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São leves, finas e flexíveis. Podem ser fabricadas em escala industrial usando processos simples e de baixo custo. As células solares orgânicas têm várias vantagens e apelos, mas ainda oferecem vários desafios aos pesquisadores, principalmente na área de materiais. Esses dispositivos que transformam luz solar em eletricidade devem seu nome ao uso de materiais orgânicos (polímeros ou moléculas baseadas em carbono) na camada ativa, que é a responsável pela absorção de luz. Mas as outras camadas do “sanduíche” que constitui uma célula solar orgânica também são muito importantes, principalmente os eletrodos, responsáveis por coletar as cargas elétricas geradas pela ação da luz.
No Brasil, três grupos de pesquisadores uniram suas competências e desenvolveram uma pesquisa colaborativa que trouxe uma importante contribuição ao desenvolvimento de materiais para eletrodos de células solares orgânicas. Recentemente publicado, o trabalho foi coordenado pela cientista Maria Luiza M. Rocco, professora do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Células solares orgânicas precisam de eletrodos que, além de serem bons condutores das cargas elétricas, sejam transparentes para permitir a passagem de luz até a camada ativa, como se fossem janelas. Infelizmente, são poucos os materiais que reúnem boa condutividade e transparência. Um deles é o óxido de estanho e índio (conhecido pela sigla ITO). Depositado em forma de filme fino sobre um substrato de vidro, o ITO constitui, até o momento, o eletrodo mais utilizado em células solares orgânicas, além de ser amplamente usado em telas de eletrônicos e outros dispositivos que estão no mercado. “Em médio prazo, esse eletrodo padrão precisará ser substituído, e muitos são os esforços dos cientistas para substituí-lo com eficácia”, comenta a professora Maria Luiza. De fato, o processo de produção dos filmes de ITO é caro, e o índio é um material escasso na crosta terrestre. Além disso, esses eletrodos não são totalmente flexíveis.
Até o momento, a principal alternativa ao ITO é o PEDOT:PSS, mistura de polímeros que permite fabricar filmes condutores e transparentes. Ao combinar esse material com óxido de grafeno (GO), é possível obter um material compósito com condutividade superior à do polímero puro. E a condutividade pode aumentar ainda mais por meio de tratamentos realizados no material. Além disso, os filmes de GO:PEDOT:PSS se adaptam a um sistema muito adequado para a produção de células solares orgânicas em escala industrial, o rolo-a-rolo. Nesse sistema, as diversas camadas são impressas ou depositadas sobre um substrato flexível (por exemplo, de plástico). O substrato fica enrolado no início da linha de produção, vai desenrolando para receber as camadas e forma um novo rolo no final, com o material quase pronto para ser usado como painel solar.
Análise detalhada
No trabalho coordenado pela professora Maria Luiza, a equipe realizou um estudo sistemático de diferentes filmes, usando técnicas espectroscópicas. Foram analisadas amostras de PEDOT:PSS puro e de óxido de grafeno com diferentes proporções de PEDOT:PSS (1, 5 e 10%). Além disso, amostras de cada um desses grupos foram resfriadas a -196°C (temperatura de nitrogênio líquido) até atingir o equilíbrio térmico e depois devolvidas à temperatura ambiente.
O objetivo foi compreender a relação entre a estrutura e propriedades de cada um dos filmes, e avaliar qual das combinações permitiria uma maior mobilidade dos elétrons e, portanto, um melhor desempenho do material como eletrodo de células solares orgânicas.
Inicialmente, o óxido de grafeno foi sintetizado pelo Grupo de Química de Materiais da Universidade Federal do Paraná (UFPR), liderado pelo professor Aldo J. G. Zarbin. Em seguida, membros do Laboratório de Dispositivos Nanoestruturados, também da UFPR, desenvolveram as misturas, prepararam os filmes e estudaram as propriedades ópticas, elétricas e de tratamento térmico, sob coordenação da professora Lucimara S. Roman. Finalmente, o grupo da professora Maria Luiza M. Rocco, da UFRJ, realizou os estudos espectroscópicos no Laboratório Multiusuário de Espectroscopia de Fotoelétrons da UFRJ e no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) do CNPEM. O projeto também teve o apoio de representante do CSEM Brasil.
“A possibilidade de utilização da luz síncrotron foi fundamental para a compreensão das propriedades eletrônicas, morfológicas e de transporte desses novos materiais a serem empregados como eletrodos em dispositivos optoeletrônicos”, comenta a professora Maria Luiza. Os estudos espectroscópicos incluíram a análise diferenciada da superfície e do volume (bulk) dos filmes, mostrando características diferentes em cada região das amostras.
A pesquisa demonstrou que as amostras de óxido de grafeno com 5% de PEDOT:PSS resfriadas teriam o melhor desempenho como eletrodos de células solares. “A introdução de um material isolante (GO) em um condutor (PEDOT:PSS) pôde aumentar a condutividade deste último em duas ordens de grandeza”, revela a professora Maria Luiza. Mais barato que o PEDOT, o óxido de grafeno usado nos eletrodos diminuiria o custo dos dispositivos. O tratamento térmico realizado também ajudou a melhorar a condutividade do material, ao organizar as moléculas de um modo que facilita o deslocamento dos elétrons.
O trabalho faz parte da pesquisa de doutorado em Química de Soheila Holakoei, defendido pela UFRJ em 2019, que contou com a orientação da professora Maria Luiza. O estudo recebeu financiamento do LNLS-CNPEM e das agências brasileiras Faperj (Rio de Janeiro), CNPq, CAPES e Finep.
Referência do artigo: Conformational and Electron Dynamics Changes Induced by Cooling Treatment on GO:PEDOT:PSS Transparent Electrodes. Soheila Holakoei, Amanda Garcez Veiga, Cássia Curan Turci, Matheus Felipe Fagundes das Neves, Luana Wouk, João Paulo V. Damasceno, Aldo J. G. Zarbin, Lucimara S. Roman, and Maria Luiza M. Rocco. The Journal of Physical Chemistry C. 2020 124(49), 26640-26647. DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07827
Contato da autora correspondente do artigo: Maria Luiza M. Rocco – luiza@iq.ufrj.br.
Bolsas Projeto PIPE FAPESP São Carlos – vigência 01/04/2021 a 31/12/2021
Requisitos
Formação em engenharia eletrônica e áreas afins
Histórico escolar compatível com as normas da FAPESP
Bolsas de apoio técnico disponíveis
TT-2 – 20 horas semanais – aluno graduação – valor mensal de R$ 614,20
TT-4 – 40 horas semanais – graduação concluída – valor mensal de R$ 3.104,80
Tema de trabalho
Desenvolvimento de um medidor de impedância portátil de baixo custo para uso com biossensores.
Experiência
Programação de microprocessadores, eletrônica analógica e chips eletrônicos programáveis como amplificadores e geradores de sinais
Contato
O professor Gustavo M. Dalpian (UFABC) foi nomeado editor da nova revista científica “Discover Materials” (Springer). Sócio da SBPMat, Dalpian é coordenador do XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM 2021, que será realizado em 2021.
A revista “Discover Materials“, de acesso aberto (open access), foi lançada em 2020 pelo grupo editorial Springer Nature, e abrange todos os temas relacionados à pesquisa em materiais, desde os fundamentos até as aplicações. Dalpian faz parte do corpo de editores associados da revista, junto a outros três cientistas da Ásia e Europa.
Bolsa de PD em Biomateriais
Área de conhecimento: Química
Nº do processo FAPESP: 2016/02414-5
Título do projeto: Biomateriais absorvíveis e tópicos para a liberação localizada de óxido nítrico
Área de atuação: Química-Biomateriais poliméricos
Quantidade de vagas: 1
Pesquisador principal: Marcelo Ganzarolli de Oliveira
Unidade/Instituição: Instituto de Química / Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP
Data limite para inscrições: 20/01/2021
Localização: Instituto de Química da UNICAMP, Rua Monteiro Lobato, 270, CEP 13083-970 – Campinas – SP
E-mail para inscrições: mgo@unicamp.br
Resumo
O Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) oferece uma oportunidade de Pós-Doutorado na área de Biomateriais, para desenvolvimento de projeto no período de 26/02/2021 a 26/02/2022, com possibilidade de extensão. Os interessados devem entrar em contato até 20 de janeiro de 2021.
A bolsa está pré-aprovada e é vinculada ao Projeto Temático “Biomateriais absorvíveis e tópicos para a liberação localizada de óxido nítrico”.
Estamos buscando pesquisadores com grande ímpeto, para desenvolver novos hidrogéis liberadores de óxido nítrico (NO) para impressão 3D de biomateriais. Os candidatos devem ter formação acadêmica em Química ou Engenharia Química e concluído o seu doutorado há menos de sete anos, no país ou no exterior, em instituições credenciadas. Devem também apresentar um currículo que demonstre experiência de pesquisa e possuir domínio de técnicas básicas de química e de caracterização de materiais.
A bolsa inclui o pagamento mensal de R$ 7.373,10, isenta de impostos, bem como auxílio para transporte e instalação para quem não residir no estado de São Paulo, Reserva Técnica correspondente a 10% do valor anual da bolsa e permite estágios de curta ou média duração em outros centros de pesquisa no Brasil ou no exterior.
Os candidatos devem enviar uma carta de motivação destacando experiências prévias relevantes ao projeto, um CV detalhado e duas cartas de recomendação para o Prof. Marcelo G. de Oliveira (mgo@unicamp.br), até 20 de janeiro de 2021. A expectativa é de que o projeto seja iniciado em 26/02/2021.
Para mais informações, sobre nosso grupo de pesquisa visite nosso website em:
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O ano de 2020 ficará sem dúvida marcado com tristeza em nossas vidas pela pandemia de Covid-19, que alterou violentamente nosso cotidiano, impôs perdas trágicas para muitos de nós e deu maior espaço a políticas negacionistas, reforçando a sensação de “nonsense” que vivenciamos na sociedade atual.
Porém, ao mesmo tempo, foi em 2020 que a Ciência se mostrou mais uma vez um porto seguro, apontando alternativas e estratégias de combate a esta terrível doença, ao mesmo tempo que, em tempo recorde, decodificava o genoma do vírus e fabricava vacinas com alta eficácia. Os pesquisadores brasileiros fizeram parte ativa da construção desta cadeia de conhecimento, enquanto lutavam, de forma resiliente, contra ameaças à estrutura de Ciência, Tecnologia e Inovação (CT&I) do país. A comunidade de materiais não poderia se abster em momento tão crítico e por isso, rapidamente, adaptou pesquisas em biossensores, nanopartículas carreadoras de fármacos, materiais com propriedades virucidas etc. para o combate ao SARS-CoV-2.
Em 2020 a SBPMat também teve que se reinventar. Com o adiamento de seu encontro anual devido à crise sanitária, a plataforma virtual foi nossa forma de comunicação. E a comunidade respondeu! Com presença marcante nos webinários, nos eventos online, e participando das ações de conscientização para manter a infraestrutura de CT&I do país aliada ao nosso recurso mais precioso para o futuro, os jovens doutores e estudantes de graduação e pós-graduação. A garra e motivação que os estudantes em nossos University Chapters exibem em suas atividades, nos traz a certeza que há uma luz no final do túnel para o Brasil.
E que venha 2021! Estaremos a postos, munidos dos poderosos recursos da Ciência, para construir um ano melhor, com mais saúde e condições de vida dignas para os cidadãos brasileiros.
Um excelente final de ano a todos – na medida do possível e observando todos os cuidados necessários 🙂 .
Diretoria da SBPMat
Students can apply for joining the AMASE Master Programme, which provides Erasmus Mundus scholarships for carrying out a two-year international Master in Advanced Materials Science and Engineering. The application for the intake 2021 is now open.
The Joint European Master Programme in Advanced Materials Science and Engineering (AMASE) is aimed at students who have already obtained their Bachelor in Materials Science, Materials Engineering or other related Engineering Sciences, as well as Physics, Chemistry or other Natural Sciences. The programme is carried out by:
Within AMASE, students spend the first year at one of the partner universities and the third semester at a Second University. In the fourth (last) semester the student writes the Master’ thesis either at the Second or the Entrance University.
Through this exchange of cultures, the student gains vast advantages on the academic labour market, profits from personal growth and learns at least one new language. A particularity of the AMASE programme is that students have to study in two different languages by selecting the corresponding university (Spanish at UPC, French at UL, German at UdS and English at LTU, MUL and UPD). Language courses, as well as training in intercultural communication and complementary skills, are provided during the course.
Participation costs for the programme are 1.500 € per semester for EU-students and 4.500 € per semester for Non-EU students. Basic health and social insurance is included in the fees. To support students, the European Commission provides Erasmus Mundus Programme scholarships for especially gifted and motivated students. These scholarships consist of 1.000 € monthly allowance, a contribution for travel costs and installation (depending on the country of origin); and covering of participation costs.
Deadline for applying for Erasmus Mundus financial contribution is 15th of February 2021 (15th of January for students starting at LTU).
For more information please check our website www.amase-master.net or contact us at: office@eusmat.net.
If you are interested in our programme, you can apply for the scholarships and the study place through: https://amasemaster.net/application/SubmitAbstract.php
O professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP), sócio da SBPMat, foi eleito primeiro vice-presidente (First Vice President) da International Union of Materials Research Societies (IUMRS).
O cientista brasileiro foi escolhido para a posição por unanimidade, em votação realizada neste mês de dezembro, envolvendo sociedades de pesquisa em materiais do mundo que participam da IUMRS.
Ele ocupará o cargo de primeiro vice-presidente por dois anos, ao longo de 2021 e 2022. Ao final do mandato, o professor, que foi presidente da SBPMat de 2016 a 2020, passará a ocupar, automaticamente, a presidência da IUMRS.
Áreas de conhecimento: Física da Matéria Condensada e Ciência dos Materiais
Processo FAPESP: 2017 / 13769-1
Título do projeto: MATERIAIS MULTIFERRÓICOS E FERROELÉTRICOS PARA CONVERSÃO DE ENERGIA: Síntese, Propriedades, Fenomenologia e Aplicações.
Área de atuação: Física da Matéria Condensada ou Engenharia Física
Número de vagas: 1
Início: Abril, 2021
Investigador Principal: José Antonio Eiras Unidade / Instituição: Grupo de Materiais Ferroicos (http://www.gmf.ufscar.br/ ) / Departamento de Física / Universidade Federal de São Carlos / SP-Brasil
Prazo para submissões: 12-01-2021
Localização: Rod. Washington Luís km 235, CEP: 13.565-905 – São Carlos – SP
E-mail para submissão de propostas: gmf@ufscar.br
Resumo: O projeto, financiado pela FAPESP, tem uma posição de pós-doutorado para investigação em “Estrutura e propriedades elétricas de domínios em multiferroicos e ferroelétricos”. Os principais objetivos do projeto são alcançar avanços significativos, qualitativos e quantitativos, na síntese, caracterização, modelagem e aplicações de materiais nanoestruturados ferroicos, visando melhorar suas propriedades para aplicações em conversores de energias renováveis (mecânicas e solar). Nanoestruturas monofásicas ou heteroestruturas ferroicas estão sendo desenvolvidas por métodos químico ou físico (RF-Sputtering) para uso em conversores de energia mecânica (eletromecânicos) ou solar (fotovoltaicos). A equipe multidisciplinar, de pesquisadores de vários grupos e instituições brasileiras, possui a infraestrutura adequada para desenvolver todas as etapas necessárias para a síntese e caracterização de domínios em materiais ferroicos.
Da Bolsa
Duração: dois anos, dedicação exclusiva necessária.
Início: o início das atividades está previsto para Abril de 2021.
Perfil do candidato
Candidatos: PhD. em Física ou Engenharia Física.
– Além do doutorado, é desejável que o candidato tenha pelo menos seis meses de experiência profissional comprovada em um centro de pesquisa de excelência internacional;
– O candidato deve ter um forte histórico acadêmico e habilidades de comunicação verbal e escrita, pelo menos em inglês.
– O histórico das publicações é um dos itens avaliados;
– É altamente desejável ter conhecimento prévio e experiência em: síntese de nanoestruturas por métodos físicos e caracterização por técnicas físicas (condutividade elétrica, microscopia de força atômica
– AFM, Microscopia de Força de PiezoresponcePFM, espectroscopia de impedância entre outras).
– Experiência na organização e entrega de resultados para alcançar objetivos em tempos pré-estabelecidos é essencial.
Aplicação: O pedido deve ser encaminhado para o Grupo de Materiais Ferroicos / Departamento de Física / Universidade Federal de São Carlos / SP-Brasil, referência “Candidato a Bolsa de Pós-Doutorado – Propriedades de Domínios”, para o seguinte endereço: gmf@ufscar.br.
Os candidatos interessados devem enviar os seguintes documentos (em um único arquivo PDF):
1) Uma carta descrevendo seus interesses de pesquisa, na área da Bolsa de PósDoutorado – Estrutura de Domínios em Materiais Ferroicos, e objetivos de carreira;
2) O curriculum vitae;
3) Uma cópia de suas publicações indexadas;
4) Os nomes de pelo menos 3 pesquisadores como referências.
Data limite: As inscrições podem ser submetidas até 12 de Janeiro de 2021.
Esta oportunidade está aberta a candidatos de qualquer nacionalidade (desde que possuam o visto oficial seja exigido pela legislação brasileira, quando for o caso).
O candidato selecionado receberá uma Bolsa de Pós-Doutorado da FAPESP no valor de R $ 7.373,10 por mês e um fundo de contingência para pesquisa, equivalente a 10 % do valor anual da bolsa que deve ser gasto em itens diretamente relacionados à atividade de pesquisa.