
UECE
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Open Access Mandate for Publications assignment_turned_in Project2025 - 2026Partners:UMINHO, UECE, IETccUMINHO,UECE,IETccFunder: Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. Project Code: 2023.14962.PEXFunder Contribution: 50,000 EURPortugal faces significant challenges in terms of energy efficiency and energy poverty, with approximately 75% of its housing stock classified as low efficiency and 20% of the population struggling to afford heating and cooling costs. This project proposes an innovative and sustainable solution: the use of recycled Phase Change Materials (rPCMs) integrated into recycled cellulose acetate (rCA) fibres to enhance thermal comfort and energy efficiency in buildings. The project aims to transform waste into valuable resources, fostering the circular economy and overcoming the complexities of working with recycled materials so that the rPCMs achieve the necessary thermomechanical properties for application in cement mortars. Additionally, it focuses on creating an efficient eutectic from recycled fatty acids to operate at the ideal operating temperature, ensuring the system's functionality and promoting sustainability. Phase Change Materials (PCMs) enhance the thermal efficiency of construction by absorbing and releasing heat, reducing heating/cooling needs, stabilising indoor temperatures, and mitigating energy poverty. There are gaps in the literature regarding compatibility with construction materials and the optimisation of PCM types for this application. Effective encapsulation techniques are essential to prevent leaks. It will be the first time that Totally Recycled Coaxial Microfibres (TRCMF) for thermoregulation will be studied in cement mortars. The application of TRCMF is expected to maintain the indoor thermal comfort of buildings, reducing energy poverty and energy consumption. To tackle this challenge, the project adopts innovative strategies. The production of coaxial fibres containing rPCMs through the wet spinning technique aims to offer a more durable solution and overcome potential leakage issues associated with traditional PCMs in cement mortars, which reduce their mechanical properties. Furthermore, the research will focus on identifying the ideal combination of materials, including rPCMs, rCA, and other components, to ensure that the coaxial fibres not only possess superior thermomechanical properties themselves but also enhance the thermomechanical properties of mortars when incorporated into them. Optimising the process of incorporating PCMs into the fibres will maximise their functionality and efficiency. This sustainable project, allied with the circular economy, will contribute to social, environmental, and economic issues and is aligned with the objectives 7, 11, and 12 of United Nations. Two universities and a research centre from three different countries are joining forces in this project. The Centre for Textile Science and Technology (2C2T) and the Physics Center of Minho and Porto Universities (CF) at the University of Minho (UM) bring their experience in textile materials (e.g. fibre development) and the characterization and development of nano and micromaterials. The Eduardo Torroja Institute of Construction Sciences (IETcc-CSIC) brings its excellence in construction research and sustainability. The Molecular Biotechnology Laboratory (LBBM) of the State University of Ceará (UECE) provides an infrastructure to support multidisciplinary biotechnology projects. This collaboration guarantees project success and the development of innovative solutions. UM is a research centre with a vast scientific and innovation output, with various projects and partnerships. The IETcc-CSIC is renowned for its experience in the development of cementitious materials and sustainability in construction, with well-equipped laboratories and highly qualified, world-renowned researchers. For its part, UECE stands out as an institution of excellence in teaching and research, committed to sustainability and innovation. Its researchers have know-how in biological management, for example, with fungi and bacteria. These research centres are collaborating on this project to tackle the challenges of construction in an innovative and sustainable way. Portugal defronta-se com desafios significativos no que diz respeito à eficiência energética e à pobreza energética, com aproximadamente 75% do seu parque habitacional classificado como de baixa eficiência e 20% da população a enfrentar dificuldades em suportar os custos de aquecimento e arrefecimento. Este projecto propõe uma solução inovadora e sustentável: a utilização de Materiais de Mudança de Fase reciclados (rPCMs) integrados em fibras de acetato de celulose reciclado (rCA) para promover o conforto térmico e a eficiência energética nos edifícios. O projecto visa transformar resíduos em recursos valiosos, fomentando a economia circular e ultrapassando as complexidades do trabalho com materiais reciclados para que os rPCMs atinjam as propriedades termomecânicas necessárias para aplicação em argamassas de cimento. Adicionalmente, concentra-se na criação de um eutético eficiente a partir de ácidos gordos reciclados para operar na temperatura de funcionamento ideal, assegurando a funcionalidade do sistema e promovendo a sustentabilidade. Os Materiais de Mudança de Fase (PCMs) potenciam a eficiência térmica da construção, absorvendo e libertando calor, reduzindo as necessidades de aquecimento/arrefecimento, estabilizando temperaturas interiores e mitigando a pobreza energética. Reconhecem-se lacunas na literatura quanto à compatibilidade com materiais de construção e à optimização dos tipos de PCM para esta aplicação. Técnicas de encapsulamento eficazes são imprescindíveis para prevenir fugas. Será a primeira vez que Microfibras Coaxiais Totalmente Recicladas (TRCMF) para termorregulação serão estudadas em argamassas de cimento. Antecipa-se que a aplicação das TRCMF preserve o conforto térmico interior dos edifícios, diminuindo a pobreza energética e reduzindo o consumo de energia. Para enfrentar este desafio, o projecto adopta estratégias inovadoras. A produção de fibras coaxiais contendo rPCMs através da técnica de fiação úmida visa oferecer uma solução mais duradoura e superar potenciais problemas de vazamento associados aos PCMs tradicionais nas argamassas de cimento, que reduzem as suas propriedades mecânicas. Ademais, a investigação focar-se-á na identificação da combinação ideal de materiais, incluindo rPCMs, rCA e outros componentes, para assegurar que as fibras coaxiais não só possuam propriedades termomecânicas superiores por si próprias, mas também melhorem as propriedades termomecânicas das argamassas quando nelas incorporadas. A optimização do processo de incorporação dos PCMs nas fibras maximizará a sua funcionalidade e eficiência. Este projecto sustentável, aliado à economia circular, contribuirá para questões sociais, ambientais e económicas e está alinhado com os objectivos 7, 11 e 12 das Nações Unidas. Duas universidades e um centro de investigação de três países diferentes unem forças neste projecto. O Centro de Ciência e Tecnologia Têxtil (2C2T) e o Centro de Física (CF) na Universidade do Minho (UM) trazem a sua experiência em materiais têxteis (por exemplo, desenvolvimento de fibras) e caracterização e desenvolvimentos de nano e micromateriais. O Instituto Eduardo Torroja para a Ciência da Construção (IETcc-CSIC) contribui com a sua excelência em investigação da construção e sustentabilidade. O Laboratório de Biotecnologia Molecular (LBBM) na Universidade Estadual do Ceará (UECE) fornece uma infraestrutura para suportar projectos biotecnológicos multidisciplinares. Esta colaboração assegura o sucesso do projecto e o desenvolvimento de soluções inovadoras. A UM é um centro de investigação com uma vasta produção científica e inovação, com vários projectos e parcerias. O IETcc-CSIC é reconhecido pela sua experiência no desenvolvimento de materiais cimentícios e sustentabilidade na construção, dispondo de laboratórios bem equipados e investigadores altamente qualificados e reconhecidos mundialmente. Por sua vez, a UECE destaca-se como uma instituição de excelência em educação e investigação, empenhada na sustentabilidade e inovação. Os seus investigadores detém know-how em manejo biológico, por exemplo com fungos e bactérias. Estes centros de investigação colaboram neste projecto para enfrentar os desafios da construção de forma inovadora e sustentável.
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