Desenvolvimento de método para obtenção de trilhas condutivas com grafeno por esfoliação em fase líquida aplicadas à eletrônica impressa na Indústria 4.0
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Data
2025
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Instituto de Tecnologia e Educação Galileo da Amazônia
Resumo
Este estudo apresenta o desenvolvimento e a caracterização de trilhas condutivas baseadas em grafeno obtido por esfoliação em fase líquida (LPE), com aplicação em placas de circuito impresso (PCI) sobre substrato FR4. A síntese do grafeno foi realizada por meio da dispersão de grafite em flocos em um solvente com surfactante, seguida de esfoliação ultrassônica por 30 minutos. O material obtido foi caracterizado por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Raman, confirmando a presença de grafeno multicamada com defeitos estruturais moderados. Foram formuladas tintas condutivas utilizando diferentes proporções da resina amazônica Jutaicica como ligante natural, buscando boa adesão ao substrato. Os testes demonstraram espessura média de ~72 µm e condutividade elétrica de 0,75 e 0,91 (Ω.cm)-¹ para as tintas 1 e 2, respectivamente, com adesão satisfatória. Os resultados evidenciam o potencial do grafeno LPE combinado a insumos da biodiversidade amazônica na formulação de tintas condutivas funcionais e sustentáveis, contribuindo para aplicações industriais alinhadas à sustentabilidade e à Indústria 4.0.
Abstract
This study presents the development and characterization of conductive tracks based on graphene obtained via liquid-phase exfoliation (LPE), applied to printed circuit boards (PCBs) on FR4 substrates. Graphene synthesis was carried out by dispersing graphite flakes in a surfactant-assisted solvent, followed by ultrasonic exfoliation for 30 minutes. The resulting material was characterized using XRD, SEM, and Raman spectroscopy, confirming the presence of multilayer graphene with moderate structural defects. Conductive inks were formulated with different proportions of Jutaicica resin, a natural Amazonian binder, achieving good adhesion to the substrate. Tests indicated average track thickness of ~72 µm and electrical conductivity of 0.75 and 0.91 (Ω.cm)-¹ for inks 1 and 2, respectively. The findings demonstrate the potential of LPE graphene combined with Amazonian biodiversity inputs for the formulation of functional and sustainable conductive inks, aligned with sustainability principles and Industry 4.0.
Descrição
Palavras-chave
Grafeno, Esfoliação líquida, Placa de circuito impresso, Indústria 4.0, Tinta condutiva
Citação
VALADÃO, Suélem Cabral. Desenvolvimento de método para obtenção de trilhas condutivas com grafeno por esfoliação em fase líquida aplicadas à eletrônica impressa na Indústria 4.0. 2025. 61 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia, Gestão de Processos, Sistemas e Ambiental) – Instituto de Tecnologia e Educação Galileo da Amazônia – ITEGAM, Manaus, 2025.