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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.

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.
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?

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.

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.
A décimo terceira edição do encontro anual da nossa SBPMat terá como coordenadores os professores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Iêda Maria Garcia dos Santos, atualmente diretora científica da SBPMat, e Severino Jackson Guedes de Lima.
O encontro será realizado na cidade de João Pessoa, capital da Paraíba, de 28 de setembro a 2 de outubro. O local do evento será o Centro de Convenções de João Pessoa “Poeta Ronaldo Cunha Lima”, cujas salas e auditórios foram inaugurados no final de outubro deste ano.
A chamada de propostas de simpósios está aberta à comunidade científica até o dia 29 de novembro.
Veja, na galeria, algumas fotos de João Pessoa e do Centro de Convenções (posicione o cursor na foto para ver a legenda):


Está aberta até o dia 29 de novembro a chamada de propostas de simpósios temáticos para o XIII Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat). O evento será realizado em João Pessoa (PB), no Centro de Convenções, de 28 de setembro a 2 de outubro de 2014.
As propostas de simpósios devem ser realizadas mediante o preenchimento do formulário disponível no site da SBPMat com a descrição do escopo do simpósio, a relação dos temas abrangidos, a lista tentativa de palestrantes convidados e os nomes e contatos dos organizadores do simpósio. O formulário deve ser enviado para o e-mail secretaria@sbpmat.org.br até o dia 29 de novembro de 2013.
Formulário de proposta de simpósio para download: http://sbpmat.org.br/site/wp-content/uploads/2013/09/formul%C3%A1rio-proposta-modelo-folder-2014.docx
Com esse título, a reportagem da Agência Fapesp aborda o conceito de eletrocerâmica e algumas das aplicações mais promissoras desse tipo de material. Na matéria falam, desde a 6ª Conferência Internacional em Eletrocerâmica, realizada em João Pessoa (PB) com apoio da SBPMat, o criador da conferência, professor Harry Tuller (MIT), e os coordenadores da sexta edição do evento, professores Reginaldo Muccillo (Ipen) e José Arana Varela (Unesp).
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“Strange Matter Green Earth” é o nome do projeto de exibições itinerantes sobre Ciência de Materiais e sustentabilidade que percorrerão a América do Sul e do Norte e a Europa. Iniciativa da Materials Research Society (MRS), a exibição está sendo realizada com colaboração de entidades de vários países, entre elas, a SBPMat, cujo representante no projeto é o professor do Instituto de Física de São Carlos da USP Osvaldo Novais de Oliveira Junior.
Uma parceria da SBPMat com o Institute of Physics (IoP) resultará na elaboração de um levantamento sobre pesquisa em Materiais no Brasil. O estudo, que deve iniciar no primeiro semestre de 2014, gerará uma publicação que será distribuída entre os sócios da SBPMat, bibliotecas, agências de fomento à pesquisa e demais órgãos públicos ligados à ciência, empresas da área etc.
“A intenção é fazer um levantamento o mais fiel e completo possível dos laboratórios que trabalham na área de Materiais no Brasil, inclusive para mostrar o potencial da nossa pesquisa para o mundo, que é uma das missões da SBPMat”, declara o professor Roberto Mendonça Faria, presidente da SBPMat.
Foi aprovada por unanimidade pela Diretoria e o Conselho da SBPMat a criação do Programa de Seções Universitárias da sociedade. As seções universitárias, usualmente chamadas de “university chapters” em idioma inglês, são organizações criadas e administradas por estudantes universitários e vinculadas, tipicamente, a sociedades de pesquisa. Um exemplo é o programa da Materials Research Society (MRS).
Na SBPMat, estudantes de programas de pós-graduação vinculados a institutos e departamentos de Materiais, Engenharias, Física ou Química poderão fazer parte do programa. “Por iniciativa própria, os estudantes podem criar organizações com presidente, secretário, tesoureiro etc. e designar um professor tutor”, explica o professor Roberto Mendonça Faria, presidente da nossa SBPMat. Essas organizações ficariam vinculadas à SBPMat e receberiam um orçamento da sociedade para promover eventos na área de Materiais, como palestras e workshops. Os estudantes ligados às seções universitárias da SBPMat teriam acesso a facilidades adicionais para participar dos eventos da SBPMat.
O programa conta com a parceria da MRS. Assim, estudantes das seções universitárias da MRS poderiam receber auxílios para participar dos eventos da SBPMat e vice-versa.
De acordo com o professor Faria, o programa deve ter início no final deste ano ou no início de 2014.
As novidades do programa serão divulgadas em nosso boletim, Twitter e Facebook. Interessados em receber mais informações também podem contatar a secretaria da SBPMat, pelo e-mail secretaria@sbpmat.org.br.