Um acordo de cooperação assinado pela SBPMat e a sociedade de pesquisa em Materiais da Europa (E-MRS) promove a colaboração científica entre pesquisadores do Brasil e da Europa e, em particular, incentiva a participação de membros da SBPMat nos eventos da E-MRS e de membros da E-MRS nos encontros da SBPMat.
“Segundo o acordo, sócios da SBPMat podem ser organizadores de simpósios do Encontro da E-MRS, função bastante prestigiosa para qualquer pesquisador, recebendo para tanto inclusive incentivo financeiro”, detalha o professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior, presidente da SBPMat. “Além disso, estudantes e pós-doutorandos sócios da SBPMat podem a cada ano concorrer a apoio para apresentação de trabalho no Encontro da E-MRS na Europa”, completa.
O acordo foi assinado em Campinas (SP) no dia 29 de outubro deste ano, durante o encerramento do XV Encontro da SBPMat, pelo presidente da SBPMat e pelo professor Rodrigo Martins, que representou a sociedade europeia enquanto ex-presidente da mesma.
O primeiro laboratório do Brasil dedicado ao estudo dos materiais vítreos completa 40 anos neste mês de dezembro de 2016. Esse laboratório, que iniciou suas atividades com apenas um forninho tipo mufla de até 1.100 °C, hoje possui 18 fornos, 4 dois quais chegam aos 1.750 °C, e mais três dezenas de equipamentos de fabricação e caracterização de vidros distribuídos em 500 m2. O aniversariante em questão é o LaMaV (Laboratório de Materiais Vítreos), do DEMa (Departamento de Engenharia de Materiais) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).
No 40º aniversário do LaMaV, a equipe se manifesta plenamente satisfeita com suas realizações [veja box ao lado]. O trabalho pioneiro do laboratório foi essencial na geração, disseminação e aplicação no país do conhecimento científico sobre vidros, tanto no meio acadêmico quanto na indústria. “Formamos aproximadamente uma centena de mestres, doutores e pós-docs, que hoje trabalham como professores e pesquisadores em instituições importantes como a USP, UFSCar, ITA, UEPG, UEMa, UFBa, PUC, IPT, CEFET, UFF, UNESP, UFLavras, UFABC, CTA, UNIOESTE e outras no Brasil e exterior, e em inúmeras empresas. Este é um legado importantíssimo! ”, destaca Edgar Dutra Zanotto, um dos fundadores da SBPMat e da revista Materials Research, que fundou o LaMaV e o lidera até o presente.
Mas os esforços e resultados do LaMaV vão além das fronteiras nacionais e se caracterizam por sua internacionalidade. O laboratório já recebeu estudantes e professores visitantes de dezenas de países. Sua equipe trouxe ao Brasil os mais importantes congressos internacionais sobre vidros, participa dos conselhos editoriais de quase todas as principais revistas científicas especializadas em materiais vítreos e recebeu 7 dos mais prestigiosos prêmios e honrarias internacionais da área – além de mais de 20 prêmios nacionais, incluindo o prêmio Almirante Álvaro Alberto*. As pesquisas do grupo, principalmente aquelas sobre nucleação e cristalização de vidros e vitrocerâmicas, são mundialmente reconhecidas. “Significativa fração dos pesquisadores ativos desta área já ouviu falar, assistiu uma palestra ou leu um artigo ou patente resultante das nossas pesquisas. Certamente colocamos a cidade de São Carlos e o Brasil no mapa mundial da pesquisa em vidros! ”, diz Zanotto.
Atualmente, o LaMaV atua intensamente nos temas de cristalização de vidros, processos de relaxação estrutural e de tensões residuais, vitrocerâmicas, biomateriais, além de propriedades mecânicas, reológicas, elétricas e bioquímicas dos materiais vítreos. “Hoje temos um ótimo laboratório e um excelente financiamento, principalmente da FAPESP, mas também da Capes, CNPq e algumas empresas. Entretanto, a enorme burocracia das agências de fomento relativa à aquisição de materiais e equipamentos e na prestação de contas, as incertezas relativas ao futuro das universidades (por exemplo, PEC 55 e outras), aliadas à escassez de secretárias, técnicos e engenheiros (lab managers) que auxiliem na organização e manutenção dos laboratórios, sempre foram e continuam sendo empecilhos formidáveis”, pondera Zanotto.
A história
Tudo começou em 15 de dezembro de 1976, quando Zanotto foi contratado como professor auxiliar pelo DEMa-UFSCar com o intuito principal de iniciar o trabalho de pesquisa sobre vidros no departamento. Em 1970, tinha sido lançado o primeiro curso do Brasil (e da América Latina) de graduação em Engenharia de Materiais e, dois anos depois, o DEMa tinha sido criado. Em 1976, o departamento já contava com grupos de pesquisa em metais, polímeros e cerâmicas, mas ninguém trabalhava ainda com vidros, lembra Zanotto, atualmente professor titular do DEMa-UFSCar. “A criação do LaMaV foi uma consequência natural do estabelecimento do curso de graduação em Engenharia de Materiais na UFSCar”, diz o professor.
Nesse fim de 1976, Edgar Zanotto era um engenheiro de materiais recém-formado (pela própria UFSCar), que acabara de concluir um trabalho de iniciação científica sob a orientação do professor visitante Osgood James Whittemore, da Universidade de Washington (EUA), pesquisador da área de materiais cerâmicos. “Minha pesquisa de IC, realizada naquele ano, focalizou a durabilidade química (lixiviação) de vidros candidatos ao encapsulamento de resíduos radioativos”, relata Zanotto. “E, pasme, este assunto ainda é “quente”! ”, completa.
Assim que foi contratado, Zanotto criou o LaMaV. Os primeiros experimentos, realizados pelo próprio Zanotto, consistiam em fundir vidros de baixo ponto de fusão, usando o forno tipo mufla e um cadinho (recipiente que pode ser usado em altas temperaturas) de platina, emprestado do laboratório de análises químicas da universidade.
Em 1977, o fundador do LaMaV iniciou o mestrado em Física no Instituto de Física e Química de São Carlos (IFQSC) da USP, sob a orientação do professor Aldo Craievich, que era, provavelmente, o único cientista atuante na área de vidros antes de 1976. De fato, ele é o autor dos dois primeiros artigos científicos sobre vidros assinados por pesquisadores de instituições brasileiras, ambos publicados em 1975. Durante o mestrado, Zanotto produzia vidros e os tratava termicamente (para gerar cristalização) no LaMaV, fazia averiguação por microscopia no laboratório de metalurgia do DEMa, e caracterizava os vidros por DRX e SAXS no IFQSC da USP. Em um ano e meio de mestrado, Zanotto terminou seu trabalho de pesquisa e defendeu a dissertação. No mesmo ano, ele iniciou o doutorado, também na área de vidros, na Universidade de Sheffield (Reino Unido), com orientação do famoso professor Peter James. Em 1982, Zanotto voltava ao LaMaV com doutorado defendido.
“Nos 10-15 anos iniciais, o trabalho isolado, a inexperiência e as incertezas e dificuldades associadas ao financiamento inconstante das pesquisas, mais o reduzido espaço físico e pouca infra laboratorial atrapalharam as nossas atividades”, relata Zanotto. Cerca de uma década depois da criação do laboratório, foi contratado o segundo professor do grupo, Oscar Peitl Filho, ex-orientado de mestrado e doutorado de Zanotto. Alguns anos depois, Ana Candida Martins Rodrigues se tornou a terceira professora da equipe do LaMaV. Finalmente, em 2013, Marcello Andreeta foi contratado. “Hoje somos 4 professores, 1 técnico, 1 assistente administrativa e cerca de 30 alunos de pesquisa e post-docs, 7 de outros países”, diz Zanotto.
O ano de 2013 foi um marco na história do LaMaV, devido à aprovação e início de atividades do CeRTEV (Center for Research, Technology and Education in Vitreous Materials), um CEPID da FAPESP. Dirigido por Zanotto, o CeRTEV reúne o LaMaV (sede do centro) e outros laboratórios da UFSCar, USP e UNESP, para realizar pesquisa, desenvolvimento e atividades de educação na área de materiais vítreos, contando com financiamento da FAPESP até 2024. “Com o CeRTEV, estabelecemos um dos maiores grupos de pesquisa acadêmicos deste planeta sobre vidros, com infraestrutura de nível internacional, 14 professores e cerca de 60 alunos de pesquisa! “, comemora Zanotto.
“Apenas divagando, se eu pudesse retornar a dezembro de 1976, com a experiência acumulada nesses 40 anos, acho que faria tudo novamente, mas mais eficientemente! ”, expressa o fundador do LaMaV.
Estudantes de doutorado de 28 países participam da “Glass and glass-ceramics school” no LaMaV em agosto de 2015.
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*Veja também nossa entrevista com o professor Edgar Dutra Zanotto, realizada em abril de 2013, na ocasião do Prêmio Almirante Álvaro Alberto, aqui.
O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: One material, multiple functions: graphene/Ni(OH)2 thin films applied in batteries, electrochromism and sensors. Eduardo G. C. Neiva, Marcela M. Oliveira, Márcio F. Bergamini, Luiz H. Marcolino Jr & Aldo J. G. Zarbin. Scientific Reports 6, 33806 (2016). doi:10.1038/srep33806. Link para o artigo: http://www.nature.com/articles/srep33806
Muita ciência e uma dose de acaso para chegar à receita de um nanocompósito multifuncional
Artigo recentemente publicado no periódico científico Scientific Reports, do grupo Nature, reporta um estudo realizado em universidades do estado do Paraná (Brasil) sobre um material baseado no hidróxido de níquel Ni(OH)2 – composto de grande interesse tecnológico [ver box ao lado]. A equipe de autores desenvolveu um método inovador para fabricar um material formado por grafeno e nanopartículas de hidróxido de níquel, fez filmes finos com esse material e demonstrou a eficiência desses filmes quando usados como eletrodos de baterias recarregáveis, sensores de glicerol e materiais eletrocrômicos.
O trabalho foi realizado dentro da pesquisa de doutorado de Eduardo Guilherme Cividini Neiva, sob orientação do professor Aldo José Gorgatti Zarbin, no Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR). Neiva começou a realizar trabalhos de pesquisa sobre nanopartículas de níquel na graduação, orientado pelo professor Zarbin. No mestrado, ainda com Zarbin, o estudante desenvolveu uma rota de preparação de nanopartículas de níquel metálico para aplicações eletroquímicas. Finalizado o mestrado, Neiva e Zarbin se propuseram a dar continuidade à pesquisa no doutorado de Neiva, incluindo o grafeno na preparação das nanopartículas de níquel metálico para obter nanocompósitos de níquel e grafeno com propriedades diferenciadas. “A maior parte dos meus interesses científicos estão voltados na preparação de materiais com nanoestruturas de carbono, como nanotubos e grafeno”, contextualiza o professor Zarbin, que assina o artigo da Scientific Reports como autor correspondente.
Os primeiros trabalhos no laboratório já surpreenderam a dupla. Na presença do óxido de grafeno (usado como precursor do grafeno na preparação do material), o processo tomava um rumo diferente. Nesse momento, Neiva e Zarbin enxergaram o potencial dessas particularidades: se bem compreendidas, poderiam ser controladas e utilizadas para preparar nanocompósitos, não apenas de níquel metálico, mas também de hidróxido de níquel, o que abriria novas possibilidades de aplicação. “Há uma frase que gosto muito, do Louis Pasteur, que se aplica perfeitamente nesse caso: “o acaso favorece as mentes bem preparadas””, diz Zarbin.
Partindo dessa base, orientando e orientador criaram um processo simples e direto para fabricação de nanocompósitos de grafeno e hidróxido de níquel. Nesse processo inovador, ambos os componentes são sintetizados em conjunto, em uma única reação de apenas uma etapa. Usando essa técnica, Neiva fabricou os nanocompósitos. Amostras de hidróxido de níquel puro também foram produzidas, para poder compará-las com os nanocompósitos.
As amostras foram estudadas por meio de uma série de técnicas: difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (FEG-MEV), e também por meio de imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) realizadas pela professora Marcela Mohallem Oliveira, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). A comparação entre os dois materiais foi favorável ao nanocompósito. “O grafeno teve papel fundamental na estabilização das partículas em escala nanométrica, no aumento da estabilidade química e eletroquímica das nanopartículas, e no aumento da condutividade do material, fundamental para uma melhora nas aplicações desejadas”, comenta Aldo Zarbin.
Aldo José Gorgatti Zarbin (à esquerda de quem olha) e Eduardo Guilherme Cividini Neiva, autores principais do trabalho, no equipamento FEG-MEV do Grupo de Química de Materiais da UFPR.
A etapa seguinte consistiu no processamento dos nanocompósitos e das nanopartículas de hidróxido de níquel puro para obter filmes finos, formato que possibilita seu uso nas aplicações desejadas. “Depositar materiais na forma de filmes, recobrindo diferentes superfícies, é um desafio tecnológico imenso, que se torna maior e mais desafiador quando se trata de materiais multicomponentes e materiais insolúveis, infusíveis e intratáveis (todas características do material reportado nesse artigo)”, explica Zarbin.
Para superar esse desafio, Neiva utilizou uma rota de processamento, chamada de método interfacial líquido/líquido, desenvolvida em 2010 pelo grupo de pesquisa liderado por Zarbin, o Grupo de Química de Materiais da UFPR. Essa rota, além de ser simples e barata, afirma o professor Zarbin, permite depositar materiais complexos na forma de filmes homogêneos e transparentes sobre vários tipos de materiais, incluindo plásticos. “Essa rota se baseia na alta energia existente na interface de dois líquidos imiscíveis (água e óleo, por exemplo), onde o material é inicialmente estabilizado para minimizar essa energia, possibilitando sua posterior transferência para substratos de interesse”, detalha o cientista.
Com os nanocompósitos, Neiva obteve filmes finos transparentes de cerca de 100 a 500 nm de espessura, com nanopartículas de cerca de 5 nm de diâmetro homogeneamente distribuídas sobre as folhas de grafeno. O hidróxido de níquel puro, diferentemente, gerou filmes formados por nanopartículas esféricas porosas de 30 a 80 nm de diâmetro, distribuídas de modo heterogêneo, formando aglomerados em algumas regiões.
Na fase final do trabalho, os filmes depositados sobre vidro e ITO (óxido de índio e estanho), foram testados em três aplicações, nas quais o nanocompósito teve desempenho superior ao hidróxido de níquel puro. Enquanto material para eletrodos de baterias alcalinas recarregáveis, o nanocompósito apresentou alta energia e alta potência – dois pontos positivos que não é fácil encontrar num mesmo material. O nanocompósito também demonstrou uma boa performance como sensor eletroquímico. De fato, experimentos idealizados pelos professores Márcio Bergamini e Luiz Marcolino Jr, também da UFPR, mostraram que o nanocompósito é um sensor sensível de glicerol (composto conhecido comercialmente como glicerina e usado em várias indústrias). Finalmente, o nanocompósito agiu como eficiente material eletrocrômico. Com essas características, os filmes do grupo da UFPR têm chances sair do laboratório e fazer parte de produtos inovadores. “Isso depende de parceiros que se interessem em escalonar o método e testar em dispositivos reais”, diz Zarbin.
Por enquanto, além de artigos científicos como o publicado na revista Scientific Reports, o trabalho gerou várias patentes, tanto sobre o método de deposição dos filmes finos quanto sobre suas aplicações em sensores de gases, eletrodos transparentes, dispositivos fotovoltaicos e catalisadores. “E já desenvolvemos uma bateria flexível, que só foi possível graças à técnica de deposição de filmes que desenvolvemos”, complementa o professor Zarbin.
O trabalho, que foi desenvolvido dentro dos projetos macro “INCT de nanomateriais de carbono” e “Núcleo de Excelência em Nanoquímica e Nanomateriais”, contou com financiamento das agências federais Capes e CNPq, e da Fundação Araucária, de apoio ao desenvolvimento científico e tecnológico do estado do Paraná.
Esta figura, enviada pelos autores do paper, condensa as principais contribuições do trabalho. No centro, um balão com dois líquidos e o filme na interface representa o método de processamento de filmes finos. À esquerda consta um esquema do filme, com as nanopartículas de hidróxido de níquel sobre a folha de grafeno. Logo à direita do balão, uma fotografia do filme depositado sobre um substrato de quartzo mostra a homogeneidade e transparência do filme (é possível ler um texto que está debaixo dele). Finalmente, à direita, de cima pra baixo, as três aplicações são mostradas através de uma curva de descarga (bateria), de uma curva de variação de transmitância pelo potencial aplicado (eletrocromismo) e de uma curva analítica mostrando a variação linear da intensidade da corrente em função da concentração de glicerol no meio (sensor).
O próximo evento anual da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (XVI Encontro da SBPMat/ XVI B-MRS Meeting), que será realizado na cidade de Gramado (RS), ocorrerá de 10 a 14 de setembro de 2017 (e NÃO de 24 a 28 de setembro de 2017 como divulgado anteriormente).
Abertas as inscrições, até 2 de dezembro, para seleção para admissão nos cursos de mestrado e doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica (PPGEB) da Universidade do Vale do Paraíba (Univap).
Estão abertas as inscrições para processo seletivo dos Cursos de Pós-Graduação (mestrado e doutorado) em Física da UFSC – Florianópolis, para ingresso no 1º semestre de 2017.
Serão destinadas 8 bolsas de estudo para o curso de mestrado e 8 bolsas para o curso de doutorado.
As inscrições encerram-se no dia 07 de dezembro de 2016.
Lembrando que agora as inscrições são online e que o candidato não precisa ter a nota do EUF em mãos para fazer a inscrição. Basta informar o nº da inscrição e mês/ano em que realizou o EUF.
Para participar da seleção para o mestrado o candidato deverá ter realizado alguma das duas (2) últimas edições do Exame Unificado das Pós-Graduações em Física e para o doutorado, alguma das últimas cinco (5).
XV B-MRS Meeting/ XV Encontro da SBPMat Campinas (SP), Brasil, 25 a 29 de setembro de 2016
Em números
– Quase 1.800 inscrições.
– 95% do Brasil (das 5 regiões do país e de 23 estados, com São Paulo à frente, com 30% do total de inscritos).
– 23 países representados.
– 62% estudantes: 42% de pós-graduação e 20% de graduação.
– Mais de 2.000 trabalhos apresentados (80% pôsteres), dentro de 20 simpósios e 2 workshops.
– 9 países representados na organização dos simpósios e workshops.
– 8 palestras plenárias, 3 painéis de discussão, 2 tutoriais e 12 palestras técnicas de empresas.
– 12 salas para apresentações orais simultâneas.
– 43 expositores.
– 18 prêmios outorgados a estudantes.
Recados da organização
Publicação de manuscritos. Artigos baseados em trabalhos apresentados no encontro e submetidos a determinadas revistas do IOP (veja lista no link), se aprovados após revisão convencional, serão destacados numa coleção online dedicada à SBPMat/B-MRS. A submissão permanecerá aberta por mais alguns meses (cerca de 6). Instruções e outras infos: http://sbpmat.org.br/en/publicacao-de-trabalhos-do-xv-encontro-da-sbpmat/
Relato multimídia. Saiba ou relembre como foram as diversas sessões do evento, por meio de um relato permeado de fotos, vídeos e arquivos de apresentações, no novo site da SBPMat. Aqui.
Fotos. Veja o álbum com as fotografias do evento e baixe suas favoritas, no Google Fotos. Aqui.
Apresentações. Acesse todos os arquivos de plenárias, painéis de discussão e encerramento que foram cedidos por seus autores, no Slideshare da SBPMat. Aqui.
Vídeos. Assista a todos os breves depoimentos de organizadores e participantes sobre o evento, no YouTube da SBPMat. Aqui.
Oportunidades
INCTs: 100 propostas, dentre as recomendadas em maio deste ano, serão cofinanciadas por entes federais e estaduais. Aqui.
Inscrições para o Programa Bolsas de Verão CNPEM. Aqui.
Pós-doutorado no IPEN em eletrocerâmicas com bolsa FAPESP. Aqui.
Seleção para professor do Departamento de Física da PUC-Rio (Física da Matéria Condensada). Aqui.
Concurso para professor da UFRRJ (materiais metálicos). Aqui.
Concurso para professor de Física na Universidade Federal da Grande Dourados (MS). Aqui.
Um acordo de cooperação assinado pela SBPMat e a sociedade de pesquisa em Materiais da Europa (E-MRS) promove a colaboração científica entre pesquisadores do Brasil e da Europa e, em particular, incentiva a participação de membros da SBPMat nos eventos da E-MRS e de membros da E-MRS nos encontros da SBPMat.
