2015年3月にU-17代表として2015 南米U-17選手権に出場し3得点。優勝して出場権を得た2015 FIFA U-17ワールドカップでもメンバーに選ばれ出場した。
2016年3月5日のカンピオナート・カリオカで85分にネネに代わって投入されて初出場。11月8日のカンピオナート・ブラジレイロ・セリエAで初得点。2018年1月31日のコパ・リベルタドーレス2018では2得点を記録し、コパ・リベルタドーレスの1試合で2得点を決めたヴァスコ・ダ・ガマの選手で最も若い選手となった。
診療所から退院して間もなく、カロザースはデュポンに復帰。ボルトンはポリアミドの研究を命じた。カロザースは特に用途など考えず、未知への挑戦として線型の超重合体を研究しはじめた。その研究は化学の新たな領域であり、デュポン社はどんな形でも化学における新たなブレークスルーは会社にとって価値があるだろうと考えていた。その研究の中でカロザースは、高温でねばねばした固体になる超重合体をいくつか得た。そして、その溶融重合体に棒を浸して引き上げると単繊維が形成されることが観測できた。この発見でプロジェクトの中心はそれら単繊維に移り、結果としてナイロンが生まれた。1935年2月28日、ジェラード・ベルシェはカロザースの指導でヘキサメチレンジアミンとアジピン酸から半オンスの重合体、ポリアミド 6-6 を作り、これがナイロンと名付けられた。融点が高いため扱いにくかったが、ボルトンはこのポリアミドを製品化すると決定。製品化のためボルトンはカロザースにジョージ・グレーブスをつけた。結局、グレーブスがポリアミドプロジェクトのリーダーとなり、カロザースは解任された。
1934年、カロザースは再び合成繊維に集中するようになる。今回チームはグリコールの代わりにジアミンを使い、ポリアミドと呼ばれる重合体を作ろうとした。ポリアミドはグリコールから形成されるポリエステルよりもずっと安定している。水素結合によって結晶質の領域を形成できるポリアミドの能力から、機械的特性も増す。従って日常的に使える合成繊維を生産できる可能性があった。研究の結果、新たなポリアミドを発明。そのプロジェクトを主導したのはW・R・ピーターソンとドナルド・コフマンだった。1935年、ジェラード・ベルシェがこのポリアミド研究を任された。1934年夏、カロザースはこの研究がうまくいっている最中、ナイロンを発明する前に姿を消した。仕事場に姿を見せなくなり行方不明になった。カロザースはボルチモアの精神科の小さな診療所で見つかった。うつ症状がひどくなったのでボルチモアの精神科医に相談し、その精神科医が入院させたのだった。
このころの私生活はあわただしいものだった。人妻シルビア・ムーアと恋愛関係になり、彼女は1933年に離婚。同じころ両親が経済的に困窮したので両親をウィルミントンに呼び寄せようとした。特に深く考えず、研究施設から16kmほどのアーデンに家を買い、両親と共にそこに引っ越した。当時37歳である。間もなく両親とは緊張関係になった。カロザースは独身になったシルビア・ムーアと交際し続けており、両親は交際に強く反対していた。家庭内の緊張がカロザースを消耗させているのに気付き、両親は1934年春にデモインに戻った。
同年、カロザースのチームの1人ジュリアン・ヒルが分子量4,000以上のポリエステルの合成に再度挑戦しはじめた。間もなく彼は分子量約12,000の重合体合成に成功。分子量が高くなったため、液状だった重合体を繊維化することが可能になった。これは絹の代替となる合成繊維として実用化された。ポリエステルとポリアミドは段階成長重合で形成される縮合重合の例である。カロザースは段階成長重合の理論を考案し、平均的重合度と単量体から重合体への重合率（収率）を関係付けるカロザースの方程式を導き出した。この方程式は段階成長重合でのみ成り立ち、高分子量を得るには高重合率が必要であることを示している。ヒルはまた、グリコールと2価酸を減圧下で加熱し分子蒸留器で水分を除去して縮合反応を発生させ、伸縮性のある強靭な繊維を合成した。しかしこの繊維はお湯につけるとどろどろの状態に戻ってしまうため、製品化には結びつかなかった。これに落胆したカロザースは数年間、重合体の研究をやめている。
マリオン郡は1817年にチェロキー族の領土から分離して設立された。1779年、チェロキー族酋長ドラッギングカヌーが、チカマウガ・クリークからランニングウォーター・クリークまでテネシー川を下り、ニッカジャック洞窟入り口前にニッカジャックという部族集落の建設に貢献した。1794年、この集落が攻撃され焼かれた。この攻撃はナッシュビル出身のジェイムズ・オア大佐が率いていた。この集落は再建され、チェロキー族チカマウガ・バンドが住み続けていたが、1838年、テネシー州、アラバマ州、ジョージア州に残っていたインディアンが全て移住させられた。1861年春、チャタヌーガのロバート・クレイブンスが、ニッカジャック洞窟で火薬の主成分である硝石の採掘を始めた。この事業は後にアメリカ連合国硝石局が引き継いだ。ある時点では、このニッカジャック洞窟がアメリカ連合国の主要な硝石採掘場になっていた。南北戦争中、船でテネシー川を上り下りする数多い兵士がニッカジャック洞窟を訪れていた。もう1つ、南北戦争中の重要な硝石採掘場として、モントイーグルの南東約4マイル (6 km) にあるケイブコーブのモントイーグル硝石洞窟があった。戦中にはバトルクリーク洞窟と呼ばれていた。1917年にこの洞窟を訪れた人は、洞内に25ないし30の昔のホッパーが残っていると報告していた。