SBPMat newsletter – first issue

 

Brazilian Materials Research Society (SBPMat) newsletter

News update from Brazil for the Materials community

 

English version – First edition

Greetings, .

SBPMat’s news

XIII SBPMat meeting: symposia.

See the list of the symposia approved for this year’s meeting. Here.

Featured paper with Brazilian participation

Signed by 19 authors, the paper highlighted this month by our newsletter is about nitrogen-doped graphene nanoribbons, synthesized by CVD in one single process. In the article published in Advanced Functional Materials, the scientists show that nitrogen increases the semiconductor behavior and the chemical reactivity of the nanoribbons, expanding the possibilities of application in electronics, in addition to generate a particular morphology in its borders. A part of the work was carried out in the Federal University of the State of Pernambuco (UFPE).  Here.

History of Materials research in Brazil

Six years ago, CAPES (the government agency linked to the Brazilian Ministry of Education in charge of promoting high standards for post-graduate courses in Brazil) included “Materials” in its table of knowledge areas. Know more about this story in the article we have prepared, based on an interview with Professor Lívio Amaral, one of the men behind its creation. Here.

SBPMat’s community people

A former president of SBPMat, José Arana Varela, is the first Brazilian researcher to receive the Bridge Building Award from the American Ceramic Society. Here.

Reading recommendations

Science journalism stories based on papers published in journals with high impact factor.

  • Nanoparticle system that deliver several drugs against cancer into different parts of the cell (based on paper from Advanced Functional Materials). Here.
  • Nanoparticles detect tumors based on the amplification of signals from the microenvironment (based on paper from Nature Materials). Here.
  • Study led by a Brazilian scientist shows metamaterials that perform mathematical operations with electromagnetic waves (based on paper from Science). Here.
  • New technique integrates graphene with other materials, forming a two-dimensional seamless sheet (based on paper from Science). Here.

Books, presentations, multimedia material, etc.

  • Review of book “Nanotechnology for the Energy Challenge“. Here.
  • Review of book “Biopolymer Nanocomposites“. Here.

Innovation: in the market or nearly there.

  • Rubber made of dandelion for tires: multi-disciplinary study carried out by Fraunhofer Institute and the manufacturer ContinentalHere.

Anniversaries.

  • 100 years after the discovery of X-ray crystallography, 2014 is the International Year of Crystallography. Here.

Upcoming events in the area.

  • VI Curso do Método Rietveld de Refinamento de Estrutura. Here.
  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Here.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Here.
  • 1st International Conference on Polyol Mediated Synthesis. Here.
  • 13th European Vacuum Conference + 7th European Topical Conference on Hard Coatings + 9th Iberian Vacuum Meeting. Here.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Here.
  • XIII Encontro da SBPMat. Here.
To suggest news, opportunities, events or reading recommendations items for inclusion in our newsletter, write to comunicacao@sbpmat.org.br.
Unsubscribe here.

 

CAPES’s Materials Area Anniversary. Part 1.

At the end of January, 2014, the Brazilian community of Materials research celebrates an anniversary: the Materials Area of CAPES reaches its sixth year of existence. CAPES is the government agency linked to the Brazilian Ministry of Education in charge of promoting high standards for post-graduate courses in Brazil.

In fact, it was on January 30th, 2008, that CAPES’s published a press release announcing the introduction of changes to its table of areas. Such table lists the areas of knowledge and it is used in the evaluations of the post-graduation programs in Brazil. The changes disclosed in such note included the insertion of the Materials Area, which up until then did not exist, and which from then on would be a part of the Multi-disciplinary greater area, which had been recently created.

One day prior to such disclosure, an official letter from CAPES’s Evaluation Office had been sent to all coordinators of post-graduation programs previously identified as possibly being grouped into the new area. The official letter informed that a recent meeting of CAPES’s Superior Board had approved the creation of the new Materials area of evaluation, and also that physicist Lívio Amaral, a professor from the UFRGS (Federal University of the State of Rio Grande do Sul) had been appointed as the pro-tempore coordinator. In addition, the official letter asked the coordinators who deemed it to be in the interest of their programs to become connected to the new area of evaluation, to inform CAPES of their decision.

Background

In September, 2012, professor Amaral had taken part in a meeting at the headquarters of CNPq (Brazilian Council for the Scientific and Technological Development) called by Professor Celso de Melo, who was a director in the council. The theme of the meeting was the Materials Science and Engineering area, and the Advisory Boards of such body. The other participants of the meeting were the professors Glória de Almeida Soares (from COPPE-UFRJ), Elson Longo (from UFSCar) and João Marcos Alcoforado Rebello (from COPPE-UFRJ).

A document signed by the participants of the meeting pointed some problems with the evaluation of research projects in the Materials Area. To sum it up, due to the fact that there was no Advisory Board for the Materials Area at that time, the projects and other requests pertaining to Materials Science or Engineering were often appraised with debatable parameters or sent from area to area until someone was found who could evaluate them, a situation which significantly increased the number of appeals received by the CNPq and the time to reply to the requesting researcher. To solve such issue, the document proposed initially the creation of a committee with representatives from the several areas of knowledge involving Materials and also that the scientific societies with any relation to Materials were to be called to the debate, to find a solution fully backed by the technical and scientific community.

“This matter of the inclusion of a Materials area in the government fostering agencies had been considered since the mid-90s”, Lívio Amaral states. “That occurred within the context of creation of a Brazilian Materials society, having the MRS as a reference, which ended up occurring in the early 00s. At the time, there was a lot of debate in several situations, such as in the Brazilian Meetings on Condensed Matter Physics of the Brazilian Physics Society”, he adds.

In parallel, professor Amaral had been following-up on that matter within CAPES, where he was the coordinator of the Physics and Astronomy Area. According to Amaral, by means of evaluations conducted every three years, it was possible to verify that several post-graduation programs, regardless of the names they had and by which of CAPES’s areas they were encompassed, were awarding master and doctorate degrees with intellectual production in Materials. “Since, in addition to being department coordinator, I also took part in CAPES’s Technical and Scientific Council, I had the opportunity to take that entire matter to debate in such Council”, the professor  comments.

At that time, Jorge Almeida Guimarães, who would become CAPES’s president in 2004, was the coordinator of the Biological Sciences II Area and, like professor Amaral, took part in the Technical and Scientific Council and was a professor in the UFRGS. “We discussed at length the need to create two new areas, the Materials and Biotechnology areas”, Lívio Amaral tells us.

In addition, Amaral recalls that another favorable coincidence then occurred. CAPES’s president at the time was Professor Abílio Afonso Baeta Neves, who had previously been the dean of post-graduation in UFRGS when the program of post-graduation in Materials Science had been submitted to the university, by initiative from professors of the Physics department, Amaral included, and of the Engineering and the Chemistry departments. “In summary, in that scenario, the discussion regarding new areas, inside and outside the Technical and Scientific Council, was very frequent due to such circumstances”, professor Amaral sums it up.

Meeting of CAPES’s Technical and Scientific Council, at the time of professor Abílio Baeta Neves’s presidency. At the table, the third one from the right is the president; the sixth, the one speaking, is professor Jorge Guimarães; the seventh is profesor Lívio Amaral. (Picture provided by Lívio Amaral)

The decision for the creation

According to Amaral, in July, 2007, CAPES held a meeting in Brasília, to consider the possible creation of a new area of knowledge, to be called “Materials”. Representatives from several post-graduation programs were invited, including professor Lívio, who was at the time the coordinator of UFRGS’s program.

The official letter-invitation sent by CAPES’s Evaluation Office contained: “The agency has been granted to such area the importance it deserves, considering the relevance of the creation of new materials for the current science and technology. CAPES’s Superior Council, in addition, has already authorized this Office to create the area at hand. For such decision, the meeting to be held in July 31st shall be decisive, for it will allow us to conclude if such innovative measure is in the interests of the programs – and of the Brazilian science and technologies. The new area would encompass all programs that – currently divided into different areas of knowledge – highlight this theme, which is a priority for the Country and for applied sciences”.

“The meeting was, therefore, conclusive for the creation of the new area and designed the initial milestones for the same”, Amaral states. Thus, on January 25th, 2008, CAPES’s Ordinance No. 09 was published, which ordinance, in its article 3, created two new areas of knowledge, “Materials” and “Biotechnology”, and designated their pro tempore coordinators.

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List of post-graduation programs that adhered to the Materials area (as of March, 2008).

1. Program of Post-Graduation in Materials – UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

2. Program of Post-Graduation in Materials Science – UNIVERSIDADE FEDERAL  DO RIO GRANDE DO SUL

3. Program of Post-Graduation in Materials Engineering and Science – UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

4. Program of Post-Graduation in Materials Science – UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNANBUCO

5. Program of Post-Graduation in Materials Science and Technology – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” – UNESP-BAURÚ

6. Program of Post-Graduation in Materials Engineering – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

7. Program of Post-Graduation in Materials Engineering and Science – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

8. Program of Post-Graduation in Materials Engineering and Science – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – SÃO CARLOS

9. Program of Post-Graduation in Materials Science and Technology – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” – UNESP- CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA

10. Program of Post-Graduation in Materials Engineering and Science – UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA.

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Featured paper: Changing the properties and morphology of graphene nanoribbons with nitrogen.

The scientific paper by members of the Brazilian community in Materials research featured this month is:

Josue Ortiz-Medina,  M. Luisa García-Betancourt,  Xiaoting Jia,  Rafael Martínez-Gordillo,  Miguel A. Pelagio-Flores,  David Swanson,  Ana Laura Elías,  Humberto R. Gutiérrez,  Eduardo Gracia-Espino,  Vincent Meunier, Jonathan Owens,  Bobby G. Sumpter, Eduardo Cruz-Silva,  Fernando J. Rodríguez-Macías,  Florentino López-Urías,  Emilio Muñoz-Sandoval, Mildred S. Dresselhaus,  Humberto Terrones,  Mauricio Terrones. Nitrogen-Doped Graphitic Nanoribbons: Synthesis, Characterization and Transport. Advanced Functional Materials 2013, 23, 3755-3762. DOI 10.1002/adfm.201202947.

Changing the properties and morphology of graphene nanoribbons with nitrogen

Multiple layers of graphene with the shape of ribbons (narrow and long) are called graphitic nanoribbons. These materials have been studied to control their properties by various methods, such as doping, in which are introduced atoms of “foreign” elements in the graphene carbon lattice.

In a study led by scientists at Pennsylvania State University with the participation of researchers from institutions in the United States, Mexico, Spain and Brazil, nitrogen-doped graphitic nanoribbons were manufactured by the chemical vapor deposition (CVD) method and showed new features, linked with the introduction of nitrogen, such as highest semiconductor performance, promising for applications in electronic devices, chemical reactivity and a very particular morphology on its edges.  The research was published in the journal Advanced Functional Materials.

“This article showed by the first time that it is possible to make doping with nitrogen on the same synthesis by CVD of graphite nanoribbons, and that you can control the level of doping during synthesis,” highlights Fernando Rodríguez-Macías, foreign visiting professor at the Brazilian Federal University of Pernambuco (UFPE) and one of the authors of the scientific paper. A Mexican national, Rodríguez-Macías came to UFPE in 2012, during his sabbatical year to work as a foreign visiting professor in the Department of Fundamental Chemistry and in the Graduate Program in Materials Science of the University. “I have prolonged my stay for another year to continue until 2014 doing collaborative studies for the production of carbon nanostructures, of bionanotechnology and toxicity of nanomaterials,” says the professor. “I am also teaching preparation and characterization of materials,” he adds.

The doped nanoribbons

The article’s authors showed that different concentrations of nitrogen generate controlled changes in material behavior. In particular, scientists have proven that the more nitrogen introduced into the structure of graphene, the most predominant the semiconductor behavior of nanoribbons. As an explanation to this phenomenon, the researchers suggested, based on theoretical calculations, that nitrogen atoms of doped nanoribbons act as scattering centers of electrons and decrease the conductive behavior of undoped graphene. “The control of doping level allows you to change the electrical properties of the nanoribbons, which can be useful for applications in transistors and other electronic devices,” says Rodríguez-Macías.

In addition, the paper also shows that the reactivity of nanoribbons can change with the doping level. Pure graphene, explains UFPE’s visiting professor, is very inert and has limited interactions with many chemical substances; on the other hand, nanoribbons doped with nitrogen are more reactive, which makes them useful for applications in sensors and catalysis.

As to the morphology, the article’s authors found that the nitrogen-doped nanoribbons have loops on their edges, uniting different graphene sheets. “This morphology is not presented by undoped graphite nanoribbons,” says Rodríguez-Macías.

This figure, sent by Professor Fernando Rodríguez-Macías, shows the nitrogen-doped graphitic nanoribbons in three scales. The scanning electron microscopy (top left corner) shows how these ribbons are made up of several layers and feature a curved surface with roughness. The transmission electronic microscopy (bottom left corner) shows that the nanoribbon layers are graphene sheets. The high resolution transmission electronic microscopy (right) shows that the layers of graphene on the nanoribbons edges form loops uniting different graphene sheets.

Collaborators

Almost all work of materials synthesis of the paper of Advanced Functional Materials was developed at Pennsylvania State University; the characterization was done in collaboration with other researchers and laboratories, reports UFPE’s visiting professor.

The participation of UFPE in the article happened through the doctoral student Miguel Angel Pelagio-Flores in the analysis and theoretical modeling of doped nanoribbons, and through professor Fernández-Macías himself, who, in addition to having participated in the discussion of results and review of the article from his office at UFPE, was doctoral advisor of the first author of the article, Josué Ortiz-Medina, while professor of a Mexican institution, IPICYT. “Ortiz-Medina did most of the experimental work of the article, besides being an important part of the characterization and theoretical studies of these new nanomaterials, when he was in exchange at Penn State in the laboratory of professor Terrones,” contextualizes the professor.

In total, 19 authors sign the article, among them MIT’s Professor Mildred Dresselhaus, reference in carbon science.

XIII SBPMat Meeting Symposia.

A: Functional hybrid interfaces: from characterization to applications. Main organizer: Welchy Leite

Cavalcanti (IFAM/Germany).

B: Advances in Functional Polymers. Main organizer: Ricardo Vinicius Bof de Oliveira (UFRGS/Brazil).

C: Magnetic Materials. Main organizer: Marcos Flavio de Campos (UFF/Brazil).

D: Organic Electronics and hybrids: materials and devices. Main organizer: Rodrigo F. Bianchi (UFOP/Brazil).

E: Sol-Gel Materials: From Fundamentals to Advanced Applications. Main organizer: Andrea S. de Camargo (USP São Carlos/Brazil).

F: Research Frontiers of Computer Simulations in Materials Science: Developments and Applications. Main organizer: Juarez L. F. Da

Silva (USP São Carlos/Brazil).

G: Anti-fouling Materials and Coatings. Main organizer: Alexander Hiroshi Kasama (PETROBRÁS/Brazil).

H: Luminescent Materials. Main organizer: Hermi F. Brito (USP/Brazil).

I: Beyond Graphene: Low-dimensional systems based on graphene and III-Nitrides. Main organizer: Caio M.C. de Castilho (UFBA/Brazil).

J: IX Brazilian Electroceramics Symposium. Main organizer: Daniel Zanetti (UFABC/Brazil).

K: Structure-Properties Relationship of Advanced Metallic Materials. Main organizer: Leonardo Barbosa Godefroid (UFOP/Brazil).

L: Current Research in Energy Storage Systems. Main organizer: Alexandre Urbano (UEL/Brazil).

M: Nanomaterials for Nanomedicine. Main organizer: Carlos Jacinto da Silva (UFAL/Brazil).

N: Surface Engineering: functional coatings and modified surfaces. Main organizer: Carlos Alejandro Figueroa (UCS/Brazil).

O: Multifunctional materials derived from clay minerals. Main organizer: Maria Gardênnia da Fonseca (UFPB/Brazil).

P: Advanced Carbon Nanostructures and Composites. Main organizer: Ana Flávia Nogueira (UNICAMP/Brazil).

Q: International Symposium on Cementitious Materials. Main organizer: Sandro Torres (UFPB/Brazil).

R: Innovation and Technology Transfer Symposium. Main organizer: Roberto Faria (USP São Carlos/Brazil).

S: Ceramic and metallic materials obtained by wet-chemical methods. Main organizer: Mary Alves (UEPB/Brazil).

Boletim SBPMat – edição 16 – dezembro 2013.

Edição nº 16 – Dezembro de 2013
Saudações, .

Felizes festas e ótimo 2014!

São os votos da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) para os leitores do boletim.

Novidades da SBPMat

Eleições na SBPMat: resultados da votação.

O professor Roberto Mendonça Faria será o presidente da nossa sociedade por mais dois anos. Saiba quem são os membros da diretoria e do conselho eleitos. Aqui.

Gente da nossa comunidade

Novos membros titulares da ABC.

O professor Fernando Lázaro Freire Júnior, atual diretor financeiro da SBPMat e ex-presidente da sociedade, é um dos novos membros titulares da Academia Brasileira de Ciências (ABC). Aqui.

Artigo em destaque

Num trabalho de nanoengenharia, um grupo de cientistas, que inclui um doutor brasileiro, conseguiu aumentar dez vezes a eficiência de LEDs fabricados com pontos quânticos. A estratégia foi minimizar o “efeito Auger” que concorre com a emissão de luz nesses materiais. A pesquisa foi reportada na Nature Communications. Aqui.

Dicas de leitura

Divulgação científica de artigos publicados em periódicos de alto fator de impacto.

  • Vídeo da Nature sobre superfície superhidrofóbica texturizada para reduzir ao máximo o tempo de contato com o líquido (divulgação de paper da Nature). Aqui.
  • Nova rota para fabricação de nanorevestimentos poliméricos que tornam superhidrofóbicas as mais variadas superfícies (divulgação de paper da Advanced Functional Materials). Aqui.
  • Nanofolhas de carbono usadas em células a biocombustível para uma melhor transferência de elétrons (divulgação depaper da Advanced Energy Materials). Aqui.

Livros, apresentações, material mutimídia etc.

  • Resenha da professora do MIT Mildred Dresselhaus sobre o livro “Carbon nanotubes and graphene for photonic applications“. Aqui.
  • PPT da palestra plenária sobre OLEDs e iluminação ultraeficiente apresentada pelo professor Andy Monkman (Durham University) no XII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • Versão online, gratuita e adaptada a dispositivos móveis das famosas aulas de Física de Richard Feynman, proferidas em 1961 no California Institute of Technology. Aqui.

Aniversários

  • A Materials Reaserch Society (MRS) completou 40 anos. Veja a mensagem de seu presidente sobre passado, presente e futuro da sociedade de pesquisa em Materiais dos Estados Unidos. Aqui.
  • No 25º aniversário da Advanced Materials, seu editor conta um pouco da história, apresenta a evolução de seu fator de impacto, e anuncia algumas novidades. Aqui.

Oportunidades

  • Oportunidade para estudantes destacados para fazer mestrado na Holanda. Aqui.
  • Bolsas para doutorado sanduíche e pós-doutorado na Suécia. Aqui.
  • Vaga para pós-doutorado em materiais multifuncionais com porosidade hierárquica. Aqui.
  • Seleção da Pós-graduação em Física e Química de Materiais da Universidade Federal de São João del Rei (MG). Aqui.
  • Chamada de artigos do Journal of Materials Research para sua “focus issue – Optical Ceramics Science“. Aqui.
  • Chamada de propostas para intercâmbio de pesquisadores entre São Paulo e França. Aqui.
  • Prêmio para jovens inovadores MIT Technology Review aceita indicações na área de nanotecnologia e materiais. Aqui.

Proximos eventos da área

  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Aqui.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Aqui.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.
  • XIII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • Veja a agenda de eventos.
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Artigo em destaque: Pontos quânticos desenvolvidos para LEDs mais eficientes.

O artigo científico de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:

Wan Ki Bae, Young-Shin Park, Jaehoon Lim, Donggu Lee, Lazaro A. Padilha, Hunter McDaniel, Istvan Robel, Changhee Lee, Jeffrey M. Pietryga & Victor I. Klimov. Controlling the influence of Auger recombination on the performance of quantum-dot light-emitting diodes. Nature Communications 4, article number 2661, published 25 October 2013. doi:10.1038/ncomms3661.

Texto de divulgação: 

Pontos quânticos desenvolvidos para LEDs mais eficientes

Um trabalho de pesquisa publicado no mês de outubro na Nature Communications, revista científica de conteúdo aberto do grupo Nature, resultou num material que aumenta dezenas de vezes a eficiência de LEDs de pontos quânticos ao diminuir a influência do efeito Auger, um dos principais limitadores da eficiência desses dispositivos que apresentam grande potencial para serem usados em iluminação, entre outras aplicações. O trabalho foi realizado no Grupo de Nanotecnologia e Espectroscopia Avançada do Laboratório Nacional de Los Alamos, localizado no sul dos Estados Unidos, com a participação de um doutor brasileiro, Lázaro Padilha, e com a colaboração de grupos da Coreia.

“O resultado veio depois de mais de um ano de pesquisa sobre como efetivamente minimizar o efeito Auger em pontos quânticos”, relata Padilha, atualmente professor do Instituto de Física da Unicamp, que chegou a Los Alamos em 2010 para fazer um estágio de pós-doutorado. O trabalho que gerou o paper na Nature Communications, além de outros artigos em periódicos de alto fator de impacto como Nano Letters e ACS Nano, começou no final de 2011 e, na sua primeira etapa, visou entender o processo físico para minimizar a influência do chamado “efeito Auger” ou “recombinação Auger” nos pontos quânticos.

Os pontos quânticos, cristais semicondutores de alguns nanometros de tamanho, apresentam propriedades que possibilitam a emissão de luz com brilho intenso e cores puras e podem ser fabricados usando técnicas simples e de baixo custo. Por esses motivos, essas nanopartículas são materiais interessantes para a fabricação de LEDs. Desde a primeira demonstração de LEDs de pontos quânticos, ocorrida em 1994 (Nature 370, 354 – 357, 04 August 1994; doi:10.1038/370354a0), esses dispositivos têm sido objeto de pesquisas visando otimizar sua capacidade de converter eletricidade em luz.

Nos LEDs, a emissão de luz se produz quando, ao se introduzir energia no dispositivo por meio de corrente elétrica, ocorrem recombinações nos átomos do material emissor. Especificamente, elétrons próximos ao núcleo do átomo saem de seu lugar deixando vagas, as quais são preenchidas por elétrons mais distantes, dotados de mais energia. A energia excedente pode sair em forma de fóton, ocorrendo a desejada emissão de luz, ou pode ser transmitida a um terceiro elétron, que será ejetado do átomo. Esta segunda possibilidade constitui o efeito Auger, que pode ser visto como um concorrente da emissão de luz no uso da energia.

Nanoengenharia dos pontos quânticos

Depois de compreender como minimizar a recombinação Auger nos pontos quânticos do ponto de vista físico e constatar que impacta significativamente na eficiência dos LEDs, o grupo de Los Alamos se propôs a desenvolver o material que teria o melhor desempenho frente a esse efeito. “Eu trabalhei nos estudos de espectroscopia para entender os processos físicos que levariam a um melhor desempenho dos materiais como base para LEDs”, diz Lázaro Padilha.

O desenvolvimento do material foi feito a partir de pontos quânticos compostos por um núcleo de seleneto de cádmio (CdSe) e uma casca de sulfeto de cádmio (CdS). Para conseguir a redução da influência do efeito Auger, os cientistas aplicaram duas estratégias de nanoengenharia: a variação da espessura da casca e a introdução de uma camada composta por uma liga de zinco, cádmio e enxofre (ZnCdS) entre o núcleo e a casca.

Após concluir, em Los Alamos, o desenvolvimento do material base, os colaboradores da Coreia do construíram LEDs com uma arquitetura na qual a camada emissora, formada pelos pontos quânticos, ficou inserida entre as camadas de transporte de cargas negativas e positivas, sendo uma inorgânica e a outra orgânica, respectivamente, como mostra a figura a seguir, extraída do artigo da Nature Communications:


“Uma vez encontrado o material que teria o melhor efeito, foram fabricados os LEDs e pudemos confirmar os resultados esperados”, conta Padilha. A confirmação ocorreu através de uma série de medidas espectroscópicas dos pontos quânticos dentro dos dispositivos.

De acordo com Padilha, com os novos materiais desenvolvidos, os cientistas conseguiram obter LEDs de pontos quânticos até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 8%.

Diretor e ex-presidente da SBPMat é eleito membro titular da Academia Brasileira de Ciências.

O professor Fernando Lázaro Freire Júnior, eleito membro titular da ABC.

A Assembleia Geral da Academia Brasileira de Ciências (ABC) elegeu, no dia 18 de dezembro, 24 cientistas para integrar seus quadros como membros titulares.

Entre eles figura o diretor financeiro da nossa SBPMat, o professor Fernando Lázaro Freire Júnior (PUC-Rio), eleito na área de Ciências Físicas. O professor Fernando Lázaro foi presidente da SBPMat por dois mandatos consecutivos, de 2006 a 2009. Também foi membro da diretoria fundadora que conduziu a sociedade entre 2001 e 2003 e diretor científico de 2004 a 2005.

A ABC também elegeu, nesta oportunidade, um membro colaborador, seis membros correspondentes e 29 afiliados eleitos para o período 2014 – 2018.

Veja aqui notícia no site da ABC com a lista completa dos membros eleitos neste ano:

http://www.abc.org.br/article.php3?id_article=3080

Boletim SBPMat – edição 15 – novembro 2013.

Newsletter

Edição nº 15 – Novembro de 2013

Saudações,

Notícias da SBPMat

– Eleições na SBPMat . Candidatos homologados: veja os membros da chapa para diretoria e seu plano de ação e os candidatos ao conselho. Aqui.

– XIII Encontro da SBPMat (João Pessoa, 28 de setembro a 2 de outubro de 2014). Saiba quem são os coordenadores do evento e veja imagens de João Pessoa e do centro de convivência, que acaba de ser inaugurado. Aqui.

– Estamos no Linkedin. Criamos um grupo na rede social profissional para colocar em contato pessoas, empresas e instituições atuantes na área de Materiais para troca de informações, anúncio de oportunidades e eventos e discussões. Peça participação no grupo.

 

Artigo científico em destaque

Uma equipe de dez pesquisadores brasileiros investigou a mobilidade de elétrons e buracos (portadores de carga) no grafeno na presença de oxigênio, pensando no uso do material como sensor desse gás. O trabalho, totalmente feito no país, contribuiu ao entendimento dos mecanismos de espalhamento de cargas e rendeu um artigo publicado na ACS Nano. Veja o texto de divulgação que preparamos para o boletim.

História da pesquisa em Materiais

História da SBPMat. O professor Guillermo Solórzano, presidente da diretoria fundadora da SBPMat, compartilha lembranças da criação da sociedade: o que o levou a liderar os esforços de organização para criar a SBPMat, como reuniu os primeiros sócios, como conseguiu os primeiros recursos financeiros da sociedade… Veja aqui a breve entrevista.

Dicas de leitura

Matérias de divulgação de artigos científicos

– Grupo de cientistas, com participação de brasileiro, aumenta a eficiência de LEDs de pontos quânticos ao controlar a interação de elétrons com o material (com base em paper da Nature Communications). Veja.
– Novo paradigma em células solares: família de materiais com efeito fotovoltaico de volume para todo o espectro solar (com base em paper da Nature). Veja.
– Como nanopartículas metálicas reagem em contato com o ambiente? Oxidam muito rapidamente (com base em paper da Nature Materials). Veja.
– Colaboração Unesp – MIT desenvolve material de óxido de estanho com altíssima capacidade de detectar gás tóxico (com base em paper da Sensors and Actuators B: Chemical). Veja.
Outras novidades
– E-book sobre nanotoxicologia: o coautor Oswaldo Alves apresenta o livro e fala sobre riscos no uso de nanopartículas. Veja.
– Érbio, telurito… o impacto dos materiais nas comunicações ópticas. Veja.
Desde a 6th International Conference on Electroceramics (ICE2013), evento apoiado pela SBPMat:
– Pesquisa em eletrocerâmica acena com dispositivos capazes de revolucionar o dia a dia. Veja.
– Combustíveis alternativos: reator utiliza óxido de cério para gerar hidrogênio ou monóxido de carbono.Veja.

Gente da nossa comunidade

O professor José Arana Varela, presidente da SBPMat no período 2010 – 2011, é contemplado com prêmio da American Ceramic Society. Veja.

Oportunidades

– Curso de verão na Unicamp sobre materiais avançados e caracterização, com possibilidade de auxílio financeiro. Saiba mais.– Inscrições abertas para os novos cursos de mestrado e doutorado  em Engenharia de Nanotecnologia da COPPE. Saiba mais.– Oportunidade de doutorado Brasil – Holanda em ressonância magnética detectada eletricamente de fios moleculares. Saiba mais.

– Concurso para professor titular na USP em Física dos Materiais. Saiba mais.

– Concurso para professor no IFSC-USP na área de Materiais. Saiba mais.

– Concurso para professor na USP-Santos em Física aplicada a petróleo e gás nas áreas de Magnetismo e Materiais Magnéticos, Materiais e Dispositivos Semicondutores e Simulações em Sistemas Moleculares. Saiba mais.

– Chamada de propostas para pesquisadores de SP dentro do convênio Fapesp – Braskem. Saiba mais.

– Desafio Universitário seleciona ideias inovadoras para ciclo do concreto. Saiba mais.

Próximos eventos da área

  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Aqui.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Aqui.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.
  • XIII Encontro da SBPMat. Aqui.
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Artigo em destaque. Espalhamento de elétrons e buracos em grafeno: efeito do oxigênio evidenciado.

O artigo científico de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:

Ive Silvestre, Evandro A. de Morais, Angelica O. Melo, Leonardo C. Campos, Alem-Mar B. Goncalves, Alisson R. Cadore, Andre S. Ferlauto, Helio Chacham, Mario S. C. Mazzoni, and Rodrigo G. Lacerda. Asymmetric Effect of Oxygen Adsorption on Electron and Hole Mobilities in Bilayer Graphene: Long- and Short-Range Scattering Mechanisms. ACS Nano, 2013, 7 (8), pp 6597–6604. DOI: 10.1021/nn402653b.

Texto de divulgação

Espalhamento de elétrons e buracos em grafeno: efeito do oxigênio evidenciado

Um trabalho sobre propriedades eletrônicas do grafeno totalmente desenvolvido no Brasil com a participação de dez pesquisadores brasileiros rendeu um artigo publicado na prestigiosa revista ACS Nano.

A equipe investigou a mobilidade de portadores de carga no grafeno bicamada. No grafeno, o movimento tanto dos elétrons quanto dos “buracos” (partículas conceituais de carga positiva que equivalem à ausência de elétrons na rede cristalina) podem gerar correntes elétricas no material. Porém, a mobilidade de elétrons e buracos pode ser afetada pela existência de centros espalhadores de cargas. “O entendimento dos mecanismos de espalhamento de cargas no transporte elétrico do grafeno é fundamental para uma melhor otimização e eficiência dos dispositivos eletrônicos baseados neste material”, contextualiza Rodrigo Lacerda, professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais e último autor do artigo. “Nesse contexto, a principal contribuição do nosso trabalho está relacionada à identificação simultânea de dois diferentes tipos de centros espalhadores de cargas que afetam o transporte elétrico em uma bicamada de grafeno”, precisa o professor.

Visando aplicar o grafeno em sensores de oxigênio, os pesquisadores decidiram investigar o efeito desse gás na mobilidade dos portadores de carga do grafeno bicamada. “Atualmente, existe uma grande demanda da indústria automotiva e na área biomédica por sensores de oxigênio que trabalhem em condições de temperatura ambiente e baixa potência”’, conta Lacerda. O grafeno, de acordo com o professor, possui um grande potencial para o desenvolvimento de uma nova classe de sensores rápidos, seletivos e ultrassensíveis.

O trabalho foi desenvolvido dentro da pesquisa de doutorado da estudante Ive Silvestre, orientada por Lacerda, e em conjunto com o doutor Evandro Morais, ambos primeiros autores do artigo. A tese da estudante foi defendida no início de novembro no Departamento de Física da UFMG. “Apesar de ainda termos carência em infraestrutura, nosso departamento é um dos líderes de pesquisa em nanomateriais de carbono, sendo, nos últimos anos, o centro coordenador de várias redes de pesquisa, como o INCT de Nanomateriais de Carbono coordenado pelo professor Marcos Pimenta”, diz o professor. “Graças a estas iniciativas, obtivemos as condições mínimas experimentais para a realização do trabalho”, completa.

Para realizar os experimentos, foi fabricado um dispositivo consistente em duas camadas de grafeno depositadas num substrato de óxido de silício. O dispositivo foi colocado numa câmara de testes na qual foram realizadas as medidas elétricas in situ a diversas temperaturas enquanto se introduzia e retirava o fluxo de oxigênio.

A figura acima mostra a mudança na mobilidade dos elétrons e dos buracos em função da interação da bicamada de grafeno com as moléculas de oxigêno. Inset: Dispositivo de bicamada de grafeno sob exposição de moléculas de oxigênio.

Os pesquisadores observaram que, num efeito de caráter reversível, o oxigênio reduzia significativamente a mobilidade dos elétrons enquanto aumentava a dos buracos. Buscando o aprofundamento na compreensão dos resultados experimentais, o grupo experimental da UFMG desenvolveu uma intensa colaboração com um grupo teórico do mesmo departamento e universidade, liderado pelos professores Mário Sérgio Mazzoni e Hélio Chacham. “Inúmeras discussões produtivas conjugadas à intensa verificação da literatura nos levaram ao entendimento mais profundo do problema, possibilitando a conclusão deste bonito trabalho”, relata Lacerda.

O trabalho faz uma contribuição importante ao tema da mobilidade de cargas no grafeno ao identificar a ação simultânea de dois tipos de centros espalhadores de cargas, os de longo alcance e os de curto alcance, sendo estes últimos de tipo ressonante. “Anteriormente ao nosso trabalho, não havia sido reportada experimentalmente na literatura uma evidência tão marcante da presença de centros ressonantes em grafeno (e bicamadas)”, destaca o professor Lacerda.

Quanto ao oxigênio, ele desempenha dois papeis fundamentais nos mecanismos de espalhamento descritos no artigo da ACS Nano. Por um lado, o oxigênio preso entre o grafeno e o óxido de silício age como barreira à ação de imperfeições do substrato que atuariam como centros de espalhamento de longo alcance e acaba aumentando a mobilidade dos buracos. Por outro lado, moléculas de oxigênio adsorvidas pelo grafeno exercem o papel de centros espalhadores ressonantes, os quais reduzem a mobilidade dos elétrons. “A assimetria que notamos para a mobilidade dos portadores na bicamada exposta às moléculas de oxigênio foi sem dúvida um aspecto relevante”, diz Lacerda. “Até então, as observações de que moléculas adsorvidas (provenientes de uma fonte externa como um gás) podiam exercer um papel de centros espalhadores do tipo ressonante era apenas prevista teoricamente”, conclui.

 

 

História da SBPMat: Guillermo Solórzano, líder do processo de criação da SBPMat, compartilha lembranças sobre esses primórdios.

Nascido no Equador, Ivan Guillermo Solórzano-Naranjo desenvolveu sua formação e carreira científica em vários lugares do mundo.  Cursou Engenharia Mecânica na Escuela Politecnica Nacional em Quito, Equador, Engenharia Metalúrgica na Université Catholique de Louvain, na Bélgica, e gradou-se pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) no Brasil. Realizou seu mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais também na PUC-Rio e doutorou-se em Ciência de Materiais pela McMaster University, no Canadá. Desenvolveu pesquisas de pós-doutorado no Max-Planck Institute – campus Sttutgart, na Alemanha, e foi professor visitante no Institut National Politechnique de Grenoble (França), no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e na Stanford University (EUA). É professor no Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia da PUC-Rio.

Entrevistado aqui por seu ter sido um dos principais participantes do processo de criação da SBPMat, Solórzano presidiu nossa sociedade enquanto presidente fundador de 2001 a 2003 e hoje é um de seus conselheiros titulares.  O pesquisador foi também presidente do Inter American Committee of Societies For Electron Microscopy (CIASEM) e da Sociedade Brasileira de Microscopia e Microanálise (SBMM). É chairman do International Committee da Materials Research Society (MRS) e membro de diversas comissões executivas internacionais, assim como de comitês editoriais de revistas científicas internacionais, como a Materials Characterization (Elsevier) Journal of Materials Science (Springer) e Microscopy and Microanalysis (Cambridge University Press).

Veja a seguir as lembranças de Guillermo Solórzano sobre os primórdios do processo de criação da SBPMat, complementando a matéria já publicada sobre o tema, da qual não pôde participar por problemas de agenda.

Boletim da SBPMat (B. SBPMat): – O que o levou, no início do ano 2000, a iniciar os esforços de organização para criar uma sociedade brasileira de pesquisa em Materiais?

Participantes do workshop panamericano, que foi um marco no processo que levou à fundação da SBPMat. (Foto do arquivo pessoal de Guillermo Solórzano)

Guillermo Solórzano (G.S.): – No ano 1999, havia no Brasil comunidades e/ou sociedades e/ou eventos setoriais ou monodisciplinares. Tinha a dos físicos, a dos químicos, a dos engenheiros. A Associação Brasileira de Metalurgia (ABM), por exemplo, que nos anos de 1990 acrescentou a seu nome “e de Materiais”, congregava engenheiros, principalmente metalúrgicos, mas tinha muito pouca participação de físicos, químicos e outros engenheiros, como os eletrônicos, por exemplo. Por outro lado, havia associações monodisciplinares, como a de polímeros e de materiais cerâmicos. Muitas sociedades têm o mérito de sua existência no fato de serem setoriais, mas a área de Materiais é abrangente, interdisciplinar e ampla. Isso já se notava nos anos 1980, e agora é muito evidente. Na época, era a MRS (Materials Research Society) nos EUA a entidade que reunia em seus eventos os últimos avanços da pesquisa em Materiais. Nos dois eventos anuais da sociedade, um em San Francisco e um em Boston, você sempre encontrava brasileiros.

Eu fiquei no MIT (Massachusetts Institute of Technology) alguns anos, em Boston. Pude participar desses eventos e achava muito importante implantar esse tipo de atividade aqui no Brasil. Eu já era professor da PUC-Rio e achava difícil me engajar numa iniciativa dessas que consome muito tempo e esforço. Mas houve uma ocasião em que a National Science Foundation propôs para o a MRS e o CNPq a realização no Brasil de um workshop pan-americano que seria dedicado aos avanços da pesquisa em Materiais. Via-se que, através da pesquisa em Materiais, ia se atingir vários setores estratégicos da sociedade, não apenas para o desenvolvimento econômico, mas também para o social, já que as transformações da sociedade dependem de energia, infraestrutura, comunicações – setores em que os materiais são fundamentais. Em 1995, tinha havido uma reunião desse tipo no México, reunindo os países da América do Norte, e em 1996, um workshop europeu. No Brasil aconteceria a terceira etapa desta iniciativa, a qual reuniria os países do continente americano.

Já tinha havido algumas missões da NSF no Brasil que tinham encontrado grupos de pesquisa em Campinas, Rio de Janeiro e São Paulo, notando que existia uma comunidade importante no Brasil. Então, ao ser contatado, o CNPq acolheu essa iniciativa importante e decidiu fazer esse workshop no Rio de Janeiro. Aí, naturalmente, surgiu a questão de contatar a sociedade de materiais do Brasil, mas… não tínhamos tal sociedade! Assim, para atingir toda essa comunidade, alguém teria que coordenar o esforço. O CNPq me pediu que eu coordenasse o evento e eu convidei o Edgar Dutra Zanotto.

Esse workshop visou avançar a colaboração pan- americana criando mesas de discussão de alto nível em tópicos que na época eram, e ainda são, chave: energia, infraestrutura, transporte, comunicação e educação. Juntamos os experts dos EUA, Brasil, Argentina, Chile, Venezuela e Colômbia. Além de ser um sucesso e dar lugar a programas pan-americanos de pesquisa que existem até agora, esse workshop, que ocorreu em junho de 1998, serviu para perceber que deveríamos ter uma sociedade brasileira de pesquisa em Materiais.

O segundo a partir da esquerda na fila da frente é o professor Solórzano, um dos coordenadores do evento. (Foto do arquivo pessoal de Guillermo Solórzano)

B. SBPMat: – Nesse momento você tinha em mente quais seriam os próximos passos para a criação da sociedade? Como prosseguiu a história?

G.S.: – Em primeiro lugar, eu queria identificar a comunidade representativa de Materiais no Brasil. Para isso, contatei o CNPq e pedi uma lista dos pesquisadores que estavam nos conselhos e comitês assessores e dos bolsistas de produtividade das áreas de Materiais, Física e Química. A lista tinha uns 300 nomes. A eles enviei uma carta assinada junto a Zanotto propondo uma discussão para criar uma sociedade. Só duas pessoas questionaram; todos os outros foram muito entusiastas. Além disso, sabendo que todo ano tinha 40 a 50 brasileiros no congresso de Boston da MRS, solicitei ao presidente da MRS em 1999 que me mandasse a lista dos brasileiros que participavam do congresso e pedi se podia fazer uma reunião lá em Boston durante o evento.  A MRS me enviou a lista e cedeu uma sala, cafezinho, e toda a infraestrutura para que eu pudesse receber esses brasileiros. Fizemos a reunião em Boston, num clima de muito entusiasmo. Com esse feedback, quando voltei de Boston convidei o Zanotto a dar corda à iniciativa e fizemos uma carta convidando toda a comunidade a fazer parte da discussão. Além disso, eu fiquei um ano fazendo reuniões em diversas cidades. Pagava por conta própria, aproveitando as oportunidades. Onde tinha um congresso que eu pudesse aproveitar, eu ia.  Um exemplo foi o Encontro de Física da Matéria Condensada em São Lourenço, que reuniu cerca de 2 mil físicos. Quem me apresentou foi o Sergio Rezende, que era o chairman. Nas minhas viagens sempre tinha alguém influente daquele lugar que chamava todo mundo a participar. Como não tinha financiamento, não pude ir até Recife, mas pedi ao Sergio Rezende que fizesse a reunião. Ele a fez e me disse que a ideia tinha sido muito bem recebida.

Ai, para dar uma consistência maior à questão, eu propus a criação de uma comissão interdisciplinar de Materiais que congregava personalidades científicas reconhecidas no país, oriundas da Física, Química e Engenharia, como Aldo Craievich e Evandro Mirra, entre vários outros. Juntos fizemos visitas a eventos importantes.

Nesse momento, como não tínhamos nem um tostão, surgiu a ideia de estabelecer a possibilidade de ser sócio fundador.  Esses sócios fundadores pagariam uma soma pequena, uma primeira anuidade, algo em torno de 40 reais, e os membros da comissão interdisciplinar algo assim como o dobro, e com isso teríamos uma caixinha para dar início a algumas atividades. Houve uns 400 sócios fundadores, todos receberam um diplominha. Dessa maneira conseguimos os primeiros recursos financeiros da SBPMat.