P&D&I no Setor Aeroespacial com materiais super duros e nano estruturados de carbono para as diferentes áre as do

setor produtivo

P&D&I no Setor Aeroespacial com materiais super duros e nano estruturados de carbono para as diferentes áre as do

setor produtivoVladimir Jesus Trava Airoldi,Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE São José dos Camposvladimir.airoldi@inpe.br

Conteúdo

• Justificativa e a Importância dos novos materiais de Carbono para o Desenvolvimento Científico e Tecnológico de uma Sociedade, com a ajuda da Área Espacial. Porque a área Espacial é tão importante?

• Conceitos envolvidos no entendimento de um projeto de P&D&I

• Caracterização do Projeto DIMARE do LAS/CTE/INPE como inovador. Comomaterializar a importância da Área Espacial em outros segmentos? Necessidade deEmpreender com a participação do setor público

• Comentários Finais

1º WIN –INPE 2016

Pesquisas em Materiais : Investimentos Globais para P&D&I

Pesquisas em Materiais : Investimentos Globais para P&D&I

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2010

Anos

Per

cent

uald

e In

vest

imen

tos

(%)

10

40

30

50

20

RevoluçãoIndustrial, I e II Grandes Guerras

RevoluçãoIndustrial, I e II Grandes Guerras

NuclearNuclear

EspaçoEspaço

Nano e/ou novas estruturas,

Áreas da Saúde em evidência,

Meio ambiente,....

.Novos Materiais?

Nano e/ou novas estruturas,

Áreas da Saúde em evidência,

Meio ambiente,....

.Novos Materiais?

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Carbono

Metais

# de

Pub

licaç

ões

(u.a

.)

Diamante-CVD, DLC, Nanotubos

Evolução dos materiais de

carbono

2010

1 - PORQUE A ÁREA ESPACIAL É MUITO IMPORTANTE?

• É O NINHO ONDE MAIS BROCAM NOVAS TECNOLOGIAS

• É O HORIZONTE E A ESPERANÇA DA HUMANIDADE

• É ONDE SE DEVE TER ALTA QUALIDADE DE PESQUISA, DE PRODUTOS E DE SERVIÇOS

• É ONDE PRECISA-SE TER GESTÃO AVANÇADA

• EXIGE CONCEITOS AVANÇADOS DE TRANSFERÊNCIATECNOLOGIA E NECESSITA DA CRIAÇÃO DE PEQUENASEMPRESAS

1 - PORQUE A ÁREA ESPACIAL É MUITO IMPORTANTE?

• É O NINHO ONDE MAIS BROCAM NOVAS TECNOLOGIAS

• É O HORIZONTE E A ESPERANÇA DA HUMANIDADE

• É ONDE SE DEVE TER ALTA QUALIDADE DE PESQUISA, DE PRODUTOS E DE SERVIÇOS

• É ONDE PRECISA-SE TER GESTÃO AVANÇADA

• EXIGE CONCEITOS AVANÇADOS DE TRANSFERÊNCIATECNOLOGIA E NECESSITA DA CRIAÇÃO DE PEQUENASEMPRESAS

INOVAÇÃOINOVAÇÃO

Dependência dos Custos com Ciência e Tecnologia de um Projeto

Dependência dos Custos com Ciência e Tecnologia de um Projeto

12

3

Países não desenvolvidosPaíses desenvolvidos

Zona Crítica

1 Ciência2 Desenvolvimento3 Comercialização

Valor de um Projeto

A FERRAMENTA NECESSÁRIA E ATÉ MESMO BARATA, MAIS SIMPLES E MAIS IMPORTANTE PARA SE MANTER UM PROJETO DE INOVAÇÃO EM CURSO É A GARANTIA DA PROPRIEDADE INTELECTUAL

• GARANTE A UMA NAÇÃO SUA SOBERANIA EM CRIAÇÃO

• INCENTIVA E AMPLIA A INFRAESTRUTURA DA EDUCAÇÃO INTERNA

• OS VALORES HUMANOS SE PERPETUAM INTERNAMENTE

A FERRAMENTA NECESSÁRIA E ATÉ MESMO BARATA, MAIS SIMPLES E MAIS IMPORTANTE PARA SE MANTER UM PROJETO DE INOVAÇÃO EM CURSO É A GARANTIA DA PROPRIEDADE INTELECTUAL

• GARANTE A UMA NAÇÃO SUA SOBERANIA EM CRIAÇÃO

• INCENTIVA E AMPLIA A INFRAESTRUTURA DA EDUCAÇÃO INTERNA

• OS VALORES HUMANOS SE PERPETUAM INTERNAMENTE

"O acabamento e a timidez da minha índole, a falta de meios, e o retiro em que vivo, não me facilitam o acesso aos gabinetes onde se fabricam as reputações e se dá diploma de suficiência. Daí vem que as minhas pobres invenções definhem, morram crestadas pela indiferença e pela falta de jeito"

padre Francisco João de Azevedo nasceu na

cidade da Paraíba em 1814.

2 - O QUE FAZER PARA MATERIALIZARA IMPORTÂNCIA DA ÁREA ESPACIAL?

2 - O QUE FAZER PARA MATERIALIZARA IMPORTÂNCIA DA ÁREA ESPACIAL?

PROJETO MULTIDISCIPLINAR MÃEPROJETO MULTIDISCIPLINAR MÃE

ESTUDOS DE ESCALA INDUSTRIAL

PRODUÇÃO INDUSTRIAL

ESTRUTURA COLUNAR

DIMARE

PESQUISA DESENVOLVIMENTO INDUSTRIALIZAÇÃO

TENSÕES INTERNAS E ADERÊNCIA

DIAGNÓSTICO“IN SITU”

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIE

FERRAMENTAS DE CORTE E USINAGEM

BROCAS MÉDICAS E ODONTOLÓGICAS

CARACTERIZAÇÃO FINAL DE PRODUTOS

INTERESSE INDUSTRIAL

BUSCA E SELEÇÃO DE APLICAÇÕES

IMPLANTES BIOLÓGICOS

TUBOS E ORIFÍCIOS DE INJEÇÃO

DISPOSITIVOS MECÂNICOS

TÉCNICAS DE ALTAS TAXAS DE CRESCIMENTO

ESTUDOS DE MECANISMOS

NOVAS TECNOLOGIAS

DIAMANTE-CVD POLICRISTALINO

MONOCRISTALINO

TRIBOLOGIA E LUBRIFICANTES SÓLIDOS

MARKETING E VENDAS E RETORNO DE MERCADO

DOPAGEM EM DIAMANTE-CVD E DLC

ELETRODOS

DISPOSITIVOS DE LUBRIFICANTES SÓLIDOS

PARA O ESPAÇO E A INDÚSTRIA

NANO ESTRUTURAS

ALTA DENSIDADE DE PLASMA E

BAIXAS PRESSÕES

OUTROS MATERIAIS

ESTUDOS DE NOVAS ESTRUTURAS

REVESTIMENTO INTERNO DE TUBOS

PROCEDIMENTOS LEGAIS, PATENTES E ASSUNOS DE

NEGÓCIOS NIT

Ciclo da InovaçãoCiclo da Inovação

Tesouro Nac.

Capes

Venture Capital

Criatec/BNDES

CNPq

Fapesp ����

Finep

Instituto de Pesquisa Pequena Empresa

Socieda

d

e

���� Referência

MAIS ESPECIFICAMENTE:

O PROJETO DIMARE

DIAMANTE – CVD

DIAMOND-LIKE CARBON (DLC)

NANO ESTRUTURAS DE CARBONO

São mais de 250 publicações, mais de 500 apresentações em congressos nacionais e internacionais, 14 patentes, mais de 70 alunos formados, uma pequena Empresa criada..........

Além dos recursos do Tesouro Nacional, 3 projetos Temáticos, 23 Projetos individuais, Rede Nano, Instituto Nacional de Engenharia de Superfície, mais 20 cooperações Nacionais e Internacionais

Ajudou com 7 projetos PIPE’s (FAPESP) na Pequena Empresa

MAIS ESPECIFICAMENTE:

O PROJETO DIMARE

DIAMANTE – CVD

DIAMOND-LIKE CARBON (DLC)

NANO ESTRUTURAS DE CARBONO

São mais de 250 publicações, mais de 500 apresentações em congressos nacionais e internacionais, 14 patentes, mais de 70 alunos formados, uma pequena Empresa criada..........

Além dos recursos do Tesouro Nacional, 3 projetos Temáticos, 23 Projetos individuais, Rede Nano, Instituto Nacional de Engenharia de Superfície, mais 20 cooperações Nacionais e Internacionais

Ajudou com 7 projetos PIPE’s (FAPESP) na Pequena Empresa

Reatores de Filamento Quente

para Crescimento de Filmes de Diamante-

CVD no INPE

Reatores de Filamento Quente

para Crescimento de Filmes de Diamante-

CVD no INPE

Reatores de Filamento Quente

para Crescimento de Filmes de Diamante-

CVD na Empresa

Reatores de Filamento Quente

para Crescimento de Filmes de Diamante-

CVD na Empresa

A Transferência de TecnologiaA Transferência de Tecnologia

Reactor pequeno paraDLC (20 litros de

volume )

Reactor pequeno paraDLC (20 litros de

volume )

Reator médio para DLC (120 litros de

volume)

Reator médio para DLC (120 litros de

volume)

Reator grande para DLC (800 litros DLC litros de

volume)

Reator grande para DLC (800 litros DLC litros de

volume)

Reactor médio paraDLC (20 litros de

volume )

Reactor médio paraDLC (20 litros de

volume )

Reator médio para DLC (300

litros in volume)

Reator médio para DLC (300

litros in volume)

Reator grande para DLC (1000 liters in volume)Reator grande para DLC (1000 liters in volume)

� No INPE� No INPE

� Na Empresa� Na Empresa

A Transferência de TecnologiaA Transferência de Tecnologia

Sistema PECVD para estudosde crescimento de filmes de

DLC no interior de tubos

Sistema PECVD para estudosde crescimento de filmes de

DLC no interior de tubos

Sistema MWCVD paracrescimento de Diamante CVD

Monocristal

Sistema MWCVD paracrescimento de Diamante CVD

Monocristal

Dois novos sistemasDois novos sistemas

Reatores Tubulares para estudos em crescimento

de nano tubos de carbono

Reatores Tubulares para estudos em crescimento

de nano tubos de carbono Controle da molhabilidade

147º

0º

167º

Estudos do crescimento de nano tubossuperhidrofílicos em telas de açoinoxidável para funcionar como

separador de óleo e água

NANO ESTRUTURAS DE CARBONONANO ESTRUTURAS DE CARBONO

CVDentus – Pontas Ultra-sônicas & Ultra-som

Brocas de Perfuração de Poços de Petróleo, etc.

Revestimento Interno de Tubo Longos

Revestimento de dispositivos Automotivos, Médicos-odont., com DLC

Projeto 1 Projeto 2 Projeto 3 Projeto 4

PROJETOS INDUSTRIAISPROJETOS INDUSTRIAIS

Instrumentação Avançada

Projeto 5

Diamante-CVD Diamond-likeCarbon (DLC)

Área de Odontologia e Medicina

Sistema de ultrassom

� Patente Mundial

� 1ºSpin off

Pontas em Diamante-CVD para OdontologiaDentistry: CVDentus

Patente

Evolução da tecnologia das brocas de dentista

Evolução da tecnologia das brocas de dentista

Diamante-CVDDiamante-CVD

Solda GalvânicaSolda GalvânicaDescontinuidadeDescontinuidade

Área de perfuração de Poços, especialmentepara exploração de Petróleo, Água e GásÁrea de perfuração de Poços, especialmentepara exploração de Petróleo, Água e Gás

NEW

USED

Diamante - CVD para brocas de perfuração(água, óleo e gás)

• 2.5 X mais durável

• 30% mais rápido para perfurar

• Oferece maior estabilidade aoeixo de perfuração

2nd “Spin Off”

Patente

Evolução da tecnologia das brocas de perfuração de soloEvolução da tecnologia das brocas de perfuração de solo

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Evo

luçã

o te

cnol

ógic

a

Tecnologias existentes

Tecnologia com diamante-CVD

Descontinuidade

Filmes Finos de Carbono, especialmenteo DLC. Aplicações ilimitadasFilmes Finos de Carbono, especialmenteo DLC. Aplicações ilimitadas

Peças para satélite com lubrificação sólida

Cutelaria

Óleo & Gás

Implantes

Peças para automóveis

Instrumental cirúrgico

Coração artificailRelógios

3td “Spin Off”

Tubos

Aplicações Ilimitadas

Patentes

Evolução da tecnologia de Lubrificação

1870 1900 1930 1980 2000 2010

Evo

luçã

o te

cnol

ógic

a

Tecnologias existentes

Tecnologia com DLC

Descontinuidade

para muitas aplicações

1950 1970 1990

Systema PECVD com Catodo adicionalSystema PECVD com Catodo adicional

Substratos

Gas In

Gas Out

Catodoadicional

Suportedos substratos

Plasma de altadensidade

SiH4 C2H2

Câmara para crescimento de DLC com catodo adicinal em alto vácuo

(10-6 mbar)

[Patente]

Simulação numérica usando o software ComSolSimulação numérica usando o software ComSol

Sem catodo adicional Com catodo adicional

Usando métodos numéricos é possível estudar ocomportamento da descarga em plasma usando o catodoadicional, pela primeira vez, em diferentes arranjos,tamanhos e geometrias. É um facilitador na otimização deparâmetros.Resultados preliminares mostras uma boa concordânciacom os experimentos.

Patente

1980 2000 2010

Evo

luçã

o te

cnol

ógic

a

1970 1990 2015

Evolução das Técnicas de Crescimento de filmes finos de DLCEvolução das Técnicas de Crescimento de filmes finos de DLC

PECVD

FEIXE DE ÍONS

PVD (ARCO + SPUTTERING )

PECVD MODIFICADA

PVD (MODIFICADA)

ConcluindoConcluindo

• A área Espacial, além de precisar de estar na vanguarda em pesquisas e desenvolvimentos de novos materiais e novas instrumentações, precisa de controle da qualidade e engenharia de produto de excelência, e estas experiências, entre outras, devem ser repassadas ao setor produtivo, especialmente do setor da Saúde.

• A grande maioria das áreas de pesquisa exigem desenvolvimentos e por consequência exigem inovação e para se tornarem projetos de inovação precisam de ter transferência de tecnologia, estudos de escala, estudos de mercado e o envolvimento com a sociedade.

• A área Espacial, além de precisar de estar na vanguarda em pesquisas e desenvolvimentos de novos materiais e novas instrumentações, precisa de controle da qualidade e engenharia de produto de excelência, e estas experiências, entre outras, devem ser repassadas ao setor produtivo, especialmente do setor da Saúde.

• A grande maioria das áreas de pesquisa exigem desenvolvimentos e por consequência exigem inovação e para se tornarem projetos de inovação precisam de ter transferência de tecnologia, estudos de escala, estudos de mercado e o envolvimento com a sociedade.

Muito obrigado a todos pela atençãoMuito obrigado a

todos pela atenção

Peloincondicionalapoio financeiro

Peloincondicionalapoio financeiro

Nossa Equipe Agradeçe:Nossa Equipe Agradeçe:

Eventos extraordinário deste último ano

Eventos extraordinário deste último ano

ununtrium (Uut-113), ununpentium (Uup-115), ununseptium (Uus-117) e ununoctium (Uuo-118).

Detecção das Ondas Gravitacionais

Captura de duas imagens, antes e depois de uma explosão estrelar

Descoberta de mais quatro elementos químicos