Análise bibliométrica e bibliográfica: compósitos poliméricos estruturais carregados de agentes de auto-cura

Abstract

Em aplicações estruturais, materiais compósitos podem estar suscetíveis a danos internos, como delaminações e microfissuras, difíceis de serem detectados e reparados manualmente, comprometendo a integridade estrutural e a vida útil do componente. Materiais com a capacidade de auto-cura superam essas limitações reparando danos e recuperando parte das propriedades mecânicas antes de implicar em uma falha catastrófica, assim como contribuem para a redução de custo em manutenções, aumentam a segurança da estrutura e contribuem para a sustentabilidade com um maior período de vida útil do material. Nesse contexto, sistemas extrínsecos e intrínsecos de auto-cura foram estudados e comparados neste trabalho. A partir da análise bibliométrica foram identificados 20 artigos científicos de 2021 a 2026, onde foi realizado um estudo da arte, identificando métodos, mecanismos, efeitos nas propriedades mecânicas e eficiência de cura de diferentes sistemas de auto-cura em compósitos poliméricos estruturais reforçados com fibra de carbono ou fibra de vidro com resina epóxi. Os principais resultados mostraram inovações como aplicações de sensores integrados em compósitos para detectar danos e obter informações sobre o processo de auto-cura. Notou-se também um crescimento em materiais compósitos vitrímeros com capacidade de auto-cura com boa recuperação das propriedades mecânicas, porém com desafios à estabilidade térmica e alta performance em múltiplos ciclos de cura, além de desafios com a dispersão uniforme de agentes de auto-cura em sistemas extrínsecos de microcápsulas e intrínsecos com a incorporação de termoplásticos dispersos na matriz.

In structural applications, composite materials may be susceptible to internal damage such as delamination and microcracks, which are difficult to detect and repair manually, compromising the structural integrity and service life of the component. Materials with self-healing capability overcome these limitations by repairing damage and recovering part of their mechanical properties before a catastrophic failure occurs. They also contribute to reduced maintenance costs, increased structural safety, and enhanced sustainability through longer material lifespans. In this context, both extrinsic and intrinsic self-healing systems were examined and compared in this study. Through a bibliometric analysis, 20 scientific articles published between 2021 and 2026 were identified, enabling a state-of-the-art review that mapped methods, mechanisms, effects on mechanical properties, and healing efficiency of different self-healing systems in structural polymer composites reinforced with carbon or glass fiber and epoxy resin. The main findings revealed innovations such as the integration of sensors into composites to detect damage and gather information about the self-healing process. The analysis also showed growing interest in vitrimer composite materials with self-healing capability, which demonstrated good recovery of mechanical properties but still face challenges related to thermal stability and high performance under multiple healing cycles, as well as issues concerning the uniform dispersion of self-healing agents in extrinsic microcapsule systems and intrinsic systems incorporating thermoplastics dispersed in the matrix.