Reduzindo os testes de resistência às intempéries de anos para dias.
Um sistema de pré-tratamento de amostras para uma análise mais eficiente da degradação de materiais.
Materiais do dia a dia, como tintas, resinas e borracha, deterioram-se gradualmente quando expostos à luz, calor, umidade e outros fatores ambientais. Com o tempo, isso pode levar ao desbotamento e rachaduras. Os fabricantes de materiais realizam testes para avaliar a durabilidade e prever a vida útil, mas esses testes podem ser demorados.
Lançada em 2025, a unidade combinada de aceleração de degradação CDAS-1000 é o primeiro sistema de pré-tratamento de amostras do mundo projetado para acelerar a degradação de materiais em apenas alguns dias, tornando os testes de resistência às intempéries mais eficientes.
A unidade combinada de aceleração de degradação CDAS-1000. Este sistema de pré-tratamento de amostras foi projetado para a análise de gases liberados durante a degradação de materiais e investiga os mecanismos de degradação nas superfícies dos materiais. Ele permite que os pesquisadores avaliem a facilidade com que um material se degrada em apenas um ou dois dias.
Testes de resistência às intempéries que levam anos
Para materiais comumente usados em ambientes externos, a resistência às intempéries — a capacidade de suportar condições ambientais como luz solar, vento, chuva e variações de umidade — é uma consideração importante. Os métodos de avaliação comuns incluem testes de exposição ao ar livre, nos quais os materiais são deixados para se deteriorarem sob condições ambientais naturais, e testes de intemperismo acelerado, que utilizam equipamentos para acelerar o processo de deterioração; no entanto, o primeiro leva de vários anos a várias décadas, e mesmo o segundo leva vários milhares de horas.
Os materiais utilizados ao ar livre deterioram-se sob os efeitos da luz solar, da chuva e de outros fatores ambientais (foto meramente ilustrativa).
Para enfrentar esse desafio, foi desenvolvida a unidade combinada de aceleração de degradação CDAS-1000. Yuki Kato, do Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da Divisão de Instrumentos Analíticos e de Medição, que participou do seu desenvolvimento, explica:
O tempo necessário para a deterioração dos materiais não foi o único desafio que enfrentamos com os testes de resistência às intempéries. Pesquisadores envolvidos em P&D em fabricantes de materiais e outras organizações avaliaram o grau de degradação verificando visualmente as alterações de cor e brilho. Embora essas alterações pudessem ser observadas, era difícil determinar a causa da degradação. Queríamos encontrar uma maneira de solucionar esse problema.
A unidade de aceleração de degradação combinada CDAS-1000 com membros da equipe de desenvolvimento do Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento, Divisão de Instrumentos Analíticos e de Medição. (Da direita para a esquerda) Gerente Ryutaro Oda, Gerente Assistente Yukinori Hasegawa e Gerente Assistente Yuki Kato.
Apoio à análise dos mecanismos de degradação
O CDAS-1000 é um sistema de pré-tratamento de amostras que acelera a degradação de materiais em um curto período. Os componentes dos gases liberados durante a degradação podem ser analisados, e a condição das superfícies dos materiais pode ser examinada utilizando instrumentos Shimadzu, como cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas (GC-MS), espectrofotômetro de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscópio eletrônico de varredura (MEV). O sistema fornece informações valiosas para a identificação de mecanismos de degradação, auxiliando pesquisadores a otimizar a pesquisa e o desenvolvimento de materiais.
Um frasco (recipiente selado) contendo uma amostra é colocado na unidade. A adição de água ao frasco também permite a avaliação da hidrólise.
A equipe de desenvolvimento solicitou que fabricantes de materiais testassem um protótipo e utilizou o feedback recebido para aprimorar o CDAS-1000. Os usuários podem escolher entre duas fontes de luz: uma lâmpada UV que emite radiação ultravioleta intensa ou uma lâmpada de xenônio que reproduz todo o espectro solar. O sistema também pode aplicar condições controladas de temperatura e umidade, permitindo que os pesquisadores realizem testes que simulam mais fielmente o ambiente natural.
Comentário de um membro da equipe de desenvolvimento
Kato afirma ter uma visão específica do que espera alcançar com o CDAS-1000.
Desde o seu lançamento, o sistema despertou o interesse de pesquisadores que trabalham com materiais de construção, vidros de janelas e laca urushi, utilizada em objetos do patrimônio cultural. Quando apresentamos nosso trabalho em uma conferência internacional sobre degradação de materiais na França, os pesquisadores presentes nos disseram que se tratava de um produto promissor.
Acredito que abrimos novas possibilidades no campo dos testes de resistência às intempéries. Queremos mudar a ideia convencional da indústria de que os testes de materiais levam meses ou até anos.
Ao irmos além das mudanças visíveis para desvendar cientificamente os mecanismos por trás da degradação, buscamos acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de nossos clientes. É isso que almejamos alcançar com o CDAS-1000. Continuaremos a apoiar nossos clientes por meio da ciência e da tecnologia.
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