Month: fevereiro 2020

Artigo em destaque: Microtubos de nanomembranas e materiais híbridos para dispositivos eletrônicos avançados.

Posted on sábado 29 de fevereiro de 2020

Os artigos científicos de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês são:

Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal–Organic Framework Vertical Heterojunction. Luiz G. S. Albano, Tatiana P. Vello, Davi H. S. de Camargo, Ricardo M. L. da Silva, Antonio C. M. Padilha, Adalberto Fazzio, Carlos C. B. Bufon. Nano Lett. 2020, 20, 2, 1080-1088. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04355

Edge-driven nanomembrane-based vertical organic transistors showing a multi-sensing capability. Ali Nawaz, Leandro Merces, Denise M. de Andrade, Davi H. S. de Camargo & Carlos C. Bof Bufon. Nature Communications volume 11, Article number: 841 (2020). Disponível em https://www.nature.com/articles/s41467-020-14661-x (acesso livre)

Microtubos de nanomembranas e materiais híbridos para dispositivos eletrônicos avançados

Alguns dos desafios das próximas gerações de smartphones, sensores e outros aparelhos eletrônicos podem ser resolvidos com a ajuda de microtubos de nanomembranas (folhas feitas a partir de vários materiais, condutores da eletricidade ou não, com espessuras nanométrica e dimensões laterais micrométricas, que podem se autoenrolar formando microtubos).

Na cidade de Campinas (SP), no Laboratório Nacional de Nanotecnologia do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNNano/CNPEM), um grupo de cientistas vem desenvolvendo expertise em processos de síntese, fabricação e caracterização de nanomembranas e suas aplicações. Em trabalhos que foram publicados em janeiro e fevereiro deste ano nos periódicos Nano Letters e Nature Communications, os autores exploram algumas potencialidades das nanomembranas, principalmente relacionadas à sua flexibilidade e dimensões, para desenvolver novos memoristores e transistores – dois dispositivos eletrônicos amplamente utilizados.

Mais precisamente, os pesquisadores do LNNano mostram que os microtubos de nanomembrana podem ser peças-chave na confecção de componentes promissores utilizando materiais orgânicos e híbridos (orgânico-inorgânico) como os memoristores e transistores. Dessa maneira, as novidades propostas nos artigos podem contribuir ao desenvolvimento de aparelhos e equipamentos ainda menores, flexíveis, portáveis, mais baratos e que combinem melhor desempenho e mais funcionalidades com baixo consumo de energia.

Em entrevista ao Boletim da SBPMat, Carlos Cesar Bof Bufon, autor correspondente dos dois artigos, fala sobre o impacto científico, tecnológico e social das pesquisas e sobre as competências e infraestrutura envolvidas na sua realização. Bufon é pesquisador e chefe da Divisão de Dispositivos do LNNano/CNPEM.

Boletim da SBPMat: – Os artigos apresentam avanços, desenvolvidos no LNNano, em tecnologias para dispositivos eletrônicos (transistores e memoristores). Na sua opinião, quais são as principais contribuições tecnológicas e/ ou científicas que estes artigos apresentam? 

Carlos Cesar Bof Bufon: – O trabalho intitulado “Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal–Organic Framework Vertical Heterojunction” publicado na Nano Letters (doi: 10.1021/acs.nanolett.9b04355), reporta o desenvolvimento de um novo tipo de memoristor utilizando estruturas metal-orgânicas de superfície (SURMOFs). Os SURMOFs são estruturas híbridas compostas por íons metálicos conectados por ligantes orgânicos, altamente organizadas em superfícies recobertas com monocamadas quimicamente ativas (SAMs). Existem mais de 70 mil tipos de estruturas metal-orgânicas (MOFs) que podem ser preparadas como SURMOFs e que podem conferir novas funcionalidades a dispositivos eletrônicos. Além das novas funcionalidades, sua considerável flexibilidade mecânica e baixo custo despertam interesse na comunidade científica para aplicações. Porém, por se tratar de um material híbrido formando por elementos orgânicos e inorgânicos, a integração desta classe de materiais torna-se um desafio tecnológico. Com intuito de contornar essa limitação, este trabalho apresenta uma nova arquitetura para a integração dessas de estruturas SURMOFs e sua aplicação no desenvolvimento de um novo tipo de memoristor. A arquitetura proposta é baseada no contato elétrico superior de filmes ultrafinos de SURMOF HKUST-1 utilizando nanomembranas metálicas autoenroladas (microtubos). Os filmes de SURMOF explorados nesse trabalho apresentam espessuras da ordem de 20 nanômetros. Essa nova arquitetura abre caminhos promissores na área de dispositivos eletrônicos baseados em SURMOFs, bem como fornece uma plataforma tecnológica para a realização de estudos ainda não reportados na literatura para essa classe de materiais, como por exemplo, a investigação de como as cargas elétricas são conduzidas em camadas de SURMOFs ultrafinos.

Fotografia de um microchip fabricado utilizando fotolitografia e ilustração do contato elétrico no SURMOF realizado pela nanomembrana metálica autoenrolada. Cada microchip possui área de 81 mm2 contendo 32 memoristores.
Fotografia de um microchip fabricado utilizando fotolitografia e ilustração do contato elétrico no SURMOF realizado pela nanomembrana metálica autoenrolada. Cada microchip possui área de 81 mm2 contendo 32 memoristores.

Já o trabalho intitulado “Edge-driven nanomembrane-based vertical organic transistors showing a multi-sensing capability” publicado na Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-020-14661-x), apresenta o desenvolvimento de uma plataforma de transistor orgânico em arquitetura vertical. Os transistores são os principais componentes de circuitos e processadores eletrônicos. Comparados aos transistores inorgânicos, os transistores orgânicos têm como vantagens o baixo custo e sua fácil fabricação, que o tornam atraentes para dispositivos eletrônicos flexíveis em várias áreas. Uma grande vantagem dos transistores verticais está em sua fácil integração com dispositivos emissores de luz e fotodetectores na formação de sistemas optoeletrônicos integrados. Os dispositivos apresentados neste trabalho foram processados inteiramente por meio de técnicas convencionais de microfabricação e fotolitografia, o que é uma vantagem do ponto de vista da viabilidade tecnológica. Um grande diferencial destes novos transistores está relacionado à utilização de nanomembranas metálicas autoenroladas como eletrodos de dreno (um dos contatos do transistor), promovendo assim a formação de um contato mecânico suave com a camada de semicondutor orgânico. Nesta arquitetura, a camada semicondutora pode atingir espessuras menores que 50 nanômetros. Os dispositivos fabricados mostraram altas densidades de corrente (~0,5 A/cm2) com baixas tensões de operação (≤ 3 V). Com base em nosso estudo teórico, foi possível prever uma melhoria na estrutura do transistor, resultando em projeções de dispositivos com densidades de corrente de até 10 A/cm2. Tais valores – obtidos com baixas tensões de operação em uma plataforma composta por camadas orgânicas ativas – destacam o potencial desses dispositivos para futuramente serem integrados em aplicações eletrônicas flexíveis e portáteis. Além disso, os novos transistores mostraram-se capazes de detectar diferentes níveis de umidade e de luz, graças à plataforma de dispositivo baseada em nanomembranas autoenroladas. Portanto, os transistores desenvolvidos também possuem um grande potencial para o avanço da tecnologia de sensores da próxima geração.

Imagem de microscopia eletrônica de varredura (colorida artificialmente) do transistor orgânico vertical baseado em nanomembrana enrolada (tons de amarelo). A radiação incidente e as moléculas de água (artificialmente colocadas) ilustram as características de sensibilidade múltipla do novo dispositivo eletrônico.
Imagem de microscopia eletrônica de varredura (colorida artificialmente) do transistor orgânico vertical baseado em nanomembrana enrolada (tons de amarelo). A radiação incidente e as moléculas de água (artificialmente colocadas) ilustram as características de sensibilidade múltipla do novo dispositivo eletrônico.

Boletim da SBPMat: – De que maneira os resultados dos artigos poderiam impactar na vida cotidiana das pessoas (impacto social)? Você considera que as tecnologias propostas poderiam substituir as usadas atualmente ou criar novas aplicações? Se sim, quais seriam as vantagens destas novas tecnologias desenvolvidas no LNNano? Seria necessário dar muitos passos ainda para levar os resultados dos artigos ao mercado?

Carlos Cesar Bof Bufon: – O memoristor é considerado um dos quatro componentes eletrônicos fundamentais. Em um computador, é capaz de realizar as funções de processamento e de armazenamento de informação. Neste trabalho, o comportamento de memoristor foi observado em condições de alta umidade relativa (entre 90-70%). Análogo a uma espoja, as moléculas de água presentes no ambiente são absorvidas pelos nanoporos do SURMOF. Em determinado campo elétrico, essas moléculas facilitam a condução dos elétrons dentro do material através da alteração da sua resistência elétrica. A diferença na resistência elétrica pode chegar a 1 milhão de vezes utilizando baixas tensões de operação – menores que 2 V. Em uma aplicação prática, essa diferença pode corresponder a estados binários como 0 e 1. A total fabricação do dispositivo foi realizada com técnicas convencionais de fotolitografia, compatíveis com a produção em escala industrial. O fato de depender de umidade para seu funcionamento não limita sua aplicação comercial, pois isto pode ser facilmente contornado através de processos de encapsulamento, comuns na indústria de dispositivos eletrônicos.

Já a fabricação de transistores orgânicos em arquitetura vertical utilizando nanomembranas enroladas como eletrodos de dreno permite a redução da região de interesse para menos de 50 nanômetros (mais de mil vezes menor que a espessura de um fio de cabelo). Isso implica um avanço significativo na indústria eletrônica, porque a portabilidade de aplicações eletrônicas, como smartphones, computadores e televisores, depende da redução do número e do tamanho de transistores. O mecanismo de operação do dispositivo relatado neste trabalho amplia o entendimento atual sobre transistores orgânicos verticais, mostrando que as densidades de corrente podem ser melhoradas realizando-se manipulações cuidadosas na estrutura espacial do eletrodo metálico intermediário (fonte). Além disso, a preparação de microchips de transistores foi realizada com técnicas de microfabricação compatíveis com a escala industrial. Assim, esses dispositivos podem ser facilmente integrados em aplicações eletrônicas com algumas etapas adicionais, como o encapsulamento de microchips para evitar a degradação dos materiais orgânicos.

Os dois conceitos de dispositivos baseados em nanomembranas ampliam as possibilidades para o uso de materiais híbridos em eletrônica. Por mais que exista uma tendência para a substituição de uma tecnologia por outra, os conceitos desenvolvidos em nossos trabalhos buscam abrir novas fronteiras e possibilidades através o design de estruturas funcionais a partir de seus elementos fundamentais tais como átomos e moléculas.

Todas as tecnologias que desenvolvemos na área de dispositivos no LNNano/CNPEM estão firmemente calcadas tanto no entendimento dos conceitos fundamentais que governam as propriedades dos componentes como na aplicação tecnológica. Esses dois trabalhos foram iniciados fundamentalmente do zero. Em termos do seu nível de maturidade tecnológica (do inglês technology readiness level, TRL), os dispositivos alcançaram a validação funcional dos componentes em ambiente de laboratório (foi totalmente concluída). Dentro da escala TRL, atingimos o quarto nível de um total de 9, sendo este último a comercialização. Vale ainda ressaltar que o próximo nível a ser trabalhado precisa necessariamente envolver a participação do setor produtivo, que é, de fato, quem pode acelerar a chegada deste tipo de pesquisa ao mercado.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos brevemente a história dos trabalhos reportados nos dois artigos: como e quando surgiu a ideia, se foi necessário reunir competências muito diversas, a infraestrutura utilizada, curiosidades etc.

Carlos Cesar Bof Bufon: – Os trabalhos são frutos de diferentes histórias, mas foram desenvolvidos no mesmo grupo de pesquisa com a ideia comum de explorar as potencialidades das nanomembranas na área de dispositivos funcionais. Esta temática faz parte do meu projeto Jovem Pesquisador financiado em 2016 pela FAPESP. A ideia da aplicação dos SURMOFs como memoristor, utilizando como contato superior as nanomembranas, foi desenvolvida em conjunto com o pós-doutorando Dr. Luiz Gustavo Simão Albano. O nosso grupo de pesquisa começou a avaliar a viabilidade tecnológica de utilizar os SURMOFs como materiais funcionais em dispositivos há cerca de 3 anos. Desde então, o grupo vem estabelecendo de forma continuada a implementação das rotas de síntese e integração para aplicações na área de componentes eletrônicos.

O trabalho foi realizado inteiramente no LNNano/CNPEM, e conta com uma lista de coautores que contribuíram ativamente para tornar possível a realização deste trabalho: Tatiana P. Vello (crescimento dos SURMOFs), Davi H. S. de Camargo (fabricação de dispositivos e ilustrações), Ricardo M. L. da Silva (fabricação de dispositivos), Dr. Antonio C. M. Padilha (simulações DFT) e Prof. Dr. Adalberto Fazzio (simulações DFT).

O trabalho com o transistor também segue o padrão do memoristor – combinação de materiais funcionais e nanomembranas. Há cerca de 15 anos comecei a me interessar pelas potencialidades do uso de camadas nanoestruturadas como blocos fundamentais em uma eletrônica vertical. Ao tomar conhecimento dos trabalhos do Prof. Ivo Hümmelgen, da UFPR (falecido em 2018), na área de transistores verticais, uma série de vantagens e desafios me chamaram a atenção. A ideia do trabalho surgiu ao antecipar que a melhoria no desempenho do dispositivo poderia ser alcançada com o uso de um eletrodo de dreno baseado em nanomembrana enrolada e um eletrodo intermediário (fonte) padronizado usando fotolitografia. Em maio de 2018, o Dr. Ali Nawaz (ex-aluno do Prof. Ivo!), natural do Paquistão, iniciou a execução do projeto no LNNano/CNPEM. Sendo um projeto de execução complexa, as infraestruturas avançadas para processamento e caracterização de dispositivos do LNNano/CNPEM foram fundamentais. E da mesma forma que o memoristor, a pesquisa dependeu de um conjunto de expertises variadas. Durante o projeto, o Dr. Leandro Merces prestou assistência crítica na investigação dos aspectos teóricos dos dispositivos, enquanto os colaboradores Davi Camargo (especialista em microfabricação) e Denise de Andrade (estagiária de graduação pela Universidade Estadual de Ponta Grossa), forneceram ao trabalho todo o suporte técnico necessário.

Autores principais dos trabalhos. A partir da esquerda: Carlos Cesar Bof Bufon, Luíz Gustavo Simão Albano e Ali Nawaz.
Autores principais dos trabalhos. A partir da esquerda: Carlos Cesar Bof Bufon, Luíz Gustavo Simão Albano e Ali Nawaz.

Da ideia à inovação: Kevlar, a força de uma descoberta científica.

Posted on sexta-feira 28 de fevereiro de 2020
Tecido de poliaramida.
Tecido de poliaramida.

O que têm em comum os coletes à prova de balas que protegem policiais e militares ao redor do mudo, as cordas que seguraram a nave Pathfinder na sua descida à superfície de Marte, e as luvas usadas por operários da indústria metalmecânica?

A resposta é Kevlar®, uma fibra sintética polimérica de alta durabilidade que combina alta resistência e baixo peso (é cinco vezes mais resistente do que o aço por módulo de peso). A fibra pode ser usada como matéria prima de cordas e tecidos flexíveis e confortáveis, ou adicionada a outros materiais para reforçá-los. O Kevlar® gera produtos capazes de resistir às mais diversas agressões, desde estilhaços e facadas até tiros de arma de fogo. Também resistente a condições extremas de temperatura e pressão, a fibra já esteve no deserto, na montanha, na Antártida, no fundo do mar e no espaço.

A história desse material começa, é claro, com uma descoberta científica, realizada em 1965 em um dos laboratórios da empresa DuPont por Stephanie Louise Kwolek, bacharel em química, sem doutorado e única representante do sexo feminino no laboratório. A competência e a paixão de Stephanie encontraram nesse lugar e nesse momento um ambiente propício para se expressarem, e renderam bons resultados, não apenas para a empresa, mas também para a humanidade como um todo.

Dos passeios no bosque aos laboratórios da DuPont

Stephanie Louise Kwolek.
Stephanie Louise Kwolek.

Stephanie Kwolek nasceu em 31 de julho de 1923 nos Estados Unidos, filha de um casal de imigrantes poloneses. Junto aos pais e ao irmão, mais novo, ela viveu sua infância em New Kensington, uma pequena cidade a 30 km de Pittsburg, na Pensilvânia, num entorno de bosques que costumava percorrer junto ao pai enquanto tentavam descobrir animais e identificar espécies vegetais, cujas folhas colavam e classificavam num caderno. Falecido quando a menina tinha apenas 10 anos, o pai foi o principal responsável por desenvolver nela uma forte curiosidade e gosto pela experimentação. Já com a mãe, que até a morte do pai passava muito tempo dentro de casa frente à máquina de costurar (depois começou a trabalhar na indústria para sustentar a família), Stephanie desenvolveu a criatividade e o gosto pela moda. A menina adorava fazer roupas de papel para suas bonecas, também de papel.

Depois de fantasiar com uma carreira como designer de moda, Stephanie Kwolek descobriu que queria ser médica. Entretanto, como o curso de Medicina era muito caro, ela foi estudar Ciências na Carnegie Mellon University, em Pittsburg. Mais precisamente, ela frequentou o Margaret Morrison Carnegie College, que era a faculdade destinada às mulheres dentro dessa universidade. Nos anos universitários, além de ter um ótimo desempenho acadêmico, Stephanie reuniu experiência de laboratório, fazendo trabalhos para a universidade e para empresas durantes suas férias de verão.

Formada em 1946, aos 23 anos, com um “major” em Química e um “minor” em Biologia, Stephanie foi em seguida procurar um emprego na área, pensando em trabalhar por alguns anos até reunir o dinheiro para começar o curso de Medicina. Rapidamente, Stephanie foi contratada pela empresa DuPont – já famosa naquela época pela invenção do nylon, primeira fibra sintética da história, entre outros produtos. Assim, a jovem se mudou para Buffalo, no estado de Nova Iorque, para trabalhar como química no Departamento de Raiom, que mais tarde se transformaria no Laboratório de Pesquisa Pioneira em Fibras Têxteis, onde lidou com síntese de novas poliamidas e poliésteres.

Em 1950, o laboratório foi transferido para o principal “canteiro de invenções” da empresa, a chamada Estação Experimental, localizada em Wilmington, no estado de Delaware, aonde Stephanie se mudou para contribuir com a equipe que tentaria desenvolver novos métodos de produção de polímeros, realizados a baixas temperaturas, para criar fibras com a maior resistência possível.

Paixão pelo laboratório

Nesse momento, Stephanie já tinha trocado o sonho de ser médica pela paixão de ser cientista. Fascinava-a o fato de ter cada dia um novo desafio e aprender todo dia algo novo. Além disso, o ambiente de trabalho naquele laboratório da DuPont era muito positivo para ela.

Para começar, o emprego era estável e havia uma certa liberdade para escolher os temas de pesquisa, dentro de uma lista que o diretor elaborava com base nos objetivos da empresa. (Stephanie sempre gostava de participar de dois projetos de forma simultânea, de preferência um mais fundamental e outro mais aplicado). Para desenvolver suas pesquisas, Stephanie podia trabalhar de forma independente, seguindo seus próprios planos, e sem a pressão de gerar resultados econômicos imediatos. Precisava, apenas, ter bom senso para saber quando parar determinado projeto que não daria frutos econômicos no médio prazo. Essa possibilidade de pesquisa independente e não orientada era importante não apenas para satisfazer a natureza criativa e curiosa da pesquisadora, mas também porque ela estava trabalhando em linhas de pesquisa bastante novas, ainda carentes de pesquisa fundamental, a qual precisava ser feita dentro dos laboratórios da empresa.

Além disso, havia ótimos equipamentos e muitas oportunidades para troca de ideias com os colegas. Finalmente, Stephanie podia publicar seus resultados em artigos ou livros, depois de os textos passarem pela revisão de profissionais de vários setores da empresa, que verificavam se a publicação daqueles dados poderia prejudicar os negócios. Para Stephanie, a escrita de artigos era um momento importante de seu trabalho, no qual as ideias ficavam mais organizadas e os resultados eram submetidos a exames minuciosos.

quote 2Na visão dela, o conjunto de boas condições de trabalho gerava um meio propício para descobertas científicas capazes de gerar inovações radicais (novos materiais ou moléculas e novos processos de síntese) capazes de posicionar a empresa na vanguarda do mercado. Tal como aconteceu com o Kevlar®.

A descoberta que gerou o Kevlar®

Na década de 1960, o Laboratório de Pesquisa Pioneira em Fibras Têxteis se envolveu na busca por uma fibra que fosse muito resistente, porém também muito leve. Um dos objetivos da DuPont era oferecer ao mercado um material que substituísse o aço como aditivo da borracha na fabricação de pneus, de modo a tornar os pneus mais leves e assim diminuir o uso de combustível, já que se esperava um período de escassez de petróleo nos anos seguintes.

Depois de experimentar com dezenas de polímeros diferentes, o laboratório decidiu começar a trabalhar com o grupo das poliaramidas, ou poliamidas aromáticas, as quais eram promissoras quanto às propriedades, mas também eram famosas entre os pesquisadores pela dificuldade de se lidar com elas no laboratório. Principalmente, as poliaramidas eram difíceis de se dissolver, devido à rigidez de suas moléculas em forma de bastão, diferente da flexibilidade de muitas outras moléculas de polímeros.

Persistente, além de competente, Stephanie Kwolek foi escalada para participar do desafio. Ou, melhor, dos desafios, no plural, que surgiam diariamente em cada uma das etapas envolvidas: a escolha e síntese dos compostos que reagiriam para formar o polímero (os quais, na época, não existiam prontos para venda), o método de polimerização e, não menos importante, a dissolução do polímero obtido. De fato, para formar a fibra polimérica desejada pela DuPont, era necessário fiar o polímero. Para isso, o laboratório dispunha de um equipamento muito simples, chamado spinneret, no qual uma solução polimérica é forçada a passar através de pequenos orifícios. Na etapa posterior, tira-se o solvente e se obtém as fibras.

Nessa etapa do desenvolvimento encontrava-se Stephanie, fazendo testes com diferentes compostos para dissolver as difíceis poliaramidas, quando olhou para sua recém-preparada solução polimérica e notou, a olho nu, que ela era essencialmente diferente de todas as outras que já tinha visto. A nova solução era opaca e fluída, e não transparente e viscosa como se esperava. Além disso, quando mexida, ficava opalescente (com reflexos nas cores do arco-íris).

Em vez de jogá-la no ralo da pia, ela se entusiasmou e a levou até o spinneret para fazer o teste da fiação. Achando que o aspecto leitoso se devia à presença de partículas em suspensão que poderiam entupir os buracos do spinneret, o técnico do equipamento negou-se a fazer o teste. A fiação foi feita alguns dias mais tarde, depois de Stephanie provar cientificamente que não havia partículas na solução. E o resultado foi maravilhoso. As fibras de poliaramida obtidas com a receita desenvolvida por Stephanie eram muito mais resistentes do que o nylon, e também mais resistentes do que o aço, porém muito mais leves. Assim que confirmou os resultados da caracterização do novo material, a cientista apresentou sua descoberta a seus superiores, que aderiram a seu entusiasmo.

Mas qual é a explicação para a super resistência das fibras de poliaramida? É a seguinte. Stephanie Kwolek conseguiu domar uma poliaramida e com ela preparar uma solução polimérica de macromoléculas rígidas. Durante o processo de fiação, essas moléculas permaneceram totalmente esticadas e se alinharam de forma ordenada. O resultado foi uma fibra com uma estrutura muito organizada, da qual surgem as propriedades excepcionais.

quote 1A solução que ela tinha colocado no spinneret, descobriria mais tarde a cientista, podia ser classificada como uma solução cristalina líquida. A partir dessa descoberta, várias novas fibras de alto desempenho foram criadas com base em soluções cristalinas líquidas, principalmente o Kevlar®.

Desenvolvimento do produto e do mercado

O desenvolvimento do produto Kevlar®, iniciado imediatamente depois da descoberta de Stephanie em 1965, levou vários anos dentro da DuPont, e envolveu uma equipe interdisciplinar sem a participação direta de Stephanie, que permaneceu no laboratório em busca de novas descobertas. O processo incluiu o desenvolvimento da fórmula química final e ajustes no equipamento de fiação. A adaptação à escala industrial levou em conta questões de ordem econômica, prática e ecológica. Além disso, a partir de 1972, um plano de marketing para o Kevlar® foi desenhado e colocado em prática, baseado em parcerias com potenciais clientes para customizar o produto conforme a aplicação desejada, gerando toda uma família de fibras.

Dessa maneira, foi em 1982 que o produto foi de fato comercializado, dezessete anos e centenas de milhões de dólares depois da descoberta científica inicial. A partir de então, a família Kevlar® tem conquistado dezenas de mercados por meio de centenas de produtos, como botas de bombeiros, revestimentos de carros blindados, raquetes e componentes de barcos, aviões e automóveis, por citar apenas alguns exemplos além dos mencionados no início desta matéria

Quanto à Stephanie Kwolek, ela continuou trabalhando na DuPont até sua aposentadoria, em 1986. Ganhou vários prêmios e distinções pelo seu trabalho com as soluções cristalinas líquidas. Virou um ícone feminino da descoberta científica e “a cara” do Kevlar®. Dedicou-se a incentivar meninas a trabalharem em pesquisa, além de prestar assessoria à DuPont depois de sair da empresa. Faleceu aos 90 anos de idade, em junho de 2014, em Wilmington.

Algumas referências:

  • Stephanie L. Kwolek, interview by Raymond C. Ferguson in Sharpley, Delaware, 4 May 1986 (Philadelphia: Chemical Heritage Foundation, Oral History Transcript # 0028). Disponível aqui.
  • Stephanie L. Kwolek, interview by Bernadette Bensaude-Vincent at Wilmington Delaware, 21 March 1998 (Philadelphia: Chemical Heritage Foundation, Oral History Transcript #0168).
  • Women in Chemistry: Stephanie Kwolek. Canal no YouTube do Science History Institute. Disponível aqui.
  • The Kevlar Story – an Advanced Materials Case Study. David Tanner, James A. Fitzgerald, and Brian R. Phillips. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. Adv. Mater. 28 (1989) No. 5.
  • Kevlar Technical Guide. Disponível aqui.

Sócio da SBPMat recebe prêmio de sociedade dos Estados Unidos.

Posted on sexta-feira 21 de fevereiro de 2020
Prof. Victor C. Pandolfelli
Prof. Victor C. Pandolfelli

O professor Victor Carlos Pandolfelli (DEMa-UFSCar), sócio da SBPMat, recebe prêmio da TMS (a sociedade de minerais, metais e materiais dos Estados Unidos) enquanto coautor do trabalho “Improving the reliability of fluidized bed calciners by suitable refractory lining selection”, apresentado em 2019, no encontro anual dessa sociedade. O prêmio, cujo nome é “Light Metals Subject Award – Alumina/Bauxite” é dedicado a pesquisas que evidenciam a aplicação da ciência na solução de problemas práticos. A cerimônia de entrega do prêmio ocorre no dia 24 de fevereiro de 2020, durante o 149th TMS Annual Meeting, que será realizado em San Diego, Califórnia (EUA).

O trabalho premiado, coordenado por Pandolfelli, foi realizado dentro de um projeto conjunto entre a empresa 4 Cast, especializada em materiais cerâmicos para aplicações em alta temperatura, e a UFSCar. Também recebem o prêmio enquanto coautores do trabalho Mariana A.L. Braulio (4Cast), J. R. Cunha (Alcoa Alumar – Brasil) e D. Whiteman (Alcoa- Austrália).

Seleção de alunos para o mestrado no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da UFTM (Uberaba-MG).

Posted on quarta-feira 19 de fevereiro de 2020

Processo de seleção de candidatos ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (inicialmente denominado Interdisciplinar em Biociências Aplicadas).

Áreas de concentração:

I – Produtos naturais e sintéticos bioativos,

II – Materiais metálicos e

III – Materiais não-metálicos.

Inscrições: 2 a 15 de março de 2020.

Edital: http://www.uftm.edu.br/pos-graduacao/stricto-sensu/piba/piba-em-andamento

Nova diretoria da SBPMat toma posse em cerimônia na Unicamp.

Posted on sábado 15 de fevereiro de 2020

A nova diretoria da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) tomou posse na manhã de 14 de fevereiro, em cerimônia realizada no auditório do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW – Unicamp), na cidade de Campinas (SP), com a presença de mais de 80 pessoas.

Eleita pelos sócios da SBPMat em outubro de 2019 para o mandato que vai de fevereiro de 2020 a fevereiro de 2022, a nova diretoria é presidida por Mônica Alonso Cotta (IFGW-Unicamp), que se tornou a primeira presidente mulher da SBPMat.

Outra característica desta diretoria é a alta representatividade geográfica (diretores das regiões sul, sudeste, nordeste e norte), disciplinar (formações em Física, Química e Engenharia de Materiais) e de gênero (quatro homens e três mulheres).

Junto à presidente, assumiram seus cargos Rubem Luis Sommer (CBPF), como diretor de administração, finanças e patrimônio, e cinco diretores científicos: Andrea Simone Stucchi de Camargo (IFSC-USP), Antonio Eduardo Martinelli (UFRN), Iêda Maria Garcia dos Santos (UFPB), Ivan Helmuth Bechtold (UFSC) e Newton Martins Barbosa Neto (UFPA).

Em seu discurso, a presidente destacou o caráter interdisciplinar da comunidade de pesquisa em materiais e, em particular, da SBPMat. “Um dos nossos pontos fortes decorre justamente da sinergia entre as áreas, e isso requer uma boa capacidade de comunicação entre os pesquisadores, respeitando expertises complementares, compartilhando conhecimento, para obter um produto que seja maior que a soma de suas partes”, disse Cotta, que acrescentou que a comunicação com o público leigo será uma das frentes nas quais a nova diretoria atuará de forma prioritária.

Além disso, a professora Cotta destacou a importância de a comunidade científica se posicionar frente a decisões políticas sem fundamento científico que podem afetar a vida de milhões de pessoas. “A SBPMat continuará apoiando o excelente trabalho que Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência e Academia Brasileira de Ciências têm encabeçado nos últimos anos, trabalhando junto ao Congresso de forma propositiva e atuante, e se manifestando fortemente em defesa da pesquisa e da ciência brasileira”, completou.

A professora Cotta recebeu o cargo de seu antecessor, o professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP), que presidiu a SBPMat por dois mandatos consecutivos. O ex-presidente, que recebeu elogios à sua gestão nos discursos das autoridades presentes, pronunciou palavras de agradecimento à equipe da SBPMat, aos diretores e membros do conselho deliberativo que o acompanharam, e aos sócios que participaram das ações da SBPMat. “Tenho certeza de que a próxima gestão será ainda melhor”, expressou.

Discursos da autoridades: desenvolvimento econômico-social e mulheres na ciência

A cerimônia, que durou pouco mais de uma hora, contou também com palavras de autoridades da Unicamp (a vice-reitora, Teresa Dib Zambon Atvars, e o diretor do IFGW-Unicamp, Pascoal José Giglio Pagliuso) e de representantes de diversas entidades, a saber: o brigadeiro Maurício Pazini Brandão, do Ministério de Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC); Marcia Cristina Bernardes Barbosa, diretora da Academia Brasileira de Ciências (ABC);  Carola Dobrigkeit Chinellato, membro do conselho da Sociedade Brasileira de Física (SBF); Antonio José Roque da Silva, diretor do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM);  Ronald Cintra Shellard, diretor do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), e Elson Longo (CDMF-UFSCar), que foi presidente da SBPMat no biênio 2004 – 2005.

Nos breves discursos proferidos, alguns assuntos foram constantes, como a conquista de espaços por parte das mulheres, a necessidade de unir os diversos indivíduos e organizações para a sobrevivência e o avanço da ciência e da tecnologia, e a seriedade e impacto da pesquisa desenvolvida nas universidades brasileiras. Um dos assuntos mais abordados foi a transformação de conhecimento científico em riqueza, não apenas como desejo ou necessidade, mas também como um fato da realidade brasileira atual, o qual pode ser observado principalmente nas startups e empresas surgidas de universidades e centros de pesquisa.

O primeiro orador foi o brigadeiro Maurício Pazini Brandão, professor do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), que participou da cerimônia enquanto diretor regional do escritório representativo do MCTIC em São Paulo. Nas palavras proferidas, ele salientou que a comunidade de pesquisa em materiais deve ir além da produção de artigos científicos. “Queremos produtos e inovação com nota fiscal”, disse.

Em seguida, a vice-reitora da Unicamp retomou a questão levantada por Brandão, com alguns dados sobre as empresas fundadas por ex-alunos dessa universidade. Em conjunto, essas “empresas-filhas” têm faturamento anual de R$ 7,9 milhões, valor equivalente ao triplo do orçamento anual da Unicamp, informou a professora Atvars, que finalizou o breve discurso destacando as conquistas das mulheres, muitas vezes obtidas fazendo “tripla jornada”. Mais exemplos de empresas e inovações surgidas do meio acadêmico, na área de revestimentos cerâmicos e produtos cosméticos, foram apresentados mais tarde na fala do professor Elson Longo.

O professor Pascoal José Giglio Pagliuso falou sobre a professora Mônica Cotta, sua colega na equipe docente e na diretoria do IFGW, onde ela é diretora associada. O diretor do IFGW descreveu a nova presidente da SBPMat como incansável, vigilante, de coração enorme e com posição de destaque em assuntos envolvendo minorias e direitos humanos. “Ela é a primeira mulher e a primeira docente da Unicamp a ocupar este cargo de impacto na pesquisa brasileira”, destacou.

Após, Marcia Barbosa, professora da UFRGS e diretora na ABC, retomou a questão da transformação do conhecimento em riqueza e afirmou que a ciência básica gera, sim, desenvolvimento. Cientista com destacada atuação em prol da participação de mulheres nas ciências exatas, Barbosa se disse preocupada com os tempos atuais e convocou a comunidade científica a trabalhar “juntos e juntas”. “A nova diretoria da SBPMat vai saber construir cataventos para transformar a energia do tsunami e também nuclear outras entidades”, disse. O trabalho em parceria também foi destacado nas palavras da professora Carola Dobrigkeit Chinellato (Unicamp), quem desejou à nova diretoria que possa fazer novas ligas e estender a abrangência da SBPMat.

Na penúltima fala da cerimônia, Antonio José Roque da Silva, que dirige o Sirius (construção da nova fonte de luz síncrotron brasileira), comentou as dificuldades orçamentárias que tem enfrentado para realizar o projeto, por vezes ligadas à dificuldade de políticos e da sociedade em geral  de compreender quais são os tempos e atores envolvidos na pesquisa científica e sua posterior transformação em desenvolvimento social e riqueza. “Precisamos explicar melhor essa escala temporal”, convocou.

Encerrando as falas, Ronald Cintra Shellard trouxe alguns dados que mostram o desequilíbrio, no Brasil, entre a pesquisa realizada nas universidades (onde há mais liberdade de escolha de tema) e nos institutos de pesquisa (nos quais o trabalho científico visa a cumprir uma determinada missão). A relação pesquisadores de universidades/ de institutos, que no mundo varia de 1/1 a 4/1, no país é de 12/1, disse o diretor do CBPF. Isso, expressou o cientista, não reflete um excesso de profissionais na universidade, e sim uma falta de pesquisadores no país, em particular nos institutos de pesquisa.

 

Leia o discurso da professora Mônica Cotta, aqui. 

Saiba mais sobre os membros da nova diretoria: https://www.sbpmat.org.br/pt/a-sbpmat/diretoria-e-conselho/

Inscrições para mestrado em Engenharia Física na UFRPE .

Posted on quinta-feira 6 de fevereiro de 2020

Edital de Seleção Extra.

Estão abertas até o dia 16/02/2020 as inscrições para ingresso no Programa de Pós-graduação em Engenharia Física (PPEngFis) da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) – 2020-1.

O PPEngFis funciona, a nível de mestrado, na Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho da (UACSA/UFRPE). O Programa tem duas áreas de concentração (Materiais e Optoeletrônica) e 5 linhas de pesquisa: Materiais nano estruturados; Materiais para aplicações ambientais, energéticas e industriais; Metrologia e instrumentação; Espectroscopia coerente e óptica não linear; Controle e dinâmica não linear.

O edital de seleção e as normas complementares do programa, assim como demais informações estão disponíveis no site do programa: www.ppengfis.ufrpe.br ou pelos contatos: coordenacao.ppengfis@ufrpe.br e secretaria.ppengfis@ufrpe.br.