Em 1993, por motivos pessoais, Ugarte foi morar no Brasil, e começou a trabalhar com a equipe que estava iniciando a construção do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) no local atual, na cidade de Campinas (SP). Foi nesse contexto que ele pôde tornar realidade a sua ideia de construir um laboratório de microscopia eletrônica realmente aberto à toda a comunidade científica, sem esquecer os estudantes, que também cumprisse o papel de formar pesquisadores capazes de utilizar os equipamentos com habilidade. O Laboratório de Microscopia Eletrônica iniciou suas atividades em 1999, dirigido pelo cientista cordobés, e foi a semente do atual Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano). Entre 1994 e 1998, Ugarte atuou também como professor visitante na EPFL. Em 2004, o cientista deixou o LNLS para assumir o cargo de professor associado no Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW), da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Desde 2007, ele é professor titular dessa instituição. Além disso, de 2004 a 2007, o professor Ugarte coordenou uma rede de pesquisa em nanomateriais, a NANOMAT, que incluía 23 instituições e 150 pesquisadores.

Ao longo de sua carreira científica, Daniel Ugarte proferiu mais de 100 palestras convidadas em eventos científicos internacionais e recebeu vários prêmios prestigiosos por suas contribuições acadêmicas excepcionais, como o prêmio universitário da Fondation Latsis Internationale (Suíça, 1994), o John Simon Guggenheim Fellowship (EUA, 2002), o Prêmio Scopus Brasil da Elsevier e a CAPES (Brasil, 2008) e o prêmio de Física de The World Academy of Sciences, TWAS (Itália, 2018). Em 2012, Ugarte foi eleito membro da Academia Brasileira de Ciências (ABC). Além disso, vários estudantes orientados por ele receberam prêmios por suas teses de doutorado, outorgados pela Presidência da República (Prêmio Marechal do ar Casimiro Montenegro Filho), pela CAPES, pela Sociedade Brasileira de Física (SBF) e pelo IFGW – UNICAMP.

Daniel Ugarte é autor de mais de 100 artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares. De acordo com o Google Scholar, sua produção acadêmica recebeu mais de 16.600 citações e seu índice h é de 43.

Veja a nossa entrevista com este sócio fundador da SBPMat e saiba mais sobre a sua história de vida, suas principais descobertas, suas críticas a algumas tendências no modo de se fazer ciência e sua mensagem aos pesquisadores mais jovens.

Boletim da SBPMat: – Gostaríamos de saber como/ por que você se tornou um cientista. Quando surgiu em você o desejo de ser cientista?

Daniel Ugarte: – Nasci na Argentina, com a informação genética típica daquele país: mãe de origem italiana, e pai de origem espanhola (basca, para ser preciso), mas tentando ser inglês (adoro rugby). Acho que o exemplo de curiosidade, trabalho e interesses variados de meus pais teve influência majoritária nas minhas escolhas. Nasci e cresci numa cidade no meio das montanhas/serras na Argentina (cidade de Cosquín, com aproximadamente 10.000 habitantes, na província de Córdoba). Minha mãe era professora do ensino fundamental e sempre tentava, com recursos financeiros muito escassos, obter livros para seguir estudando e melhorar suas aulas (naquela época não tinha internet); nós líamos em família esses novos textos de história, dinossauros etc. Meu pai, mesmo tendo frequentado a escola somente até os 12 anos, sempre foi muito curioso e ativo. Fazia de tudo como amador e autodidata; muito inquieto, era ator, pintor, músico, consertava de tudo, fazia chaves etc. A curiosidade e o espírito de criança ficaram sempre com ele: toda coisa nova, ele queria desmontar para ver como funcionava. Se tivesse que definir sua profissão, eu diria que ele fazia cartazes publicitários. Na oficina dele, todos os equipamentos foram construídos por ele mesmo. Naquela sala de bagunça constante, eu brincava furando ferros, soldando fios, cortando madeira, martelando coisas. Tínhamos poucos luxos, nenhum brinquedo caro, mas sempre havia livros, e eu fazia coisas muito incomuns (supervisionado por meus pais) aos olhos das outras crianças, tais como aeromodelos, rádios de galena, um telescópio etc. Com minha mãe, cozinhávamos sempre receitas novas (nhoques, bolos, alfajores, doces, etc.); aos 10 anos, todo domingo ao meio-dia, eu preparava o churrasco da família. Esses experimentos de química e calor foram muito instrutivos (e saborosos), sabores e aromas que tento ainda hoje reproduzir com precisão. Finalmente, para completar, tive a sorte de ter certa facilidade com Lógica e Matemática, a qual ficou em evidência quando fui para a escola. Tenho que agradecer muito aos professores de Ciência e Matemática que se esforçaram para manter minha motivação naquela cidadezinha e que eu pudesse crescer e fazer evoluir esse talento incipiente. Acho que com essa infância, o sonho de fazer ciência e trabalhar num laboratório (ou numa cozinha) fazendo descobertas e construir instrumentos maravilhosos é a consequência mais natural do mundo (devo esclarecer que fora do laboratório meu hobby principal é cozinhar).

Boletim da SBPMat: – Conte, brevemente, o que o levou a atuar no campo dos nanossistemas.

Daniel Ugarte: – Na verdade cheguei ao mundo “nano” pelas mãos da microscopia eletrônica. Na Universidad Nacional de Córdoba cursei Física, muito mais interessado no perfil experimental e no trabalho de laboratório utilizando as mãos. No curso, você deve fazer uma dissertação final para obter seu diploma. Entre as várias opções do Instituto de Física, preferi fazer um projeto associado à microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de raios X. Uma escolha pragmática visando ter mais opções de emprego após a minha graduação. Naquele momento, tive sorte, surgiu uma oportunidade de ir à França fazer um estágio em microscopia eletrônica de transmissão, e, após chegar lá (Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, Orsay), fui convidado a fazer uma tese de doutorado para estudar a excitação de plásmons de superfície em partículas pequenas (em inglês da época eram “small particles”, não “nanoparticles” como é hoje). O termo “nano” não existia ainda, e a “plasmônica” era somente uma curiosidade (hoje representa um dos temas de nanociência mais ativos). Uma vez concluída a minha tese, pude conseguir um pós-doutorado em Suíça, num dos primeiros institutos que concentrava suas pesquisas nas propriedades novas que surgiam ao diminuir o tamanho das partículas (Institut de Physique Experimentale, École Polytechnique Féderale de Lausanne). Resumindo, comecei nos embriões nano e sempre continuei estudando sistemas pequenos com técnicas de alta resolução espacial associadas à microscopia eletrônica de transmissão. A resolução atômica ou nanométrica desta técnica é imprescindível para a pesquisa básica ou tecnológica em nanossistemas, e os caros microscópios se tornaram símbolos para exibir a riqueza de cada programa “nano”.

Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua própria avaliação, as suas principais contribuições científicas/ tecnológicas à área de Materiais e por que as considera mais relevantes? 

Daniel Ugarte: – As nanoestruturas de carbono (fulerenos, nanotubos, grafeno) representam um exemplo típico de nanomateriais com propriedades novas. Considerando datas, os fulerenos foram descobertos em 1986, o sólido de fulerenos em 1990, os nanotubos em 1991. Trabalhando na Suíça em 1992, observei acidentalmente que, irradiando materiais de carbono com o feixe de elétrons de um microscópio eletrônico de transmissão, tudo se transformava em “cebolas de fulereno” (esferas concêntricas de grafite, como uma boneca russa). Este experimento gerou um novo membro para a recentemente descoberta família dos fulerenos, e o trabalho teve uma incrível repercussão a nível mundial. No entanto, o interessante foi que esse não era meu projeto de pós-doutorado, o qual era uma pesquisa mais focada no estudo da difração eletrônica de nanopartículas metálicas. Em Lausanne tínhamos um laboratório de microscopia completo e com todos os equipamentos de fronteira. E notei que ninguém os usava de noite; então, decidir ir lá brincar… fazer experimentos exploratórios, inocentes, alternativos e, sem querer, apareceram as cebolas…. Mas quando falei pela primeira vez dos resultados ninguém acreditou; um revisor da prestigiosa revista Physical Review Letters falou que meus dados eram tão ridículos como os da fusão fria (tema altamente controverso naquele momento); foi um insulto do pior nível. Mas eu continuei defendendo meu trabalho, eu obtinha os mesmos resultados uma e outra vez, e era a verdade. Eu continuei apresentando o resultado nos congressos; sobrevivi a muitos comentários violentos e humilhantes. Para fazer coisas um pouco fora do paradigma é preciso ter “couro duro”. Finalmente, com o apoio inesperado e espontâneo de Sir Harry Kroto (que recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1996), que não me conhecia nem nunca tinha falado comigo, meu artigo foi publicado na revista Nature. Eu tinha menos de 30 anos, era muito inocente, e fiquei muito surpreso com o enorme interesse da mídia, pois dava reportagens para muitos países, entre eles Japão, Alemanha etc. Sentia como se o mundo estivesse caindo sobre a minha cabeça. Com experimentos “naifs” (despretensiosos) e fora de contexto, feitos à noite, com instrumentos avançados, eu tinha criado opções de trabalho que batiam na minha porta. Porém, nesse momento, para surpresa de meus colegas franceses e suíços, tomo um caminho alternativo, e em 1993 opto por vir viver no Brasil por razões pessoais e familiares.

Poucos anos depois, estávamos, numa tarde de sábado de 1995, no laboratório em Lausanne, fazendo propostas de ideias ousadas (“brain storming”) com meu amigo Walt de Heer (um cientista incrível considerando profundidade e criatividade). Decidimos testar uma que surgiu lá na hora: utilizar nanotubos de carbono (a ponta é bem fininha mesmo) para produzir uma fonte de elétrons. Juntamos uma prensa hidráulica, fita de teflon de tipo encanador, grades de microscopia, mica velha, umas coisas do laboratório (câmara de vácuo, osciloscópio etc.) e montamos uma coisa horrível, suja, grotesca, completamente improvisada e… funcionou!!!.  O resultado foi publicado na revista Science. Esse experimento criou uma nova área de pesquisa aplicada para os nanotubos de carbono que vários laboratórios industriais tentaram explorar; até hoje é uma área ativa de pesquisa. De novo, no meu caminho, outra proposta experimental inocente, mas criativa e descontraída (neste caso o resultado não foi acidental, mas planejado), que captou o interesse da comunidade tecnológica internacional.

No meu grupo no Brasil, decidi investir numa nova linha de pesquisa baseada num experimento irreverente proposto na Espanha por um pesquisador chamado Costa-Kramer (Nanowire formation in macroscopic metallic contacts: quantum mechanical conductance tapping a table top, Surf. Sci. 1995). Se juntarmos dois pedacinhos de ouro e depois os separarmos, no fim se forma um fio muito fino (como com chiclete) que pode até ter um átomo de diâmetro. Medindo a corrente elétrica que atravessa esse fio durante a elongação, podemos estudar efeitos quânticos na condução elétrica por nanoestruturas. Em Campinas, meu estudante Varlei Rodrigues (que depois recebera o Premio SBF de Melhor tese de Doutorado em Física em 2003) construiu um instrumento especificamente desenhado para realizar esse estudo com alta precisão em condições de ultra alto vácuo (UHV). Posteriormente pudemos fazer imagens de microscopia eletrônica do arranjo atômico dos fios gerados por elongação mecânica e também cálculos teóricos em colaboração com o grupo de Douglas Galvão. A partir dessas informações pudemos compreender em detalhe as nossas medidas experimentais; a partir desses resultados fui convidado a proferir quase uma centena de palestras em conferencias internacionais. Considero que esses resultados foram muito importantes do ponto de vista brasileiro, pois toda a pesquisa foi integralmente feita no país: as ideias, os experimentos avançados, a construção de instrumentação científica especifica, os cálculos teóricos e a compreensão. Além do impacto científico, a pesquisa sobre nanofios metálicos representa uma realização importante, pois nos permitiu mostrar, pelo exemplo, que estudos de nanociência experimental competitiva, podem, sim, ser feitos no país, combinando trabalho com originalidade e um certo grau de risco.

Falar de resultados alimenta nosso ego (o pequeno argentininho que todos levamos dentro…); outro aspecto de nossa contribuição para a sociedade vem quando nosso esforço é dedicado ao crescimento da comunidade, em particular para elevar o nível da ciência do país. Neste sentido, gostaria de lembrar um dos trabalhos mais reconfortantes de minha carreira: a idealização e criação de um laboratório multiusuário de microscopia eletrônica em Campinas. Esse projeto contou com o apoio constante e incondicional dos diretores do LNLS na época (Cylon da Silva, Aldo Craievich e Ricardo Rodrigues). Finalmente, os microscópios foram adquiridos com recursos (muitos recursos!!!) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Desde a ideia inicial, trabalhei para que o laboratório fosse aberto e disponível aos pesquisadores brasileiros (não nas intenções, mas na realidade) e que também tivesse formação de recursos humanos como um foco de suas atividades. Contrariando a opinião geral da comunidade, no laboratório de microscopia todas as observações eram realizadas pelos próprios alunos de graduação ou pós-graduação envolvidos nos projetos, após um processo de treinamento. Muitos estudantes aprenderam a trabalhar, e os instrumentos nem quebravam, mas tivemos que nos dar o tempo de ensinar os pesquisadores interessados. Este modo de operação tinha como alvo evitar o sistema feudal (“senhor dono” de instrumentos) ou aplicação de sicofantismo. Fiquei nesse laboratório até 2009. Esse laboratório cresceu e se transformou no que hoje é chamado Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano).

Boletim da SBPMat: –  Você possui uma quantidade fora do comum de artigos publicados em revistas de altíssimo impacto (Science, Nature, PRL …), principalmente no contexto de países em desenvolvimento. A quais fatores e competências você atribui esta característica da sua produção científica?

Daniel Ugarte: – Na pergunta anterior tentei dar vários exemplos de alguns momentos importantes de minha atividade científica. Tem contribuição do volume de trabalho, muito estudo, bem como a coragem de assumir riscos para fazer experimentos ousados e originais. Mas tem uma coisa que sempre tento ensinar aos meus estudantes: se nós fizermos um projeto, ele deve descascar um abacaxi e trazer uma contribuição relevante (se der certo…). Se alguma publicação for gerada, tem que contribuir com conhecimento novo, não de mentirinha, mas de verdade. Não vamos escolher somente temas de pesquisa que gerem resultado rápido; provavelmente o nosso estudo vai demorar, teremos que entender e aprofundar em muita coisa nova. Até podemos precisar desenvolver ferramentas/instrumentos/software para responder a pergunta científica. E eles perguntam: vai dar certo? Eu digo, não sei, se eu soubesse que vai dar certo não teria emoção, mas posso garantir que você vai crescer muito e obter uma sólida formação. Por exemplo, no tema de nanofios de ouro tivemos que responder comentários (de um competidor) sobre o que acontecia com a elongação mecânica a baixa temperatura. Para isso, precisávamos realizar um experimento extremamente desafiador e tentar observar a deformação mecânica de nanofio in situ dentro do microscópio a baixa temperatura com resolução atômica utilizando um porta-amostra em nitrogênio líquido. O estudante que topou o projeto (Maureen Lagos, que depois ganhou o prêmio CAPES de Tese em 2012) me perguntou: Vai ser difícil? O que você pensa? Minha resposta foi: Acho que não vai dar certo, mas para responder isso à comunidade devemos testar para confirmar se funciona ou não, e também até onde é possível observar; “bola pra frente”, vai, tenta fazer o melhor possível e boa sorte (vai precisar de muita…). Para minha surpresa, ele conseguiu as medidas, muito difíceis e demoradas; esses estudos feitos aqui no Brasil recebem até hoje (10 anos depois) muitos elogios e reconhecimento na comunidade científica.

Outro aspecto, fora o risco ou ousadia, é a qualidade; todo estudante ou colega que trabalhou comigo sabe que sempre fazemos o melhor possível, não tem “mais ou menos”. Só o melhor é aceito, ou, então, tem que fazer o experimento de novo até obter a mais alta qualidade. Alguns alunos me detestam, mas recentemente um antigo aluno da UNICAMP (hoje professor nos Estados Unidos) publicou um artigo na revista Nature, e me enviou uma mensagem agradecendo, pois hoje ele dá um enorme valor àquilo que aprendeu sobre puxar seus limites, nessa convivência comigo. Puxar a qualidade total do conteúdo do estudo, nos experimentos – que são a base em nosso grupo -, no estudo teórico, na interpretação, na modelagem etc. Como em todas as profissões, nós construímos nossa reputação ao longo dos anos, e ela pode ser prestigiosa ou não. Sempre foi um orgulho para meu grupo que nossos colegas e competidores recebem nossos trabalhos com atenção, acreditando que fizemos nosso melhor para cada resultado publicado (mas nem sempre concordam com nossas conclusões/interpretações… como todo mundo temos muitos artigos rejeitados).

Quando formei parte do comitê que analisa projetos no CNPq, fiquei surpreso pelo número de pesquisadores brasileiros que publicam mais de, digamos, 50 artigos por ano, mesmo alguns tendo altos cargos administrativos ou gestão em instituições de ensino ou pesquisa do Brasil (funções que requerem esforço concentrado as 24 horas do dia). Considerando minha capacidade de fazer pesquisa, acho totalmente impossível pensar em fazer quase uma publicação por semana!!! E isso se ficasse no laboratório o dia todo com os estudantes. Neste ponto gostaria de retornar ao conceito de qualidade, considerando o número e a contribuição científica de artigos gerados por um grupo ou pesquisador. Podemos assumir que segue uma distribuição estatística com forma de gaussiana descrita por dois parâmetros com uma média e uma largura (notas de 1 a 10). Conheço pesquisadores com produção um pouco incoerente, capazes de fazer o melhor (trabalho nota 10), e ao mesmo tempo, o pior (alguns trabalhos merecem nota muito baixa, digamos 1-2). Seja um grupo hipotético no qual a média de contribuição ao conhecimento por publicação é boa/muito boa (média 6 ou 7), e são geradas várias dezenas de publicações. Estatisticamente você deve publicar, entre essas dezenas, algum artigo com conteúdo de alta qualidade (lado superior da distribuição e longe da média) que obterá reconhecimento na comunidade (eventualmente, com sorte, publicado numa revista de alto impacto). Mas se você faz 100 publicações por ano e nenhuma atinge uma certa relevância na sua área de atuação, o nosso modelo estatístico simples indica que a contribuição média de seus trabalhos deve ser moderada. Além disso, também pode ser moderada a largura da distribuição; nesta situação, sua produção/trabalho é coerente, numa faixa estreita de nível de qualidade. As causas podem ser variadas; em alguns casos, a justificativa/explicação não precisa de longos discursos, é razoável associar contribuição moderada a, por exemplo, a juventude do pesquisador, infraestrutura deficiente ou financiamento limitado. O ponto crítico é quando o problema está na raiz, e as causas da qualidade moderada estão associadas à pesquisa dirigida para perguntas/alvos científicos/técnicos de menor importância e baixo risco. O que esperar de um ambiente, onde tanto as agências financiadoras como também os próprios pesquisadores (não é só culpa das agências) aceitam que essa séria deficiência pode ser compensada plenamente pelo número de publicações? O resultado será que os números crescerão, mas o impacto diminuirá.

Talvez eu seja irresponsável, teimoso (as raízes bascas ajudam), mas meu trabalho ao longo dos anos seguiu certos padrões. Prefiro fazer um prato de alta gastronomia (as vezes meio queimado), do que fazer centenas de pratos de arroz e feijão. Prefiro fazer menos coisas e não ter numerosas publicações irrelevantes envolvendo trabalho que não incluiu risco nenhum (também tenho desses trabalhos), e assim ter tempo de me atualizar, me desafiar, estudar e ver coisas fora de meu principal interesse. Assim tenho a oportunidade para novas ideias, inocentes, irresponsáveis, que com sorte vão dar certo. É importante, primeiro, ter claro que coisa nova/diferente vamos fazer em nossa pesquisa; se não tem nada novo/arriscado, como vai ser a contribuição à geração de conhecimento? Na realidade, essa linha de pensamento não é muito popular se olhamos em detalhe a maior parte dos projetos financiados na comunidade brasileira (no entanto, muitos discursos e planejamentos a definem como essencial). Ao contrario, a viabilidade é muitas vezes mais importante que a relevância e a originalidade. Nem falar de outros temas que dificultam o aumento da relevância da pesquisa em nanociência no Brasil, tais como física experimental, instrumentação científica, multidisciplinaridade, onde o contraste entre discurso e realidade dá enorme tristeza. Como na gastronomia, prefiro o “slow food”, um bom prato, bom vinho e tempo para desfrutar. Devemos nos rebelar contra a “fast science” (projetos short-term), pois isso está levando à uma ciência superficial (shallow-knowledge).

É triste ver a evolução do Brasil, os números crescem, o impacto diminui… Muitos podem ver positivamente a publicação em revistas de alto impacto, mas nem todos concordam. Vou dar um exemplo. Decidi estudar alguns temas novos onde considero que existem oportunidades de coisas muito originais e interessantes. Para fazer perguntas mais profundas, é preciso entender. Aprender toma tempo… Assim, meu relatório de atividades teve problemas para ser aprovado por baixa produtividade: não atingi a média.  Nunca tive muita diplomacia nem habilidades políticas, portanto, juntando toda minha revolta, e sendo argentino e basco ao mesmo tempo, pergunto-me: será que sou terrivelmente ineficiente e devo me aposentar, o que no mínimo me permite manter meu espírito, minha liberdade e forma de trabalho intacta? Existem muitos discursos sobre como estimular pesquisa de ponta e formar pesquisadores; acho que meu jeito de contribuir é trabalhar “a mi maneira” e transmitir um exemplo para quem o considere válido.

Não posso esquecer de agradecer o sistema de Edital Universal do CNPq, onde sei que sempre posso enviar ideias malucas, e o sistema de revisão respeita minha história e confia em minha “irresponsabilidade”. É pouco dinheiro (se for comparado com os padrões internacionais), mas ganho muita liberdade !!!, e isso é essencial para ser criativo!!!

Boletim da SBPMat: – Agora convidamos você a deixar uma mensagem para os leitores que estão iniciando suas carreiras científicas.

Daniel Ugarte: – O trabalho científico requer ser sonhador e ter muita paixão, enorme esforço no estudo e no trabalho. Temos que poder associar conhecimento, originalidade, infraestrutura, habilidade técnica etc. Acho muito importante demonstrar a jovens que é possível sonhar e fazer pesquisa de ponta no Brasil. O meio científico pode ser muito agressivo, mas devemos ter claro que o mérito é o parâmetro mais importante, e que, apesar de o ambiente de pesquisa ser extremamente competitivo, é essencial desenvolver nossas atividades mantendo as qualidades humanas, profissionalismo e ética.

Ao longo de uma carreira científica devemos enfrentar essas muitas situações diferentes. Minha vida acadêmica no Brasil teve muitas etapas, algumas foram resplandecentes, com trabalho, desafios, produtividade e com estudantes excelentes e motivados (o laboratório era o paraíso). Mas não posso deixar de pensar em outras etapas muito tristes, decepcionantes… associadas às mediocracias locais. No entanto, as pedras lançadas em nosso caminho foram completamente superadas por nosso trabalho, nossos resultados e nossa ética. Sempre, sempre, o mérito e a competência vão ganhar no jogo da ciência.