Participação da SBPMat na reunião anual da SBPC.

A partir da esquerda, Marcos Pimenta, Glaura Goulart Silva (diretora científica da SBPMat) e Aldo Zarbin em painel sobre nanoestruturas de carbono na 60ª Reunião Anual da SBPC.
A partir da esquerda, Marcos Pimenta, Glaura Goulart Silva (diretora científica da SBPMat) e Aldo Zarbin em painel sobre nanoestruturas de carbono na 60ª Reunião Anual da SBPC.

A SBPMat (B-MRS) esteve presente na 69ª Reunião Anual da SBPC (Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência), representada por um dos membros de sua diretoria, a professora Glaura Goulart Silva (UFMG). Evento gratuito e aberto à sociedade, a reunião anual da SBPC é realizada desde 1948 em universidades públicas de diferentes estados do Brasil. Neste ano, a reunião foi realizada na UFMG, em Belo Horizonte (MG), de 16 a 22 de julho, com o tema central “Inovação – Diversidade – Transformações”.

“A 69a Reunião Anual da SBPC constitui-se como um espaço de resistência ao desmonte da ciência e tecnologia no Brasil”, diz a diretora científica da SBPMat. “A comunidade brasileira atuante em ciência, em todas as suas idades, origens e funções, uniu-se numa mensagem clara: ciência e educação são investimentos, só nesta base temos como construir um futuro para nosso povo”, afirma.

Dentro da programação do evento, a professora Goulart Silva participou da mesa redonda “Nanoestruturas de carbono: a próxima revolução tecnológica? ”, que ocorreu no dia 17 de julho das 15:30 às 18:00 horas. Além da diretora científica da SBPMat, participaram da mesa o professor Aldo Zarbin (UFPR), presidente da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), e o professor Marcos Pimenta (UFMG), coordenador do INCT de Nanomateriais de Carbono e do Centro de Tecnologia em Nanomateriais (CTNano), do qual a professora Goulart Silva é vice-coordenadora.

Na mesa redonda, que contou com grande audiência e muitas perguntas, foram apresentados os nanomateriais de carbono, sua estrutura, propriedades e aplicações com o foco em seu potencial para contribuir em diversas áreas tecnológicas. “Discutimos como a nanotecnologia pode ser impactante em uma nova era tecnológica que tenha a sustentabilidade como requisito fundamental”, relata a diretora científica da SBPMat. “Os membros da mesa e os participantes evoluíram para uma visão conjunta de que uma grande gama de nanomateriais vai ocupar espaços relevantes nas tecnologias futuras. Não só os nanomateriais de carbono, mas, sem dúvida, os nanotubos de carbono e o grafeno são sistemas muito importantes nesse conjunto”, reporta ela.

De acordo com Goulart Silva, todos participantes da sessão enfatizaram a necessidade de investimentos em ciência e tecnologia no Brasil, a fim de que os avanços feitos em áreas como a nanotecnologia tenham continuidade.

Artigo em destaque: Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente.

O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Enhanced properties of cement mortars with multilayer graphene nanoparticles. Rodrigo Alves e Silva, Paulo de Castro Guetti, Mário Sérgio da Luz, Francisco Rouxinol, Rogério Valentim Gelamo. Construction and Building Materials. Volume 149, 15. September 2017, pages 378-385. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.146

Nanoflocos de grafeno para uma argamassa super-resistente

Imagem de microscopia eletrônica de varredura de amostra da argamassa reforçada mostra, no centro da imagem, alguns nanoflocos de grafeno multicamada.
Imagem de microscopia eletrônica de varredura de amostra da argamassa reforçada mostra, no centro da imagem, alguns nanoflocos de grafeno multicamada.

Pesquisadores de instituições brasileiras adicionaram flocos nanométricos de grafeno à argamassa de cimento e obtiveram um compósito com resistência quase 150% maior do que a da argamassa convencional. Por meio de processos mais simples, rápidos e baratos do que os reportados anteriormente na literatura científica, a equipe gerou uma argamassa reforçada pronta para ser usada na construção civil. O trabalho foi reportado em artigo que acaba de ser publicado em um periódico da editora Elsevier dedicado à pesquisa em materiais para a construção, o Construction and Building Materials (fator de impacto: 3,169).

Quando comparada com a argamassa tradicional, a nova argamassa com grafeno pode ser usada em menor quantidade e tem menos probabilidade de trincar ao longo do tempo, explica o professor Rogério Valentim Gelamo, autor correspondente do artigo. Além disso, seu processo de fabricação não apresenta riscos à saúde ou ao meio ambiente e não é necessário nenhum procedimento complementar para seu manuseio e aplicação, completa.

O pó de nanoflocos de grafeno multicamada poderia ser vendido dentro de ampolas com a quantidade necessária para ser adicionada a 1 metro cúbico de argamassa, imagina o professor Gelamo. A argamassa reforçada custaria cerca de 16 reais a mais por metro cúbico. “O custo é realmente baixo e poderia ser aplicado ou comercializado por alguma empresa que tenha interesse, já que a fabricação em larga escala já é dominada em nosso Laboratório de Filmes Finos e Processos de Plasma da UFTM em Uberaba (MG) ”, afirma o professor da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM).

A ideia do trabalho surgiu quando Gelamo se propôs a procurar aplicações para o grafeno multicamada que ele tinha desenvolvido durante seu pós-doutorado no Centro de Componentes Semicondutores da Unicamp junto ao também pós-doc Francisco Rouxinol. O material e seu processo de obtenção tinham sido objetos de artigos e uma patente. Em 2010, Gelamo tornou-se professor adjunto do recém-criado Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas da UFTM. Ali, dando aulas para a primeira turma de Engenharia Civil, o professor Gelamo conheceu o aluno de graduação Rodrigo Alves e Silva, quem se entusiasmou com a ideia de usar o grafeno multicamada na argamassa. À dupla, somou-se outro professor da UFTM, Paulo Guetti. “Juntos desenvolvemos os primeiros experimentos com esses compósitos, que, para nossa surpresa, deram excelentes resultados logo nos primeiros ensaios”, lembra o professor Gelamo.

Os pesquisadores obtiveram o grafeno multicamada a partir de flocos de grafite cedidos pela empresa brasileira Nacional de Grafite e extraíram, com auxílio de álcool isopropílico, nanoflocos formados por até 40 camadas de grafeno sobrepostas, de um átomo de espessura cada uma, com espessura total de 0,7 nm a 20 nm. O resultado: nanoflocos de grafeno multicamada, quase sem defeitos, em forma de pó pronto para ser dispersado na argamassa.

“A ideia do nosso trabalho foi usar multicamadas de grafeno obtidas por processos mais simples, rápidos e baratos que aqueles utilizados para a obtenção de grafeno oxidado e reduzido quimicamente. Assim conseguimos unir praticidade e economia às excelentes propriedades térmicas e mecânicas das camadas de grafeno”, diz Gelamo. “Da forma como é obtido o grafeno atualmente (método de Hammer ou similar) muitos defeitos são criados na estrutura do grafeno, o que acaba por comprometer suas propriedades”, completa.

Numa segunda etapa, a equipe de cientistas preparou argamassa com a proporção convencional de água, cimento e areia, e a reforçou com cinco diferentes porcentagens de nanoflocos de grafeno multicamada, indo de 0% (argamassa sem grafeno) a 0,033%. “Nossa dispersão também foi feita de forma inovadora e simples, usando apenas solventes orgânicos misturados diretamente sobre o composto da argamassa ainda seca”, conta o professor Gelamo. Dessa maneira, a equipe conseguiu obter uma mistura sem as aglomerações de grafeno citadas na maioria dos artigos sobre compósitos de cimento e grafeno.

Com os cinco tipos de argamassa, a equipe fez amostras cilíndricas de 5 cm de diâmetro e 10 centímetros de comprimento e testou sua resistência à compressão e à tração (esticamento). Os ensaios foram realizados 3, 7, e 28 dias depois da preparação da argamassa, seguindo as respectivas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Todos os testes mostraram aumentos significativos na resistência da argamassa quando reforçada com o grafeno multicamada. Particularmente, o melhor resultado no teste de resistência à tração foi conseguido com as amostras contendo a maior porcentagem de grafeno, 7 dias depois de sua fabricação: 144,4% de aumento na resistência com relação às amostras de argamassa convencional. Quanto à resistência à compressão, o melhor resultado (um aumento de 95,7%) foi obtido com a adição de 0,021% de grafeno multicamada, 28 dias depois da preparação da argamassa.

A morfologia e composição das amostras e dos materiais utilizados na sua fabricação foram analisadas por meio de diversas técnicas. Essas análises ajudaram a equipe a compreender por que a adição dos nanoflocos de grafeno multicamada resultaram em aumentos tão significativos na resistência da argamassa. De acordo com os autores do artigo, a presença desse grafeno acelera a reação de hidratação da argamassa, gerando algumas mudanças na sua estrutura e composição que melhoram a propagação de tensões internas através do material, e evitam assim a ocorrência de trincas.

Mesmo com o sucesso obtido ao aplicar o grafeno multicamada na argamassa, o professor Gelamo continua à procura de outras aplicações para seus nanoflocos de grafeno por meio de parcerias com grupos do Brasil e do exterior. “Temos usado multicamadas de grafeno em dispositivos para emissão de campo, baterias, supercapacitores flexíveis e autossuportados, sensores químicos e biológicos, nanofluídos para usinagem, dentre outras aplicações”, conta ele. “Também temos funcionalizado as multicamadas de grafeno com plasmas reativos buscando alterar as propriedades desses materiais, com alguns trabalhos já publicados”, completa.

A pesquisa que originou o artigo da Construction and Building Materials foi realizada com apoio financeiro do CNPq, Capes e Fapemig.

Autores do artigo. A partir da esquerda do leitor, Rodrigo Alves e Silva (UFTM), Paulo de Castro Guetti (UFTM), Mário Sergio da Luz (UFTM), Francisco Paulo Rouxinol (Unicamp) e Rogério Valentim Gelamo (UFTM).
Autores do artigo. A partir da esquerda do leitor, Rodrigo Alves e Silva (UFTM), Paulo de Castro Guetti (UFTM), Mário Sergio da Luz (UFTM), Francisco Paulo Rouxinol (Unicamp) e Rogério Valentim Gelamo (UFTM).

Entrevista com Susan Trolier-McKinstry (PennState – EUA), presidente da Materials Research Society (MRS).

foto susan
Prof. Susan Trolier-McKinstry

Materiais piezoelétricos convertem energia mecânica em elétrica e vice-versa. Eles já são amplamente utilizados em ultrassonografia, impressoras de jato de tinta, sistemas de sonar, sensores e métodos de posicionamento preciso. Sistemas microeletromecânicos (MEMS) de filmes finos piezoelétricos permitem as comunicações por telefones celulares e poderão gerar novas mudanças tecnológicas de alto impacto social. De fato, o campo dos MEMS  já está gerando máquinas microscópicas capazes de captar informações do ambiente, processá-las e, a partir delas, realizar operações envolvendo movimento.

O assunto será abordado em palestra plenária do XVI Encontro da SBPMat/ B-MRS Meeting pela professora Susan Trolier-McKinstry, que lidera um grupo de pesquisa na Penn State (The Pennsylvania State University, EUA) com ampla experiência no estudo e desenvolvimento de filmes finos piezoelétricos e seu uso em MEMS. Na palestra, a cientista revelará como faz para melhorar o desempenho de seus filmes finos piezoelétricos para utilizá-los, por exemplo, como sensores e atuadores e na chamada “colheita de energia” (captura de pequenas quantidades de energia mecânica espalhadas no ambiente para transformá-las em energia elétrica e utilizá-las em dispositivos de baixo consumo).

Trolier-McKinstry ocupa a cadeira Steward S. Flaschen de Ciência e Engenharia de Materiais Cerâmicos na Penn State, além de ser professora de Engenharia Elétrica e diretora do Laboratório de Nanofabricação nessa universidade. A cientista também é a atual presidente da Materials Research Society (MRS), a sociedade de pesquisa em materiais dos Estados Unidos que conta com um quadro de membros internacional e interdisciplinar formado por cerca de 14 mil indivíduos. Anteriormente, Trolier-McKinstry foi presidente da IEEE Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control Society e da Keramos National Professional Ceramic Engineering Fraternity.

Susan Trolier-McKinstry nasceu em Syracuse, no estado de Nova Iorque. Depois de realizar seus estudos primários e secundários em escolas públicas de cidades dos estados vizinhos de Nova Iorque e Pensilvânia, entrou na universidade do Estado de Pensilvânia para estudar Ciência e Engenharia de Materiais Cerâmicos. Em 4 anos de estudos, que incluíram seu primeiro trabalho de pesquisa sobre cerâmicas piezoelétricas, obteve os diplomas de graduação e mestrado. Logo depois, em 1987, iniciou o doutorado em Ciência dos Materiais Cerâmicos, também na Penn State, que incluiu um estágio de pesquisa no Laboratório Central de Pesquisa da Hitachi em Tóquio (Japão). Tanto no mestrado quanto no doutorado, Trolier-McKinstry foi orientada pelo professor Robert E. Newnham, um especialista em minerais e cristalografia que criou, no final da década de 1970 criou um transdutor de material compósito piezoelétrico que hoje é amplamente utilizado em aparelhos de ultrassom. Susan Trolier-McKinstry obteve o diploma de PhD em 1992 e, no mesmo ano, iniciou sua carreira acadêmica na Penn State.

A professora Trolier-McKinstry é editora associada do periódico Applied Physics Letters. É fellow da American Ceramic Society, IEEE e Materials Research Society e acadêmica da World Academy of Ceramics. Ela já recebeu vários prêmios e distinções por seu trabalho de pesquisa e ensino, como o “Ferroelectrics Achievement Award” da IEEE, o “Outstanding Educator Award” do Ceramic Education Council e o “Robert L. Coble Award for Young Scholars” da American Ceramic Society, entre outros. Além disso, sua biografia foi incluída no livro “Successful Women Ceramic and Glass Scientists and Engineers: 100 Inspirational Profiles”, lançado em 2016.

Além de ter desenvolvido uma destacada trajetória em pesquisa, com mais de 12 mil citações a seus trabalhos e um índice h de 56 segundo o Google Scholar, a professora Trolier-McKinstry é uma professora apaixonada por dar aulas e orgulhosa dos estudantes que orientou.

Segue uma breve entrevista com a cientista.

SBPMat: – Descreva brevemente quais são, na sua opinião, as suas principais contribuições científicas no assunto da palestra plenária. Fique à vontade para compartilhar referências bibliográficas.

Susan Trolier-McKinstry: – O meu grupo de pesquisa trabalha em três áreas principais: 1) compreensão dos fatores que controlam a magnitude das respostas dielétricas e piezoelétricas dos materiais, 2) ciência do processamento de filmes eletrocerâmicos, 3) demonstração de sistemas microeletromecânicos de baixa tensão para atuadores, sensores e colheita de energia. Na área fundamental, estudamos o papel que a estrutura de domínios e as paredes de domínio desempenham no controle das propriedades de filmes piezoelétricos de alta deformação baseados em composições ferroelétricas. Nós demonstramos a escala do comprimento em que paredes de domínio se movem coletivamente e quantificamos o papel que as bordas de grãos e a química de defeitos têm na influência da mobilidade da parede do titanato de zirconato de chumbo. Também contribuímos para o desenvolvimento de materiais com coeficientes piezoelétricos que são várias vezes maiores que os dos filmes finos convencionais, bem como os filmes cujo desempenho na colheita de energia é dezenas de vezes maior que o dos filmes convencionais. Em muitos casos, foi necessário inventar e calibrar novas ferramentas para avaliar as propriedades piezoelétricas. Uma vez que os materiais interessantes são desenvolvidos, trabalhamos em compreender como escalar a deposição para grandes tamanhos de substrato e substratos alternativos, como polímeros, vidros e metais. Também é crítico poder modelar lateralmente os filmes piezoelétricos sem degradar suas propriedades. Assim, o grupo também estuda métodos de padronização para comprimentos que variam de 100 nm a 200 mm. Como as propriedades dos materiais piezoelétricos de alta deformação têm forte relação com a composição e cristalinidade, é imperativo desenvolver processos de padronização que não degradem nenhum desses fatores. Finalmente, criamos sistemas microeletromecânicos em uma ampla gama de espaços de aplicação, incluindo óptica adaptativa, switches rf, sensores de aceleração, colheitadeiras de energia e interruptores de substituição CMOS.

SBPMat: – Por que utilizar materiais piezoelétricos na tecnologia MEMS?

Susan Trolier-McKinstry: – Muitos dispositivos MEMS destinam-se a gerar ou a detectar o movimento. Os materiais piezoelétricos permitem que isso seja feito com sensibilidade muito alta nos sensores e com baixas tensões nos atuadores. Assim, é possível substituir dispositivos eletrostáticos de alta tensão por alternativas piezoelétricas de baixa tensão. Isso, por sua vez, simplifica o sistema elétrico e permite uma miniaturização significativa de dispositivos. Por exemplo, agora estamos trabalhando em um sistema médico de ultrassom para imagens que é pequeno o suficiente para que todo o dispositivo (incluindo toda a eletrônica) possa ser colocado em uma pílula e engolido para investigação do trato gastrointestinal.

SBPMat: – Seu grupo de pesquisa já fabricou dispositivos MEMS piezoelétricos. Algum desses sistemas saiu do laboratório para ser comercializado?

Susan Trolier-McKinstry: – O campo dos MEMS piezoelétricos está explodindo agora. Assim, muitos dos desenvolvimentos de materiais que fizemos ao longo dos anos estão sendo utilizados em sistemas que estão sendo comercializados agora.

SBPMat: – Quais são, na sua opinião, os principais desafios ou objetivos que as sociedades de pesquisa em materiais têm hoje?

Susan Trolier-McKinstry: – As sociedades científicas desempenham papéis cruciais para melhorar a comunicação científica e ajudar seus membros a terem carreiras produtivas. As sociedades de pesquisa em materiais sustentam a essencial comunicação interdisciplinar através de reuniões e publicações, porque nosso campo se enquadra na junção de química, física e engenharia. Assim, é comum ver colegas de diferentes disciplinas se reunirem e discutir questões-chave interdisciplinares em reuniões de pesquisa de materiais. É chave para o nosso futuro promover a diversidade de pessoas e campos abrangidos pela sociedade.

SBPMat: – Na sua visão, de que maneira as comunidades da MRS e SBPMat poderiam aprofundar interação de maneira produtiva?

Susan Trolier-McKinstry: – Existem muitas possibilidades aqui. Bons exemplos podem ser identificar um determinado programa conjunto em torno de um objetivo de educação, divulgação ou comunicação. Uma possibilidade seria estabelecer um programa conjunto para traduzir materiais educacionais de um idioma para outro para aumentar a qualidade da educação em materiais em todo o mundo. Outras possibilidades podem ser a programação conjunta de um simpósio em um encontro, ou utilizar veículos de publicação como a MRS Advances para tornar os trabalhos apresentados nos encontros da SBPMat mais amplamente disponíveis. Tudo isso dependerá de boas interações entre as pessoas e as sociedades envolvidas.


Mais informações

No site do XVI Encontro da SBPMat, clique na foto de Susan Trolier-McKinstry e o mini CV dele e o resumo da palestra que proferirá no evento: http://sbpmat.org.br/16encontro/home/

Entrevista com o professor Alexander Yarin (Universidade de Illinois em Chicago – EUA).

Prof. Alexander Yarin
Prof. Alexander Yarin

Na Universidade de Illinois em Chicago, o professor Alexander Yarin e sua equipe usam materiais derivados de resíduos agropecuários para formar nanofibras que possuem propriedades importantes para várias aplicações. O grupo demonstrou que o método que emprega, a fiação por sopro em solução, pode ser implementado na escala industrial usando equipamentos comercialmente disponíveis.

No XVI Encontro da SBPMat/B-MRS Meeting (10 a 14 de setembro, Gramado), Yarin proferirá uma palestra plenária sobre a fabricação e as propriedades dessas nanofibras e mostrará os resultados de sua aplicação como material biomédico e como adsorvente usado na remoção de íons de metais pesados de águas poluídas. Ele também discutirá possíveis aplicações em membranas nanotexturizadas biodegradáveis e biocompatíveis para proteger plantas podadas do fungo da esca e proteger madeiras do mofo.

Alexander Yarin diplomou-se mestre em Física Aplicada pelo Instituto Politécnico de São Petersburgo (Rússia) em 1977. Mudou-se então para Moscou, onde permaneceu até 1990 atuando como pesquisador do Instituto de Problemas de Mecânica da Academia de Ciências da Rússia, enquanto dava continuidade à sua formação acadêmica. Ali, em 1980, obteve o título de doutor em Física e Matemática e, em 1989, um título equivalente à habilitation que em alguns países da Europa ocidental é requisito para obter um cargo de professor universitário. Em paralelo, Yarin foi professor adjunto Instituto Técnico-Físico e no Instituto de Tecnologia de Aviação.

De 1990 a 2006, foi professor da renomada universidade israelita Technion (também conhecida como Instituto de Tecnologia de Israel), onde ocupou, a partir de 1999, a cadeira Eduard Pestel de Engenharia Mecânica. Durante suas licenças sabáticas, foi professor visitante de duas instituições estadunidenses, a Universidade de Wisconsin-Madison (1996 – 1997) e a Universidade de Illinois em Chicago (2003 – 2004).

Desde 2006, Alexander Yarin é Distinguished Professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial da Universidade de Illinois em Chicago. Nessa universidade, Yarin coordena o Laboratório de Nanotecnologia e Mecânica em Multiescala, um espaço de mais de 200 m2  dedicado à investigação experimental e teórica da mecânica de fluídos e sólidos, principalmente na escala que vai desde poucos milímetros até os nanômetros.

Yarin é membro (fellow) da Sociedade Americana de Física (APS). É editor associado do periódico “Experiments in Fluids” e membro dos conselhos editoriais dos periódicos “Archives of Mechanics” e “Electrospinning”, bem como do boletim da Academia Polonesa de Ciências.

Já recebeu distinções da Academia de Ciências e Humanidades de Israel, Technion, Sociedade Estadunidense Technion, Sociedade Estadunidense de Física, Universidade Técnica Darmstadt (Alemanha), Sociedade de Mecânica de Taiwan e editora Elsevier, entre outras entidades.

Dono de um índice h de 54, o professor Yarin é autor de 4 livros, 12 capítulos de livros, 6 patentes e cerca de 300 artigos científicos. É co-editor do “Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics”, publicado em 2008. Sua produção acadêmica conta com mais de 21.500 citações, conforme o Google Scholar.

Segue uma breve entrevista com o cientista

SBPMat: – Na sua palestra plenária, você falará sobre materiais obtidos pelo processo de fiação por sopro em solução. Descreva em poucas palavras em que consiste este processo e se já é usado em escala industrial.

Alexander Yarin: – A fiação por sopro em solução é um processo relativamente novo, projetado para formar nanofibras monolíticas e de tipo “core-shell” de derivados de petróleo e de biopolímeros derivados de agro-resíduos (os últimos serão discutidos em detalhe na palestra). Neste processo, um jato de solução de polímero que se move lentamente é jogado para um jato de ar coaxial de alta velocidade (subsônica). Como resultado, o jato de solução de polímero é esticado e, em seguida, curva-se devido à instabilidade de flexão aerodinâmica que causa um dramático alongamento e afinamento. Em paralelo, o solvente evapora-se e as nanofibras secas precipitadas são depositadas sobre uma superfície alvo na forma de um “tapete” não tecido (um emaranhado de fibras). Recentemente, o processo de fiação por sopro em solução foi demonstrado usando um equipamento disponível industrialmente e formaram-se “tapetes” de nanofibra contendo proteína de soja.

SBPMat: – Quais são, na sua opinião, as suas principais contribuições científicas ou tecnológicas ao campo das nanofibras e temas afins? Fique à vontade para compartilhar algumas (poucas) referências se desejar.

Alexander Yarin: – A explicação e descrição teórica dos mecanismos físicos envolvidos na fiação por sopro em solução e na eletrofiação, novos métodos e abordagens experimentais, um amplo uso de biopolímeros (em particular, derivados de subprodutos da produção de biocombustíveis), desenvolvimento de novas aplicações. Duas publicações abrangentes recentes descrevem muitos dos resultados acima mencionados:

– A.L. Yarin, B. Pourdeyhimi, S. Ramakrishna. Fundamentals and Applications of Micro- and Nanofibers. Cambridge University Press, Cambridge, 2014.

– A.L. Yarin, I.V. Roisman, C. Tropea. Collision Phenomena in Liquids and Solids. Cambridge University Press, Cambridge, 2017.

SBPMat: – Deixe um convite para a sua palestra plenária.

Alexander Yarin: – Os materiais “verdes” nanotexturizados podem se tornar goleadores tão grandes quanto o Pelé! Venha e veja como.

 


Mais informações

No site do XVI Encontro da SBPMat, clique na foto de Alexander Yarin e o mini CV dele e o resumo da palestra que proferirá no evento: http://sbpmat.org.br/16encontro/home/

FAPESP financiará diárias e transporte de pesquisadores para participação no XVI B-MRS Meeting.

Cento e noventa e seis pesquisadores de instituições do estado de São Paulo receberão apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) para participarem do próximo encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat), o XVI B-MRS Meeting, que será realizado de 10 a 14 de setembro em Gramado (RS).

A fundação paulista pagará diárias e despesas de transporte a pesquisadores que participaram da solicitação de auxílio coletivo, amplamente divulgada pela SBPMat e os organizadores do evento em abril deste ano. O pagamento será realizado em forma de reembolso, depois da finalização do evento.

Os beneficiados serão contatados até o final deste mês por e-mail com mais informações e instruções. Mais informações: http://sbpmat.org.br/16encontro/fapesp/

A FAPESP é uma das instituições patrocinadoras do XVI B-MRS Meeting. Além disso, apoiam o encontro a CAPES, CNPq, FAPEMIG, UFRGS, periódicos da editora da American Chemical Society (ACS), o Convention & Visitors Bureau da Região das Hortênsias, e vinte e três empresas patrocinadoras, as quais terão estandes na exibição industrial do evento.

 

Pós-doutorado em Física da Matéria Condensada na UNESP Presidente Prudente.

  • Título:Bolsa de Pós-doutorado (PD) em Física da Matéria Condensada
  • Área de conhecimento:Física
  • Nº do processo FAPESP:2013/14262-7
  • Título do projeto: Espalhamento micro-Raman e SERS: interação entre analitos de interesse e sistemas miméticos de membranas celulares.
  • Área de atuação:Física da Matéria Condensada
  • Pesquisador principal:Carlos José Leopoldo Constantino
  • Unidade/Instituição: Faculdade de Ciências e Tecnologia/FCT; Universidade Estadual Paulista/UNESP; Presidente Prudente-SP.
  • Data limite para inscrições:31/07/2017

O Laboratório de Filmes Nanoestruturados e Espectroscopia, Departamento de Física, Faculdade de Ciências e Tecnologia, UNESP (DF/FCT/UNESP), em Presidente Prudente, SP, oferece uma Bolsa de Pós-doutorado para desenvolver projeto na área de Espectroscopia Micro-Raman e Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS) e Sistemas Miméticos de Membrana Celular. É desejável que o candidato possua formação em Doutorado em Física, Química ou áreas afins. O perfil que se tem em vista nesta chamada é de um pesquisador que tenha facilidade para trabalhar em equipe e que possua fluência em inglês. O projeto de pesquisa em nível de pós-doutoramento na área de Micro-Raman, SERS e Sistemas Miméticos de Membrana Celular (sistemas biomiméticos) inclui as seguintes atividades:

  1. Síntese de nanopartículas metálicas aplicadas como “substrato SERS”.
  2. Incorporação de tais nanopartículas em filmes de Langmuir, Langmuir-Blodgett (LB) e vesículas de fosfolipídios, aplicados como sistemas biomiméticos.
  3. Investigar as interações entre os analitos de interesse e os sistemas biomiméticos utilizando as técnicas de micro-Raman e SERS.
  4. A partir dos resultados, propor mecanismos moleculares envolvidos na interação sistemas biomiméticos/analitos.
  5. Desenvolver uma metodologia que permita investigar os sistemas biomiméticos de forma complementar a partir das técnicas micro-Raman (SERS) e microscopia de fluorescência confocal.

A Bolsa de Pós-Doutorado será oferecida por 18 meses a partir de 01/setembro/2017, ou assim que os trâmites necessários forem cumpridos.

Os candidatos interessados devem enviar uma mensagem, até o dia 31/07/2017, para o endereço case@fct.unesp.br, anexando (i) curriculum vitae com a lista de publicações; (ii) duas cartas de referência.

Instrumentação disponível: http://www.fct.unesp.br/#!/departamentos/fisica-quimica-e-biologia/laboratorios/lab-filmes-finos-e-esp-raman/

Boletim da SBPMat. 58ª edição.

 

Saudações !

Edição nº 58 – 30 de junho de 2017

XVI Encontro da SBPMat/ XVI B-MRS Meeting. Gramado, 10-14 de setembro

Inscrições – descontos. As inscrições estão abertas. Todas as categorias têm descontos até 31 de agosto. Observe aqui os valores para sócios da SBPMat (é possível se associar no ato da inscrição) e para não sócios. Atenção: o valor da inscrição ao evento +
anuidade SBPMat é menor do que o valor da inscrição ao evento para não sócios.

Prêmios para estudantes. Trabalhos de estudantes de graduação ou pós-graduação, aceitos para apresentação no evento, podem concorrer aos prêmios da SBPMat e da editora da American Chemical Society (ACS). Até 46 trabalhos serão distinguidos. Os 6 melhores (3 pôsteres e 3 orais) receberão prêmios em dinheiro. Para participar da seleção, o autor deve submeter, até 14 de agosto, um resumo estendido adicional ao resumo convencional. Saiba mais sobre os prêmios para estudantes, aqui.

Minicursos. No domingo 10 de setembro, os inscritos no evento poderão participar, sem custo extra, de minicursos sobre escrita e publicação científica, ministrados pelo prof. Valtencir Zucolotto e por profissionais da editora Elsevier. Mais informações e reserva de vagas, em breve.

Palestras plenárias. Sete cientistas de renome internacional falarão sobre pesquisas na fronteira do conhecimento em temas como materiais para aplicações biomédicas e ambientais; superfícies biomiméticas; catálise heterogênea; materiais e tecnologias para circuitos eletrônicos miniaturizados; filmes piezoelétricos e suas aplicações em energia, óptica e eletrônica. Saiba mais clicando nas fotos dos palestrantes, aqui.

Palestra memorial. Na abertura do evento, a SBPMat prestará justa homenagem ao professor João Alziro H. da Jornada (UFRGS), que proferirá a tradicional Memorial Lecture “Joaquim da Costa Ribeiro”

Local do evento. O centro de eventos FAURGS fica no centro de Gramado, a poucas quadras de restaurantes, lojas, pontos turísticos e hotéis.

Cidade do evento. Cidade turística muito charmosa, dotada de uma ampla e qualificada rede hoteleira, gastronômica e de lojas, Gramado é também o ponto de partida para uma série de passeios que exploram a florida beleza natural da região, sua história marcada pela imigração alemã e italiana, e os parques temáticos construídos ao redor da cidade. 

Organização. Conheça o comitê organizador, aqui.

Expositores e patrocinadores. 23 empresas já confirmaram participação como expositoras. Empresas e instituições interessadas em participar/ patrocinar o evento devem entrar em contato com Alexandre, no e-mail comercial@sbpmat.org.br.

Notícias da SBPMat

Com muita satisfação, a SBPMat anuncia que a 17ª edição de seu evento anual (XVII Encontro da SBPMat/ B-MRS Meeting) será realizada na cidade de Natal (RN), no Centro de Convenções do Hotel Praiamar, de 16 a 20 de setembro de 2018, sob coordenação do professor Antonio Eduardo Martinelli (UFRN).

Artigo em destaque

Uma equipe de pesquisadores do LNNano desenvolveu um sensor eletroquímico sobre papel. Como material condutor, o sensor possui um filme de grafite, obtido mediante a simples técnica de se pintar o papel com um lápis comum. Depois de fazer alguns ajustes no processo de fabricação do sensor, a equipe científica conseguiu um desempenho excepcional do dispositivo na detecção de um composto biológico presente em todas as células vivas, porém particularmente difícil de detectar. A pesquisa foi recentemente reportada no ACS Applied Materials & InterfacesVeja nossa matéria de divulgação.

Gente da comunidade

Nosso entrevistado desta edição é João Alziro Herz da Jornada, que receberá homenagem da SBPMat (a Palestra Memorial “Joaquim da Costa Ribeiro”) durante o 16º evento anual da sociedade. Jornada foi professor do Instituto de Física da UFRGS por mais de quatro décadas, até sua aposentadoria, em 2016. Além disso, desempenhou vários cargos de gestão em instituições de ciência e tecnologia, como a presidência do Inmetro, na qual atuou durante 11 anos. Pioneiro no Brasil no estudo dos efeitos das altas pressões nos materiais, Jornada também fez importantes contribuições à pesquisa em materiais superduros. Na sua produção científica, destacam-se seus artigos publicados em revistas de alto fator de impacto, notadamente a Science e a Nature. Na entrevista, o pesquisador contou como nasceu seu fascínio pela ciência, descreveu suas principais contribuições à área de Materiais e deixou uma bela mensagem para os leitores mais jovens, na qual falou sobre as diversas dimensões que fazem da atividade científica uma rica e estimulante experiência humana. Jornada também antecipou o que abordará na palestra memorial que proferirá em setembro em Gramado: os complexos mecanismos que geram impacto econômico e social a partir da pesquisa básica – um tema muito relevante no atual cenário de cortes ao financiamento de pesquisa. Veja a entrevista.

Dicas de leitura

  • Nanopartículas no corpo humano: estudo propõe modo de fazer testes in vitro que simula melhor as condições in vivo (baseado em paper da Small). Aqui.
  • Cientistas de instituições brasileiras avançam na compreensão do atrito, fenômeno inimigo da eficiência energética, ao fornecer evidências experimentais da influência dos fônons no fenômeno, na escala nano (baseado em paper da Scientific Reports). Aqui.
  • Cientistas desenvolvem nanotubos de LDH que albergam pontos quânticos e assim criam material luminescente (baseado em paper da Chemical Communications). Aqui.
  • Fatores de impacto 2016: veja os destaques em periódicos da área de Materiais das editoras Elsevier e Wiley.
  • Notícias dos INCTs de Materiais: Institutos SENAI de Inovação de processamento de materiais passam a fazer parte do INCT de Engenharia de Superfícies. Aqui.

Oportunidades

  • FAPESP busca empresas parceiras para criar centro de pesquisa em manufatura avançada. Aqui.
  • Pós-doutorado em Materiais com bolsa PNPD/CAPES na UFSCar – Sorocaba. Aqui.

Próximos eventos da área

  • 10th International Conference on Nanophotonics (ICNP). Recife, PE (Brasil). 2 a 5 de julho de 2017. Site.
  • 1ª Escola Brasileira de Síncrotron (EBS). Campinas, SP (Brasil). 10 a 21 de julho de 2017. Site.
  • 2º Ciclo de Minicursos de Cristalografia. Juiz de Fora, MG (Brasil) 10 a 21 de julho de 2017. Site.
  • XI Brazilian Symposium on Glass and Related Materials (XI Brazglass). Curitiba, PR (Brasil). 13 a 16 de julho de 2017. Site.
  • VIII Método Rietveld de Refinamento de Estrutura. Fortaleza, CE (Brasil). 24 a 28 de julho de 2017. Site.
  • XXXVIII Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência (CBRAVIC) + III Workshop de Tratamento e Modificação de Superfícies (WTMS). São José dos Campos, SP (Brasil). 21 a 25 de agosto de 2017. Site.
  • IUMRS-ICAM 2017. Kyoto (Japão). 27 de agosto a 1º de setembro de 2017. Site.

  • 18 International Conference on Luminescence.
    João Pessoa, PB (Brasil). 27 de agosto a 1º de setembro de 2017. Site.

  • 23 ª Reunião da Associação Brasileira de Cristalografia. Vitória, ES (Brasil). 5 a 9 de setembro de 2017. Site.
  • 1ª Escola de Altas Pressões. Porto Alegre, RS (Brasil). 9 e 10 de setembro de 2017. Site.
  • XVI Encontro da SBPMat/ XVI B-MRS Meeting. Gramado, RS (Brasil). 10 a 14 de setembro de 2017. Site.
  • 18th International Conference on Internal Friction and Mechanical Spectroscopy (ICIFMS-18). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 12 a 15 de setembro de 2017. Site.
  • 2ª Conferência Nacional em Materiais Celulares (MatCel’2017) + Conferência Internacional em Dinâmica de Materiais Celulares (DynMatCel’2017). Aveiro (Portugal). 25 a 27 de setembro de 2017. Site.
  • 1st Pan American Congress of Nanotechnology. Fundamentals and Applications to Shape the Future. Guarujá, SP (Brasil). 27 a 30 de novembro de 2017.
    Site.

 



Você pode divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, e sugerir papers, pessoas e temas para as seções do boletim. Escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.

Caso não esteja visualizando corretamente esta mensagem, acesse este link

Descadastre-se caso não queira receber mais e-mails

 

 

Gente da comunidade: entrevista com o cientista João Alziro Herz da Jornada.

joaojornada (1)João Alziro Herz da Jornada nasceu em 1º de junho de 1949 em São Borja (RS). Entre 1968 e 1971, realizou a graduação em Física na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em Porto Alegre. Logo após receber o diploma de bacharel, iniciou o mestrado em Física, também na UFRGS, o qual concluiu em 1973. A dissertação de mestrado versou sobre um dos temas aos quais se dedicaria ao longo de sua carreira científica, o efeito das altas pressões nos materiais.

Em agosto de 1974, assumiu o cargo de professor adjunto do Instituto de Física da UFRGS. De 1977 a 1979 realizou o doutorado em Ciências da UFRGS, no qual desenvolveu um novo trabalho de pesquisa sobre efeitos das altas pressões em materiais, orientado pelo professor Fernando Claudio Zawislak. Sua tese de doutoramento recebeu uma distinção de louvor da UFRGS. Em 1983 e 1984, fez pós-doutorado no National Institute of Standards and Technology (NIST), instituto dedicado a promover a inovação e competitividade industrial por meio da metrologia, ciência e tecnologia nos Estados Unidos. Em abril de 1985, tornou-se professor titular do Instituto de Física da UFRGS, posição que manteve até a sua aposentadoria em fevereiro de 2016. Desde então, é colaborador convidado dessa instituição. Ao longo de sua carreira acadêmica na UFRGS, desempenhou vários cargos de administração, entre eles, o de presidente da Câmara de Pesquisa da universidade e o de coordenador de pós-graduação do Instituto de Física. O professor Jornada também criou e coordenou o Laboratório de Altas Pressões e Materiais Avançados do IF-UFRGS.

Desde 1993 até o ano 2000, Jornada foi coordenador do comitê executivo da Associação Rede de Metrologia e Ensaios do Rio Grande do Sul (Rede Metrológica RS), uma entidade criada em 1992, que atua como articuladora na prestação de serviços qualificados de metrologia e de qualidade por parte de seus laboratórios associados.

De 2000 a 2004, Jornada foi diretor de metrologia científica e industrial do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), autarquia federal vinculada ao Ministério de Indústria, Comércio Exterior e Serviços criada em 1973, cuja missão é fortalecer as empresas nacionais, aumentando sua produtividade por meio da adoção de mecanismos destinados à melhoria da qualidade de produtos e serviços.

Em dezembro de 2004, o professor Jornada assumiu a presidência do Inmetro, permanecendo no cargo por 11 anos, até dezembro de 2015. Em seu mandato, Jornada promoveu mudanças na estratégia, capacitação, infraestrutura e gestão do Inmetro, que levaram a instituição a aumentar seu reconhecimento científico nacional e internacional e a desenvolver interações com a academia, empresas e governo.

Jornada recebeu uma série de distinções, como o Prêmio Pesquisador Destaque da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS) na área de Física (1998); a Comenda da Ordem Nacional do Mérito Científico da Presidência da República, na classe Comendador (2000) e Grã Cruz (2007), 2004 a Comenda da Ordem do Mérito Aeronáutico na Classe Comendador da Força Aérea Brasileira (2004), a Comenda da Ordem de Rio Branco no grau de Comendador do Ministério das Relações Exteriores (2008) e a Medalha Mérito Tamandaré da Marinha do Brasil (2015). É membro da Academia Brasileira de Ciências desde 2001, fellow da TWAS (The World Academy of Sciences for the advancement of science in developing countries) desde 2008. Desde 2016, é distinguished fellow da Global Federation of Competitiveness Councils, uma rede de pessoas e organizações envolvidas em estratégias de competitividade, sediada em Washington (EUA).

O cientista é autor de cerca de 100 artigos publicados em periódicos científicos, entre eles, os prestigiosos Science e Nature.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos o que o levou a se tornar um cientista e, em particular, a atuar na área de Física da Matéria Condensada.

João A. Herz da Jornada: – Desde cedo tive grande interesse pela Ciência. O ambiente no final dos anos 50 e início dos anos 60, época de minha infância e adolescência, era especialmente estimulante para a carreira científica, especialmente a Física.  Havia muito destaque na imprensa para assuntos que me fascinavam, como foguetes, sputnik, corrida espacial, energia nuclear, transistor, computadores… Era uma época em que o mundo via a Ciência com extremo otimismo e confiança, verdadeiramente a “fronteira sem fim”, nas palavras de Vannevar Bush. A Ciência representava certezas, fornecendo o caminho seguro para responder todas as questões, grandes e pequenas,  uma visão de mundo verdadeira, completa e unificada- talvez o ápice do ideário iluminista. Tudo isto me fascinava. Sempre gostei muito de ler, aprender, fazer experimentos e construir coisas envolvendo Física, Química e Eletrônica, desfrutar o prazer da descoberta e da realização. Assim, seguir a carreira científica foi muito natural. Graduei-me em Física e fiz mestrado e doutorado em Física Experimental, aplicando técnicas de Física Nuclear a problemas de Física da Matéria Condensada, sob a orientação do Fernando Zawislak. Nessa época a Física da Matéria Condensada despontava com dinamismo, havia bastante problemas interessantes para atacar e também relevantes demandas para aplicações em várias áreas. Meu trabalho de doutorado envolveu projetar e construir câmaras de muito altas pressões, exigindo conhecimento mais profundo sobre algumas propriedades de materiais; assim comecei a me interessar para além da Física da Matéria Condensada, entrando em  Ciência dos Materiais. Adicionalmente, fiquei entusiasmado com as potencialidades da técnica em Física da Matéria Condensada, por permitir variações consideráveis e controláveis de distâncias interatômicas, fatores determinantes das propriedades de sólidos, além de gerar transformações de fase. Como não havia expertise alguma em altas pressões no Brasil, decidi criar um Laboratório para desenvolver a técnica, implantar uma boa infraestrutura experimental e explorar suas possibilidades como um novo instrumental de pesquisa em nosso meio. Com efeito, montamos um bom laboratório, com diferentes tipos de sistemas para produção de altas pressões, projetados e construídos aqui mesmo, viabilizando processamentos em altas temperaturas e medidas in-situ usando várias técnicas de sondagem, como espectroscopia ótica e difração de raios-x. Assim, pudemos desenvolver várias linhas de pesquisa em Física da Matéria Condensada. Estou usando o plural para enfatizar o trabalho em equipe, com um fantástico time de estudantes e colaboradores. O domínio desta técnica aumentou mais ainda meu interesse por Ciência dos Materiais por oferecer uma nova janela de oportunidades para produção de novos materiais, em especial os materiais chamados superduros, como o diamante e seus compósitos. A produção de diamantes sintéticos em nosso Laboratório nos introduziu definitivamente dentro da Ciência dos Materiais, com algumas linhas de pesquisa  bem representativas, como síntese de diamante, por altas pressões e por CVD, produção de  compactos e compósitos de materiais de alta dureza, produção de ferramentas de corte com diamante e cBN etc. Posteriormente iniciamos trabalhos em materiais cerâmicos, envolvendo tanto pesquisa básica como pesquisa aplicada, em conexão com empresas, para produção de cerâmicas estruturais.

Mas há um também um fator que creio ter influído bastante na escolha de minha carreira: tanto a Física da Matéria Condensada como a Ciência dos Materiais oferecem tremendas possibilidades para inovações e geração de riqueza para a sociedade, esta mesma sociedade que com dificuldades apoia e custeia nosso trabalho.  Tenho um sentimento de dever, compartilhado por muitos de minha geração, no sentido de ajudar efetivamente o desenvolvimento do País.

Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua própria avaliação, as suas principais contribuições à área de Materiais? Gostaríamos de pedir que você vá além da enumeração de resultados e descreva brevemente as contribuições que considera de mais impacto ou mais destacadas. Ao refletir sobre sua resposta, sugerimos que considere todos os aspectos da atividade científica.

João A. Herz da Jornada: – A resposta não é fácil, frente às múltiplas dimensões da pergunta e à natural dificuldade de falar dos próprios feitos. Vou comentar alguns aspectos resumidamente. Em primeiro lugar, a formação de pessoas, num variado espectro de níveis, dentro da área de Materiais: Doutores, Mestres, estudantes de graduação e bolsistas de iniciação científica. Aliás, a formação de recursos humanos de qualidade é para mim a maior contribuição da pesquisa básica num país ainda em desenvolvimento como o Brasil. Tenho muito orgulho de ter contribuído para o desenvolvimento científico de muitas pessoas, em particular os vários doutores que formei e que agora estão em importantes posições de liderança. Outro aspecto que considero relevante é a construção, junto com dedicados estudantes e colaboradores, de uma infraestrutura laboratorial única, na área de altas pressões e técnicas associadas, possibilitando muitos trabalhos de investigação e também alguns de apoio à Indústria. Implantamos a técnica de altas pressões no Brasil, construindo vários tipos de equipamentos, e aplicamos numa ampla gama de trabalhos científicos e tecnológicos, inclusive sintetizando pela primeira vez no País diamante e outros materiais avançados.

Como todo pesquisador brasileiro, minhas contribuições científicas, especialmente publicações, estão detalhadas no Currículo Lattes, mas do ponto de vista pessoal tenho muita satisfação com algumas publicações em revistas de grande impacto, como Science, Nature, PRL e PR, que foram resultados de trabalhos inteiramente realizados em nosso Laboratório, com ideias próprias e com equipamentos em grande parte construídos por nós, muitas vezes utilizando sucata de equipamentos velhos. Outra contribuição à Ciência dos Materiais foi a criação do Laboratório de Materiais no Inmetro, ao longo de meu período como presidente da instituição. Além de um programa científico interessante e de equipe de muito bom nível, foi implantada a maior infraestrutura de microscopia eletrônica do hemisfério sul, acessível a toda a comunidade científica e tecnológica do País. Dentro da UFRGS fui um dos fundadores do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais e do Centro de Microscopia e Microanálise. Destaco também a construção de uma rede de parcerias internacionais envolvendo estudo de materiais e altas pressões.

Boletim da SBPMat: –  Você será homenageado no XVI Encontro da SBPMat/B-MRS Meeting com a Palestra Memorial “Joaquim da Costa Ribeiro”. Comente brevemente o que você abordará nessa palestra e/ou deixe um convite para nossos leitores.

João A. Herz da Jornada: – Sinto-me honrado pela distinção e convido os leitores para a palestra; terei muito gosto em contar com a participação expressiva de nossa comunidade. O tema será a conexão entre Ciência dos Materiais e Inovação, sob uma perspectiva pouco discutida no Brasil, mais especificamente os complexos mecanismos que geram impacto econômico e social a partir da pesquisa básica.  Creio que o tema é bem relevante neste momento de graves restrições orçamentárias para a Ciência no Brasil. É importante termos um entendimento aprofundado do assunto, usando a mesma abordagem científica com que trabalhamos, baseada em evidências, boa lógica, rigor, espírito crítico, mente aberta e ampla discussão. Discutiremos a necessidade de se trabalhar com novos conceitos, como capacidade de absorção, capacidade de apropriação de conhecimentos  e conectividade, para melhor entender o problema. Veremos que a Ciência dos Materiais constitui-se numa área particularmente importante, não só pelos conhecimentos específicos associados estarem muito próximos de aplicações, mas também pelo seu caráter multidisciplinar envolver necessariamente  um amplo leque de conexões – um dos importantes fatores de um “ecossistema” inovativo.

Boletim da SBPMat: –  Deixe uma mensagem para os leitores que estão iniciando suas carreiras científicas. 

João A. Herz da Jornada: – Como mensagem aos que estão iniciando a carreira gostaria de sugerir uma reflexão sobre uma famosa ideia do grande filósofo do Iluminismo, David Hume, que pode ser resumida mais ou menos assim: a razão é uma serva das paixões. Qual seu significado no presente contexto? A Ciência é um empreendimento essencialmente  racional do espírito humano. Exige lógica, inteligência, trabalho disciplinado e rigoroso. Mas também exige criatividade, imaginação, conexão com pessoas, sonho, e muita vontade – fundamentalmente paixão. A paixão nos inspira e nos mobiliza para o trabalho, mas por outro lado é também nutrida pelos desafios e pelos resultados de um belo trabalho, e nutrida também pela natureza altamente social e estimulante do ambiente científico. Estas duas dimensões têm de ser igualmente reconhecidas e devidamente cuidadas. A Ciência dos Materiais nos propicia uma enorme gama de belos desafios, constantemente  renovados pela sua própria dinâmica e pelas demandas por aplicações, que estão sempre a nos conectar com a sociedade. Ela propicia boas chances de resultados gratificantes, tanto científicos como tecnológicos. Seu caráter multidisciplinar, exigindo sempre muita interação, nos propicia rica e estimulante experiência humana.

Artigo em destaque: Lápis e papel para fazer um sensor eletroquímico.

O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Direct Drawing Method of Graphite onto Paper for High-Performance Flexible Electrochemical Sensors. Santhiago, Murilo; Strauss, Mathias; Pereira, Mariane P.; Chagas, Andreia S.; Bufon, Carlos C. B. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9 (13), pp 11959–11966. DOI: 10.1021/acsami.6b15646

 

box 1_450px

Lápis e papel para fazer um sensor eletroquímico

Talvez muitos de nós não tenhamos pensado nisto antes: pintar uma folha de papel com lápis de grafite gera, além de um desenho, uma camada de material condutor da eletricidade (o grafite, formado por átomos de carbono) sobre um substrato flexível, barato e amplamente disponível (o papel). Em outras palavras, esse método extremamente simples e rápido produz uma plataforma muito atrativa para fabricar sensores e outros dispositivos.

Baseando-se nesse método de transferência de grafite do lápis para o papel, uma equipe de cientistas brasileiros desenvolveu um sensor eletroquímico flexível. O dispositivo demonstrou ter um desempenho excepcional entre sensores similares na detecção de um composto biológico difícil de detectar, porém muito relevante por estar presente em todas as células, cumprindo importantes funções no metabolismo dos seres vivos.

O trabalho foi realizado, principalmente, no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Algumas análises foram feitas no Laboratório Multiusuário de Espectroscopia Óptica Avançada do Instituto de Química da UNICAMP.

Pesquisadores do Laboratório de Dispositivos e Sistemas Funcionais (LNNano/CNPEM): à esquerda, Carlos Bufon (coordenador) e à direita, Murilo Santhiago.
Pesquisadores do Laboratório de Dispositivos e Sistemas Funcionais (LNNano/CNPEM): à esquerda, Carlos Bufon (coordenador) e à direita, Murilo Santhiago.

“Uma das principais contribuições do trabalho foi mostrar a eficiência de dispositivos eletroquímicos preparados através de um processo de transferência direta de grafite sobre papel”, destaca Carlos César Bof Bufon, autor correspondente de um artigo científico sobre o estudo, que foi recentemente publicado no periódico ACS Applied Materials and Interfaces (fator de impacto= 7,504). Além de Bufon, que é pesquisador do LNNano e professor orientador na UNICAMP e na UNESP, assinam o artigo mais quatro pesquisadores do Laboratório de Dispositivos e Sistemas Funcionais do LNNano, inclusive o doutor Murilo Santhiago, que liderou a pesquisa junto a Bufon.

O trabalho começou com o objetivo de fabricar dispositivos eletroquímicos de carbono e/ou híbridos que detectassem compostos biológicos com eficiência, conta Bufon. Uma revisão bibliográfica mostrou à equipe de cientistas que vários tipos de eletrodos de carbono preparados por uma grande diversidade de métodos já tinham sido reportados, e que todos eles trocavam elétrons lentamente quando testados com algumas moléculas modelo. Em outras palavras, não eram sensores eletroquímicos eficientes para as moléculas biológicas. A equipe escolheu então o método de preparação de eletrodos de carbono mais simples (o desenho a lápis) e resolveu investigar por que o material obtido não apresentava bons resultados ao ser usado como sensor eletroquímico dessas moléculas. “Resolvemos então trabalhar nessa questão mapeando os problemas observados em outros trabalhos e melhorando aspectos da superfície do grafite”, relata Santhiago.

A equipe pôde verificar, por exemplo, que o processo de transferência de grafite do lápis para o papel deixava micro e nanodetritos na superfície do eletrodo. Para removê-los, os pesquisadores realizaram no eletrodo um rápido tratamento eletroquímico, que gera bolhas de oxigênio na superfície, as quais ajudaram a remover do filme de carbono os detritos e outras impurezas e repeli-los para longe. “Após esse tratamento, verificamos que a resposta do sensor era uma das melhores já observadas para esse tipo de material”, afirma Santhiago. Procurando explicar o desempenho excepcional, os cientistas analisaram o filme de carbono antes e depois do tratamento usando diversas técnicas de caracterização de materiais, e constataram que o tratamento eletroquímico imprimia mudanças à estrutura e à composição química da superfície do filme de carbono.

Depois de otimizar o eletrodo de carbono sobre papel, a equipe procedeu a testar sua capacidade de detectar moléculas biológicas e escolheu como analito o dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD, na sigla em inglês). Essa molécula costuma ser usada em testes, não apenas devido à sua relevância (participa de mais de 300 processos biológicos), mas também pelos desafios que sua detecção apresenta. Dessa maneira, os cientistas tiveram que fazer alguns ajustes no eletrodo com o objetivo de torna-lo mais seletivo (que detecte apenas NAD) e mais sensível (que detecte pequenas quantidades da molécula).

Fotografia do sensor eletroquímico de papel.
Fotografia do sensor eletroquímico de papel.

Então, a equipe científica inseriu na superfície do eletrodo um composto que facilita a transferência de elétrons, o corante Azul de Meldola. Nos testes de detecção de NAD, a versão final do sensor mostrou um excelente desempenho, apresentando os melhores resultados já reportados referentes à seletividade e velocidade de detecção entre eletrodos baseados em papel. “Agora, o método mais simples também é o que apresenta a melhor eficiência e maior potencial de aplicação”, conclui Murilo Santhiago.

Depois do sucesso conseguido na fabricação de eletrodos de grafite de alta eficiência pintados a lápis, a equipe deu continuidade às pesquisas sobre o tema. Os cientistas estão agora estudando outras aplicações do material em dispositivos eletroquímicos, inclusive vestíveis, para detecção de espécies de interesse biológico e ambiental. Simultaneamente, eles estão trabalhando a escalabilidade do processo de fabricação para minimizar pequenas variações entre dispositivos – um ponto nada trivial se consideramos que o método se baseia no uso manual de um lápis de grafite, entre outros processos manuais. “Atingir a escalabilidade e, ao mesmo tempo, materiais com alta eficiência nem sempre é uma tarefa fácil”, diz Bufon, citando o exemplo do grafeno, que foi isolado inicialmente usando uma fita adesiva por meio de um processo simples, manual e com problemas de reprodutibilidade.

A pesquisa contou com financiamento do CNPq e FAPESP, e utilizou infraestrutura do Sistema Nacional de Laboratórios em Nanotecnologia (SisNANO) presente no LNNano.

box 2 paisagem

 

 

ACS Publications premiará os melhores trabalhos de estudantes do XVI B-MRS Meeting.

Estão abertas até 14 de agosto as inscrições para concorrer aos prêmios para estudantes de graduação e pós-graduação que apresentarão trabalhos no XVI Encontro da SBPMat/B-MRS Meeting. Além do tradicional “Bernhard Gross Award”, da SBPMat/B-MRS, esta edição do evento contará com prêmios da editora da American Chemical Society (ACS), responsável por uma série de periódicos muito prestigiados na comunidade de pesquisa em Materiais.

O Bernhard Gross Award, prêmio instaurado pela SBPMat em homenagem ao pioneiro da pesquisa em Materiais Bernhard Gross, distinguirá os melhores trabalhos – até 1 oral e 1 pôster – de cada simpósio.

Dentre os trabalhos vencedores do Bernhard Gross Award, serão selecionados os três melhores pôsteres e os três melhores orais para receberem o “ACS Publications Best Poster Prize” e o “ACS Publications Best Oral Presentation Prize”, respectivamente. Os prêmios consistirão em U$S 500 para cada trabalho vencedor, além do certificado. O prêmio da ACS será patrocinado por alguns renomados periódicos da editora: ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Nano, Nano Letters, Chemistry of Materials, JACS e ACS Omega.

Para concorrer aos prêmios para estudantes, basta submeter, por meio do sistema de submissões do evento, um resumo estendido, elaborado conforme template disponível nas instruções para autores. Os trabalhos serão avaliados pela qualidade dos resumos estendidos e das apresentações, bem como por sua contribuição à ciência e/ou tecnologia.

O anúncio dos vencedores e a entrega dos prêmios ocorrerão no encerramento do XVI B-MRS Meeting, no dia 14 de setembro. Os prêmios só serão outorgados se os estudantes autores dos trabalhos ganhadores estiverem presentes na cerimônia.

Seis periódicos da ACS patrocinarão os prêmios para as melhores contribuições de estudantes.
Seis periódicos da ACS patrocinarão os prêmios para as melhores contribuições de estudantes.