PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO POR PIRÓLISE DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA DE BAMBU NATURAL, MATERIAL CONDUTOR/RESISTOR MONOLÍTICO 3D COMO DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO DE AQUECIMENTO E VAPORIZAÇÃO DE FLUIDOS E USO

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Abstract

PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO POR PIRÓLISE DA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA DE BAMBU NATURAL, MATERIAL CONDUTOR/RESISTOR MONOLÍTICO 3D COMO DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO DE AQUECIMENTO E VAPORIZAÇÃO DE FLUIDOS E USO. A presente invenção descreve um processo para a fabricação de um material condutor/resistor monolítico de grafite, destinado ao aquecimento e vaporização de fluidos tanto inorgânicos (como H2O) quanto orgânicos (como etilglicol e DMSO), através do efeito Joule. O material é produzido a partir da pirólise de bambu, especificamente a espécie Dendrocalamus giganteus, a uma temperatura ótima de 700ºC. O bambu escolhido é notável por seu sistema vascular complexo e menos tortuoso, e sua estrutura cristalina lignocelulósica altamente orientada contribui para a formação de carbonos grafíticos e turbostráticos orientados sem a necessidade de catalisadores metálicos ou tratamentos químicos e físicos adicionais. O processo de pirólise lenta adotado resulta em um material com propriedades termoelétricas específicas, incluindo resistividade de 0,15 O m, condutividade elétrica de 6,6 S/m e condutividade térmica de 1,77 W/m K. Estas características conferem ao material uma resposta elétrica sensível, permitindo aquecer e resfriar rapidamente a uma taxa de 1ºC/seg. A invenção reside na exploração da estrutura supramolecular da celulose na biomassa de bambu para criar uma estrutura pirolisada 3D com microcanais condutores de carbono. Estes canais são Derivados dos condutos 3D naturais do bambu, mantendo sua integridade durante o processo de pirólise. O material condutor/resistor monolítico 3D obtido pela presente invenção pode ser aplicado como dispositivo microfluídico em síntese orgânica como modulação fina e rápida da temperatura dos meios reacionais, domótica (aquecimento de água sanitária) e dessalinizador de água.