Edital IF-09/15 (área experimental ou teórica) e Edital IF-10/15 (área experimental)
Estarão abertas, até o dia 31 de agosto de 2015, as inscrições aos Concursos de Títulos e Provas para provimento de dois cargos de Professor Doutor, na Referência MS-3.1, em RDIDP, com o salário de R$ 10.049,62, no Departamento de Física dos Materiais e Mecânica do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, na áreas de Pesquisa Experimental ou Teórica de Física da Matéria Condensada.
Os formulários para as inscrições e os editais estão disponíveis no site
Notícias da SBPMat: XIV Encontro - Rio de Janeiro, 27/09 a 01/10 de 2015
Inscrições: o período de inscrições com desconto está aberto até 31 de julho. O valor das inscrições inclui participação no evento, program book, recepção de boas-vindas e coffee breaks diários. Saiba mais.
Publicação de trabalhos: Trabalhos apresentados no encontro poderão ser submetidos à avaliação por pares para publicação em periódicos científicos do IOP. Saiba mais.
Prêmio Bernhard Gross: Os autores que são estudantes podem submeter resumos estendidos de seus trabalhos para participar do prêmio ao melhor trabalho oral e melhor pôster de cada simpósio. Mais informações nas instruções para autores.
Hospedagem: Está disponível uma lista de hotéis com condições especiais para participantes do XIV Encontro da SBPMat. Aqui.
Patrocinadores e expositores: 28 empresas já reservaram seu lugar no XIV Encontro da SBPMat. Contato para expositores e demais patrocinadores: rose@metallum.com.br.
A décima quarta edição do encontro anual da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) bate um novo recorde na história desses eventos ao registrar 2.400 resumos submetidos a seus 27 simpósios e 2 workshops. Até 10 de julho, os autores receberão a notificação de aceitação, rejeição ou transferência para um simpósio diferente do escolhido. Saiba mais.
XIV Encontro: entrevistas com palestrantes de plenárias
O professor Ichiro Takeuchi, da University of Maryland (EUA), falará no encontro da SBPMat sobre a abordagem combinatória na área de Materiais. Essa metodologia, que permite acelerar significativamente diversos processos de pesquisa, tem ajudado Takeuchi a descobrir uma série de compostos e estabelecer estratégias para determinar rapidamente a relação composição-estrutura-propriedade de diversos materiais. Em entrevista a nosso boletim, o cientista explicou como funciona na prática a pesquisa combinatorial e enumerou algumas de suas principais contribuições nesse campo. Ele também falou sobre um tema que abordará na plenária: a “integrated materials engine”, que une teoria e experimentos rápidos para descobrir novos materiais. Veja a entrevista.
Também entrevistamos o professor Paul Ducheyne, da University of Pennsylvania (EUA). Ducheyne dedica-se, há umas 4 décadas, ao estudo de biomateriais, campo no qual é autor de centenas de artigos que totalizam mais de 10.000 citações, 40 patentes e livros. Na entrevista, Ducheyne enumerou algumas de suas principais contribuições à área, como por exemplo a explicação de como materiais sintéticos levam à formação de tecidos. Na palestra plenária do XIV Encontro da SBPMat, Ducheyne falará, obviamente, sobre biomateriais; em particular, sobre cerâmicas bioativas com funcionalização in situ e materiais sol-gel usados na liberação de fármacos e fatores de crescimento. Veja a entrevista.
Artigo em destaque
Analisando imagens de AFM de amostras de nitreto de boro hexagonal (material bidimensional), pesquisadores de Minas Gerais suspeitaram que o padrão de dobras nanométricas que tinha se formado em consequência de um tratamento térmico seguia um ordenamento particular. Os cientistas empreenderam um estudo que envolveu técnicas experimentais, teoria e simulações e comprovaram que estavam observando um fenômeno de deformação organizada em direções cristalográficas. Essa propriedade, nova em materiais bidimensionais, pode vir a ser explorada pela “straintrônica”. O trabalho foi recentemente publicado na Nano Research. Veja nossa matéria de divulgação.
Dicas de leitura
Livros.
“Refractory Castable Engineering”, uma obra de mais de 700 páginas sobre materiais refratários de autoria de três pesquisadores brasileiros, recentemente publicada pela editora Göller Verlag (Alemanha). Saiba mais.
Divulgação científica internacional.
Set-up experimental inovador permite o estudo do atrito de átomos individuais – texto e vídeo (divulgação de paper da Science). Aqui.
Novo método, simples, para fazer bolhas de skyrmions viabiliza mais estudos e aplicações dessas partículas magnéticas (divulgação de paper da Science).Aqui.
Nanotermômetro com raio de medição de mais de 300 graus desenvolvido por equipe da UFSCar e de universidade alemã (divulgação de paper da ACS Nano). Aqui.
Notícias dos INCTs e CePIDs.
Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) em parceria com empresa desenvolve um sistema que permite evitar o desperdício de água em até 30%. Aqui.
No mercado: Garrafas dobram prazo de validade de leite fresco graças a nanotecnologia desenvolvida por empresa brasileira, spin-off do CDMF. Aqui.
Proceedings do simpósio N do XIII Encontro da SBPMat, coorganizado pelo INCT de Engenharia de Superfícies, foram publicados no periódico “Surface and Coatings Technology”, da Elsevier. Aqui.
O INCT de Engenharia de Superfícies divulgou os resultados de seu concurso de imagens. Aqui.
Oportunidades
Bolsa de pós-doutorado no Centro de Tecnologia em Nanotubos de Carbono (CTNanotubos), em MG. Aqui.
Abertas as inscrições para seleção do mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais da UFERSA em Mossoró (RN). Aqui.
Próximos eventos da área
VII Método Rietveld. Fortaleza, CE (Brasil). 6 a 10 de julho de 2015. Site.
Escola de Técnicas de Espalhamento de Raio-X (SAXS) e Neutrons (SANS) para Investigação Estrutural de Materiais e Sistemas Biológicos. Rio de Janeiro, RJ (Brasil). 6 a 10 de julho de 2015. Site.
São Paulo School of Advanced Sciences (ESPCA) on Recent Developments in Synchrotron Radiation. Campinas, SP (Brasil). 13 a 24 de julho de 2015. Site.
XXVI Escola de Inverno de Física da UFMG. Belo Horizonte, MG (Brasil). 13 a 17 de julho de 2015. Site.
Advanced School on Glasses and Glass-Ceramics (G&GC São Carlos). São Carlos, SP (Brasil). 1 a 9 de agosto de 2015. Site.
III Escola de Química da UFRGS. Porto Alegre, RS (Brasil). 10 a 12 de agosto de 2015. Site.
Primeira Conferência de Materiais Celulares (MATCEL 2015). Aveiro (Portugal). 7 e 8 de setembro de 2015. Site.
XXII Reunião da Associação Brasileira de Cristalografia (ABCr) e I Reunião da Latin America Crystallographic Association (LACA).São Paulo e Campinas, SP (Brasil). 9 a 11 de setembro de 2015. Site.
2015 IUCr High-Pressure Workshop. Campinas, SP (Brasil). 12 a 15 de setembro de 2015. Site.
Workshop em Ciências dos Materiais. São Carlos, SP (Brasil). 21 a 25 de setembro de 2015. Site.
XIV Encontro da SBPMat. Rio de Janeiro, RJ (Brasil). 27 de setembro a 1º de outubro de 2015. Site.
8th International Summit on Organic and Hybrid Solar Cells Stability (ISOS-8). Rio de Janeiro, RJ (Brasil). 29 de setembro a 1º de outubro. Site.
13th International Conference on Plasma Based Ion Implantation & Deposition (PBII&D 2015). Buenos Aires (Argentina). 5 a 9 de outubro de 2015. Site.
4th EPNOE International Polysaccharide Conference. Varsóvia (Polônia). 18 a 22 de outubro de 2015. Site.
10th Ibero-American Workshop on Complex Fluids 2015. Florianópolis, SC (Brasil). 25 a 29 de outubro de 2015. Site.
14th International Union of Materials Research Societies – International Conference on Advanced Materials (IUMRS-ICAM 2015). Jeju (Coreia). 25 a 29 de outubro de 2015. Site.
16th International Feofilov Symposium on spectroscopy of crystals doped with rare earth and transition metal ions. São Petersburgo (Rússia). 9 a 13 de novembro de 2015. Site.
43rd International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films (ICMCTF). San Diego (EUA). 25 a 29 de abril de 2016. 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.
Estão presentes em dispositivos usados em procedimentos médicos amplamente praticados para diagnosticar ou tratar problemas de saúde. Fazem parte do corpo humano, de modo temporário ou definitivo, e interagem, de maneira mais ou menos ativa, com os sistemas biológicos nos quais estão inseridos. Claro, estamos falando dos biomateriais. Exemplos desses materiais são muito numerosos. Um deles é o stent que libera fármacos para conseguir melhores resultados na abertura de artérias que estão se obstruindo. Outro exemplo é o da prótese óssea que promove a regeneração do tecido natural que está substituindo temporariamente.
Biomateriais é o tema da palestra plenária do XIV Encontro da SBPMat a cargo de Paul Ducheyne. Na palestra, Ducheyne aboradrá, em particular, dois tipos de biomateriais: cerâmicas bioativas com funcionalização in situ e materiais sol-gel nanoporosos que liberam fármacos e outras moléculas.
Ducheyne é professor de Bioengenharia (a aplicação da Engenharia a questões relativas a sistemas biológicos) e de Pesquisa em Cirurgia Ortopédica, na Universidade de Pennsylvania (Penn), nos Estados Unidos. Ele também é diretor do Centro de Materiais Bioativos e Engenharia de Tecidos, um grupo de pesquisa multidisciplinar que congrega cientistas dos departamentos de Engenharia, Odontologia e Medicina da Penn. Além disso, é professor convidado especial na Universidade de Leuven (KU Leuven), na Bélgica, onde obteve seus diplomas de MSc e PhD em Ciência e Engenharia de Materiais.
Paul Ducheyne é autor ou editor de uma série de livros sobre biomateriais; em particular, ele é editor-chefe de “Comprehensive Biomaterials”, um livro de 3.650 páginas divididas em 6 volumes, publicado em 2011 pela editora Elsevier. Dono de um índice H de 58, ele tem cerca de 330 artigos científicos publicados com mais de 10.000 citações – das quais umas 2.600 pertencem a seus 10 artigos mais citados. Ducheyne também é autor de mais de 40 patentes. Além disso, organizou várias conferências e simpósios da área de Biomateriais, começando na década de 1980.
Em 1992, Ducheyne fundou a empresa Orthovita, dedicada a produtos para tratar ossos lesionados e para coibir hemorragias. Foi seu presidente até 1999. Em 2011, a empresa passou a fazer parte da Stryker Corporation, uma das líderes no mercado de tecnologia para medicina.
Paul Dycheyne foi secretário da Sociedade Europeia de Biomateriais, presidente da Sociedade de Biomateriais dos Estados Unidos e da Sociedade Internacional de Cerâmicas para Medicina. Entre outros prêmios e distinções, recebeu, em 2008, o C. William Hall Award da Sociedade de Biomateriais. Ducheyne fez ou ainda faz parte do conselho editorial de periódicos científicos das áreas de Biomateriais, Biocerâmicas, Bioengenharia, Engenharia de Tecidos, Ortopedia e Odontologia.
Segue uma entrevista com o cientista.
Boletim da SBPMat: – Conte-nos brevemente o que o levou a se dedicar aos biomateriais.
Paul Ducheyne: – Eu sempre me interessei por medicina. Além disso, quando me formei (nos anos 70), eu já previa o declínio da indústria siderúrgica no Ocidente, e não queria ser atingido por isso. Daí veio o meu afastamento radical da ciência de materiais na época.
Boletim da SBPMat: – Como conseguiu fazer a fusão entre Ciência de Materiais e Biologia na sua carreira científica?
Paul Ducheyne: – Esse é “O” tema central da pesquisa em Biomateriais.
Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua opinião, suas contribuições mais significativas no campo dos biomateriais? Explique-as muito brevemente e compartilhe as referências dos artigos ou livros gerados, ou comente se esses estudos geraram patentes, produtos ou empresas.
Paul Ducheyne: – Muita gente conhece minha explicação mecanicista de como os materiais sintéticos (cerâmicos) estimulam a função celular e levam à formação de tecido. Mais recentemente, meu uso de cerâmicos processados por sol-gel para a liberação controlada de uma variedade de medicamentos e fatores de crescimento também tem sido muito bem considerado. Por último, publiquei diversos trabalhos sobre vários assuntos (como o crescimento de tecido ósseo em materiais porosos, o comportamento mecânico do cimento ósseo e a biocompatibilidade do titânio) que são altamente citados.
A busca pelos materiais mais apropriados para desempenharem funções determinadas da melhor maneira possível talvez aconteça desde os primórdios da humanidade. Nessa busca, no extremo oposto do método de tentativa e erro, existe atualmente a abordagem combinatória, que tem como objetivo aumentar a eficiência do processo de descoberta ou criação de materiais. A base dessa abordagem é a triagem de grandes quantidades de materiais de composições levemente diferentes entre si, usando bancos de dados, técnicas de síntese e caracterização rápida, simulações, robôs e outros recursos. Aplicada na indústria farmacêutica desde os anos 1990 para identificar novos compostos úteis, a abordagem combinatória também tem seu lugar na Ciência e Engenharia de Materiais.
Prof. Ichiro Takeuchi
No XIV Encontro da SBPMat, o professor Ichiro Takeuchi oferecerá uma palestra plenária sobre a abordagem combinatória na descoberta de materiais – um tema que faz parte de seu dia-a-dia. Takeuchi é professor do departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, desde 1999. Nessa instituição, ele lidera o Centro de Síntese Combinatória e Caracterização Rápida e o Laboratório de Nanosíntese Combinatória e Caracterização em Multiescala. É professor visitante da Universidade de Ciência de Tokyo desde 2010, além de membro do comitê executivo do Fórum de Física Industrial e Aplicada da Sociedade Estadunidense de Física (APS).
Takeuchi graduou-se em Física em 1987 pelo Instituto de Tecnologia de California (Caltech). Durante quatro anos, trabalhou no Japão em laboratórios de pesquisa em microeletrônica da empresa NEC e depois voltou aos Estados Unidos. Em 1996, obteve seu diploma de Ph.D. pela Universidade de Maryland. Na sequência, foi ao Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, onde permaneceu até 1999 como pós-doc. Em 2004 foi chairman da “Gordon Conference on Combinatorial and High-throughput Materials Science”. Em 2009, fundou uma empresa voltada ao desenvolvimento de materiais e sistemas para aplicações no campo da energia, a Maryland Energy and Sensor Technologies, LLC.
Ichiro Takeuchi foi professor visitante de universidades do Japão e da Alemanha. Recebeu prêmios e distinções da National Science Foundation (Career Award), do Escritório de Investigação Naval dos Estados Unidos (Young Investigator Program Award) e da Universidade de Maryland, entre outras instituições. O cientista, cujo índice H é de 40 segundo o Google Scholar, é autor de mais de 180 artigos com mais de 5.900 citações e de um livro sobre síntese combinatória de materiais.
Segue uma entrevista com o cientista.
Boletim da SBPMat: – Ajude-nos a visualizar como é realizada a pesquisa combinatória. Por exemplo, escolha um exemplo de material surgido em seus laboratórios a partir dessa abordagem e relate, em grandes linhas, o passo-a-passo do método.
Síntese de uma biblioteca combinatória de filmes finos: neste exemplo, usamos a técnica de co-sputtering (a) para produzir uma ampla variação composicional em um wafer de 3’’ (b); essa amostra é chamada de wafer de composição estendida; a variação composicional é mapeada num diagrama ternário de fases composicionais, usando uma sonda de elétrons (c).
Ichiro Takeuchi: – Produzimos pesquisa combinatória de materiais baseada em filmes finos. O objetivo é realizar uma rápida triagem de combinações composicionais até então inexploradas a fim de descobrir novos materiais com propriedades físicas melhoradas. Criamos wafers ou chips com grandes variações na composição dos filmes finos depositados. Às vezes, os filmes finos são separados em diferentes camadas, enquanto em outras há um filme contínuo cuja composição muda ao longo do wafer. Queremos que as combinações sejam tão amplas e diversas quanto possível, para que possamos mapear grandes variações composicionais em um único experimento. Então, empregamos diferentes técnicas de caracterização para conseguir uma rápida triagem de várias propriedades físicas. Por exemplo, no momento, temos um projeto de pesquisa de novos materiais magnéticos permanentes. Para isso, usamos técnicas como medidas de varredura por SQUID ou pelo efeito Kerr magneto-óptico. Essas medições podem ser usadas para mapear as propriedades magnéticas de todas as composições encontradas em um único wafer. Esses wafers e chips são chamados de bibliotecas combinatórias. Também trabalhamos muito com caracterização estrutural. Para este fim, geralmente usamos linhas de luz síncrotron. Devido ao grande fluxo de feixes, nos mesmos locais podemos realizar a difração de raios X de um wafer inteiro, muito rapidamente. No momento, podemos fazer a varredura de 200 a 300 pontos em 2 horas.
Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua opinião, suas contribuições mais significativas no campo da ciência de materiais combinatória? Explique-as muito brevemente e compartilhe as referências dos artigos ou livros gerados, ou comente se esses estudos geraram patentes, produtos, empresas spin-off etc.
Exemplos de bibliotecas combinatórias de materiais funcionais e visualização de seus dados: (a) biblioteca de materiais magnéticos permanentes para pesquisa sistemática do acoplamento de troca, exibindo os laços de histerese magnética encontrados em cada ponto da biblioteca (do Physical Review B75, 144429 (2007)); (b) biblioteca ferroelétrica exibindo os laços de histerese magnética encontrados em cada ponto (do Journal of Materials Research 27, 2691 (2012)); (c) biblioteca de um supercondutor com curvas de resistência – temperatura mapeadas nas posições onde foram medidas (do APL Materials 1, 042101 (2013)).
Ichiro Takeuchi: – Ao longo dos anos, temos conduzido pesquisas combinatórias em uma variedade de tópicos no campo geral dos materiais funcionais, o que inclui supercondutores, ligas com memória de forma, materiais magnetostritivos, materiais ferroelétricos e dielétricos, entre outros. Realizando esses experimentos, tivemos que desenvolver e estabelecer técnicas para aplicar nossas estratégias de forma eficaz. Nós descobrimos alguns compostos novos. Por exemplo, trabalhando juntamente com colegas teóricos, encontramos ligas com memória de forma com capacidade para longas vidas em fadiga. Tenho patentes de uma série de materiais dielétricos com baixa perda, além de novos materiais piezoelétricos. Atualmente, muitos grupos têm realizado um trabalho de acompanhamento do material piezoelétrico na fronteira de fase morfotrópica, sem chumbo, que encontramos há alguns anos. Além dos materiais que descobrimos, estabelecemos estratégias combinatórias como uma técnica para delinear rapidamente a relação entre composições, estruturas e propriedades, em diferentes sistemas de materiais. Recentemente publicamos um artigo de revisão abrangente, chamado “Applications of high throughput (combinatorial) methodologies to electronic, magnetic, optical, and energy-related materials,” Journal of Applied Physics 113, 231101 (2013) por Martin L. Green, Ichiro Takeuchi, e Jason R. Hattrick-Simpers.
Boletim da SBPMat: – Se desejar, deixe uma mensagem ou convite para sua palestra para os leitores que participarão do XIV Encontro da SBPMat.
Ichiro Takeuchi: – A noção de busca e descoberta é fundamental na pesquisa em materiais. A metodologia combinatória é um contraponto natural aos esforços concentrados na concepção teórica de materiais, praticada em todo o mundo. Ao efetivamente combinar a teoria com a experimentação de alto desempenho, podemos realmente acelerar a frequência com que novos materiais são descobertos. Apresentarei um modelo de pesquisa que chamamos de “mecanismo integrado de materiais” (integrated materials engine), no qual teoria e experimentos se entrelaçam e desenvolvem a partir de um banco de dados e de uma plataforma de gestão flexíveis.
Mecanismo integrado para descoberta de materiais: propomos unir a exploração combinatória de alto desempenho de materiais com a investigação teórica. Múltiplos pontos de feedback entre as duas linhas nos permitem realizar uma pesquisa acelerada, de forma eficaz.
“Refractory Castable Engineering”, publicado em abril deste ano pela editora alemã Göller Verlag, é um livro de 754 páginas sobre materiais para altas temperaturas (refratários) de três autores brasileiros: Victor Carlos Pandolfelli, (professor da Universidade Federal de São Carlos, UFSCar, com doutorado em Materiais pela Universidade de Leeds); Ana Paula da Luz (pesquisadora da FAI-Petrobras com doutorado em Materiais pela UFSCar) e Mariana A.L. Braulio (pesquisadora da Alcoa Alumínio S.A., também com doutorado em Materiais pela UFSCar). O editor executivo do livro é Michel Rigaud, professor emérito da Escola Politécnica da Universidade de Montréal (Canadá).
O livro aborda, em dez capítulos, as diversas e complexas etapas do desenvolvimento e fabricação de refratários e as aplicações desses materiais.
De acordo com Pandolfelli, a obra é resultado de quatro anos de intenso trabalho. Além dos autores e das pessoas que os auxiliaram na tarefa, o trabalho envolveu especialistas mundialmente reconhecidos nos assuntos abordados, os quais revisaram, anonimamente, os capítulos do livro.
A obra inaugura uma coleção de publicações, realizada pela Federation for International Refractories Research and Education (FIRE) em parceria com a editora Göller-Verlag, destinada a disseminar a ciência e tecnologia de materiais refratários.
Com cerca de 2.400 resumos submetidos, a décima quarta edição do encontro anual da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) bate um novo recorde na história desses eventos.
O prazo de submissão de resumos encerrou no dia 15 de junho. Até 10 de julho, os autores dos trabalhos submetidos receberão a notificação de aceitação, rejeição ou transferência para outro simpósio. Resumos em língua portuguesa foram recusados.
Entre os trabalhos aceitos, aqueles submetidos por autores que são estudantes de graduação ou pós-graduação poderão concorrer ao Prêmio Bernhard Gross, que distinguirá os melhores trabalhos de cada simpósio (no máximo, um oral e um pôster). Para participar do prêmio, os autores, após serem notificados da aprovação, deverão submeter um resumo estendido, conforme as instruções e o modelo que constam no site do evento.
Neste ano o encontro conta com vinte e sete simpósios temáticos e dois workshops, um sobre nanofabricação e o outro sobre eletrônica orgânica na indústria, além de um simpósio organizado inteiramente por alunos que pertencem aos University Chapters (UCs) da SBPMat.
Criado em março de 2014, o programa UC tem por objetivo principal congregar equipes de estudantes de pós-graduação e de graduação, em áreas científicas e tecnológicas de materiais, de forma organizada e oficialmente vinculadas à SBPMat. As atividades a serem desenvolvidas nesse programa visam complementar a formação acadêmica dos estudantes, auxiliando-os a organizar atividades científicas e tecnológicas em áreas de materiais, a participarem de eventos científicos nacionais e internacionais, e a estabelecerem intercâmbios com outras unidades UCs no país e no exterior.
O XIV Encontro da SBPMat será realizado no Rio de Janeiro, de 27 de setembro a 1º de outubro de 2015.
Sobre o evento
O encontro anual da SBPMat é um tradicional fórum internacional dedicado aos recentes avanços e perspectivas em ciência e tecnologia de Materiais. Nas últimas edições, o evento tem reunido mais de 1.500 participantes das cinco regiões do Brasil e de dezenas de outros países para apresentação e discussão de trabalhos de pesquisa científica e tecnológica na área de Materiais. O evento conta também com palestras plenárias de pesquisadores mundialmente destacados e com expositores do interesse da comunidade de Materiais.
A 14ª edição do Encontro da SBPMat acontecerá no Rio de Janeiro.
O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Crystal-oriented wrinkles with origami-type junctions in few-layer hexagonal boron nitride. Oliveira, Camilla K.; Gomes, Egleidson F. A.; Prado, Mariana C.; Alencar, Thonimar V.; Nascimento, Regiane; Malard, Leandro M.; Batista, Ronaldo J. C.; de Oliveira, Alan B.; Chacham, Helio; de Paula, Ana M.; Neves, Bernardo R. A. Nano Research. 2015, 8(5): 1680–1688. DOI: 10.1007/s12274-014-0665-y.
Origamis nanométricos: deformação organizada de materiais bidimensionais.
Camilla Oliveira operando o microscópio de força atômica na UFMG.
Camilla Oliveira estava na Universidade Federal de Minas Gerais (UFGM) estudando amostras de nitreto de boro hexagonal (h-NB) com um microscópio de força atômica (AFM), no marco de seu doutorado em Física, quando uma particularidade das amostras controle chamou a atenção dela e de seu orientador, o professor Bernardo Neves. Após passar por um tratamento térmico (annealing), o h-NB tinha ganhado dobras nanométricas dispostas num padrão geométrico que parecia seguir algum tipo de organização.
Os pesquisadores decidiram estudar essas dobras mais detalhadamente. Eles tinham uma pergunta importante para responder: existia alguma relação entre a disposição das dobras e a estrutura cristalina do h-NB?. Em outras palavras, tinham essas dobras uma orientação cristalográfica? Até o momento, não havia registros na literatura científica de materiais bidimensionais com dobras com orientação cristalográfica, mas essa propriedade poderia ser útil.
Rede cristalina do h-NB, bidimensional (1 átomo de altura).
Camilla e seu orientador se uniram a outros cientistas da UFMG e da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) para realizar a pesquisa. A equipe fabricou amostras formadas por algumas camadas de h-NB ancoradas sobre um substrato de silício e as submeteu a um tratamento térmico consistente em aquecimento a 1.000 °C e posterior resfriamento. Durante esse tipo de processo, o silício e o nitreto de boro apresentam comportamentos opostos entre si com relação à deformação. Em decorrência do aquecimento, enquanto o h-NB se contrai, o silício se expande, esticando o h-NB. Já no resfriamento, o h-NB expande e o silício contrai, dobrando o nitreto de boro como papel de origami.
Depois de muito trabalho experimental usando diversas técnicas e abordagens, e de várias simulações, os cientistas puderam confirmar que as dobras formavam-se em direções bem definidas dentro da rede cristalina. Analisando em detalhe o padrão de dobras, os cientistas repararam nas junções de formato triangular nas quais as dobras (geralmente três delas) se uniam.
Imagens de AFM de: um floco de h-NB de 10 nm de espessura após o tratamento térmico apresentando um padrão de dobras com orientação cristalográfica (esquerda); detalhe de uma típica junção (direita). A altura média das dobras é de 10 nm.
Detalhe: segundo comprovaram os cientistas de Minas Gerais, para que sejam formados padrões de dobras com orientação cristalográfica, o tratamento térmico deve consistir em um aquecimento rápido seguido de um esfriamento lento (por exemplo, citando as taxas usadas na pesquisa, de 50 °C por minuto para aquecer e 8 °C por minuto para resfriar). Taxas de esfriamento mais rápidas produzem dobras dispostas de maneira desordenada e sem orientação cristalográfica.
Os pesquisadores também concluíram que esse tipo de deformação organizada poderia acontecer não apenas com o h-NB, mas também com outros materiais bidimensionais, como o grafeno, e que poderia ter interessantes aplicações na “straintrônica” (straintronics) – área do conhecimento que estuda e explora a condição de alguns materiais de ter algumas de suas propriedades profundamente alteradas em consequência de processos de deformação.
Os resultados do trabalho foram recentemente publicados pelo prestigiado periódico científico Nano Research.
“Na minha opinião, a principal contribuição do artigo é mostrar uma propriedade que pode ser comum a muitos materiais bidimensionais: a deformação organizada, isto é, em direções cristalográficas bem definidas, de um material na escala nanométrica”, resume o professor Neves, que é o autor correspondente do artigo.
A pesquisa contou com financiamento da Capes, CNPq, Fapemig e do INCT-Nanocarbono.
O Centro de Tecnologia em Nanotubos de Carbono (CTNanotubos) está realizando um processo de seleção para bolsista de pós-Doutorado na área de Caracterização. O foco do CTNanotubos é o desenvolvimento tecnológico – de produtos, processos e serviços – a partir dos naotubos de carbono, material de destacada importância estratégica para a competitividade de múltiplas indústrias. A visão do CTNanotubos é servir como plataforma para a contínua geração de sociedades empresárias, a partir da transferência de tecnologia.
Detalhes sobre o processo:
– Área de atuação: Caracterização
– Regime: Bolsista Pós-Doutorado
– Pré-requisito: Doutorado
– Valor da Bolsa: R$ 4.176,00
– Vigência: 36 meses
As técnicas a serem utilizadas inicialmente são:
– Espectroscopias ópticas (Raman, IR, UV-vis)
– Microscopia eletrônica de varredura (MEV)
– Microscopia de força atômica (AFM)
– Análise termogravimétrica (TGA)
– Difração de raios X
Procuramos por profissionais com doutoramento completo que possuam experiência prévia em pelo menos três das técnicas descritas acima (não necessariamente especialistas). As funções a serem exercidas pelo profissional são:
– Realização de ensaios e análises
– Confecção de relatórios
– Confecção de projetos de pesquisa
– Acompanhamento e atuação em em órgãos relacionados à padronização (ABNT, ISO, VAMAS, NANOREG, outros).
– Atuação junto ao INMETRO para processos de acreditação.
Os interessados devem enviar um email para cancado@fisica.ufmg.br, contendo uma breve carta de apresentação (máximo de duas páginas) e link para o CV Lattes. A data limite para a inscrição é 20/07/2015. Os candidatos pré-selecionados serão convidados para uma entrevista junto à Coordenação do CT-Nanotubos. Previsão de contratação para agosto/2015.
