178966652560562pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9463-3535pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4817691053221537pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Jauris, Carolina Ferreira de Matos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5254810887797757pt_BR
dc.description.resumoA otimização do desempenho térmico das edificações, juntamente com a promoção de ambientes internos mais salubres, constitui uma demanda contínua no setor da construção civil. Nesse contexto, torna-se imprescindível a pesquisa e aplicação de materiais que potencializem a eficiência energética e ambiental das edificações. Os materiais em escala nanométrica, chamados nanomateriais, apresentam propriedades interessantes que, quando aplicados em pequenas quantidades na produção de materiais nanocompósitos, podem melhorar ou desenvolver novas propriedades. Alguns exemplos são o óxido de grafeno (GO) e as nanopartículas de prata (AgNPs), nanomateriais que apresentam propriedades antibacterianas, resistência mecânica, estabilidade térmica, entre outras. Visando contribuir para a melhoria do conforto térmico aliado à limpeza e higienização dos ambientes de permanência prolongada, essa pesquisa visa o desenvolvimento de materiais híbridos de AgNPs e GO incorporados em matrizes poliméricas para aplicação como revestimento (pintura) na construção civil. Na primeira etapa da pesquisa, foram sintetizados o GO e as AgNPs, e otimizada a condição experimental para desenvolvimento dos nanocompósitos pela tecnologia do látex. Foram definidas as proporções das nanoestruturas, assim como a concentração da solução de AgNPs, e testes de substrato. Os materiais precursores foram caracterizados por UV-vis e microscopia de força atômica (AFM), o GO por titulação potenciométrica e análise termogravimétrica (TGA), e as AgNPs por difração de raios x (DRX). Os filmes foram caracterizados morfologicamente por AFM e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ainda, foram realizadas análises estruturais como espectroscopia no infravermelho, Raman, análises mecânicas e térmicas por termografia no infravermelho. Para a obtenção da atividade antibacteriana foi realizada a análise microbiológica conforme o método descrito no protocolo M02 do CLSI, com modificações. Os resultados mostram que a síntese dos materiais precursores está de acordo com a literatura, mostrando os picos característicos do GO e das AgNPs. Os resultados de DRX das AgNPs mostram que houve a redução de íons prata para prata metálica em nanopartículas; os resultados de MEV apresentam a boa homogeneidade dos nanocompósitos, sem estruturas soltas e com as nanopartículas bem aderidas à matriz polimérica. Nas imagens de AFM pode-se observar que a presença do CTAB auxilia no processo de coalescimento das partículas de látex, assim como a rugosidade das amostras aumenta à medida que a concentração dos reforços também aumenta. Ainda, as amostras dos nanocompósitos apresentaram dureza menor que a matriz pura, assim como uma maior adesividade. A espectroscopia FTIR mostrou que a incorporação das nanoestruturas não altera a estrutura da matriz. Nas análises mecânicas em tensão-deformação, a presença isolada dos reforços na matriz, assim como a maioria dos nanocompósitos, aumenta o módulo de Young, porém a amostra com os dois componentes em proporções intermediárias – 1AgNP1GO – apresentou maior flexibilidade e alongamento do material. As análises microbiológicas não apontaram atividades antimicrobianas e antifúngicas dos nanocompósitos, podendo ser um indicativo do agregamento das partículas, concentração ou isolamento pela matriz. Nas análises termográficas pode se observar que o nanocompósito 2AgNP2GO apresentou uma diferença de temperatura superficial de até -4°C comparado às demais amostras, provando ser uma alternativa para utilização como revestimentos que auxiliem no desempenho térmico de edificações.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIASpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Machado, Fernando Machado
dc.subject.cnpq1ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR


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