Artigo em destaque: Engenharia precisa na fabricação de válvulas de spin.

Posted on quinta-feira 28 de agosto de 2014

O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:

T. E. P. Bueno, D. E. Parreiras, G. F. M. Gomes, S. Michea, R. L. Rodríguez-Suárez, M. S. Araújo Filho, W. A. A. Macedo, K. Krambrock and R. Paniago. Noncollinear ferromagnetic easy axes in Py/Ru/FeCo/IrMn spin valves induced by oblique deposition. Appl. Phys. Lett. 104, 242404 (2014). DOI: 10.1063/1.4883886.

Artigo de divulgação:

Engenharia precisa na fabricação de válvulas de spin.

A produção e caracterização de válvulas de spin é o tema de um trabalho de colaboração entre pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), do Laboratório de Física Aplicada do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) e da Pontifícia Universidade Católica do Chile, cujos resultados foram recentemente publicados no prestigiado periódico Applied Physics Letters (APL).

Válvulas de spin são dispositivos formados por três ou mais camadas de espessura nanométrica compondo um sanduíche de materiais magnéticos e não magnéticos. Sensores constituídos por tais estruturas cumprem papel fundamental na leitura das informações gravadas nos discos rígidos, entre outras aplicações.

O funcionamento das válvulas de spin se baseia num efeito chamado “magnetorresistência gigante”, que foi o motivo do Prêmio Nobel de Física de 2007. A magnetorresistência gigante nas válvulas de spin consiste numa grande alteração da resistência elétrica frente à ação de um campo magnético. Essa resistência depende da orientação relativa entre as magnetizações das camadas compostas por material magnético.

A magnetização de um material magnético é determinada pela orientação dos spins de seus elétrons. Os elétrons possuem duas características intrínsecas: carga elétrica e momento magnético, esta última conhecida como spin. Explorar o grau de liberdade do spin do elétron em adição à sua carga levou ao surgimento de um novo campo de pesquisa, denominado spintrônica.

Então, na magnetorresistência gigante das válvulas de spin, quando as camadas de material magnético têm a mesma direção e sentido de magnetização, o dispositivo diminui sua resistência elétrica e se torna um melhor condutor da eletricidade. Já quando as camadas magnéticas adquirem sentidos opostos de magnetização, acontece um significativo aumento da resistência elétrica.

Para compreender melhor esse efeito e, mais adiante, os resultados apresentados no artigo da APL, é importante lembrar que a magnetização é uma grandeza física vetorial e que, portanto, além de possuir uma intensidade (chamada módulo), ela tem uma direção (paralela, perpendicular) e um sentido (indicado pela ponta da seta que representa o vetor). Geralmente, multicamadas metálicas compostas por materiais magnéticos separados por uma camada não magnética, como as válvulas de spin, têm as magnetizações das camadas ferromagnéticas acopladas, explica Thiago Bueno, primeiro autor do artigo da APL e aluno do Doutorado em Física da UFMG, orientado pelo professor Roberto Magalhães Paniago. Esse acoplamento pode resultar em magnetizações paralelas (chamadas “colineares”) com mesmo sentido ou com sentidos opostos, e também em magnetizações não colineares, como mostra esta figura:

valvula spin — Camadas ferromagnéticas “sanduichando” uma camada não magnética de rutênio. As setas vermelhas e verdes representam a direção e o sentido da magnetização das camadas compostas por Py e FeCo, respectivamente. (a) Magnetizações paralelas e com mesmo sentido; (b) Magnetizações paralelas com sentidos opostos; (c) Magnetizações perpendiculares entre si.

Entretanto, magnetizar as camadas magnéticas da válvula de spin não ocorre de forma homogênea em todas as direções; elas apresentam a chamada anisotropia magnética. “A anisotropia magnética é uma importante propriedade magnética, pois estabelece a direção fácil de magnetização”, destaca Thiago Bueno. “Esta propriedade é determinada por uma série de fatores, dentre eles os tipos de materiais, a espessura das camadas, e os detalhes do método de fabricação de amostras”.

No trabalho que originou o artigo da APL, a equipe de cientistas realizou alguns ajustes no método de fabricação das válvulas de spin, conseguindo interessantes resultados nas propriedades desses dispositivos.

Controlando a direção da magnetização

“Este trabalho só foi possível devido à ótima colaboração entre as partes, da preparação de amostras de ótima qualidade, medidas experimentais precisas, interpretação dos dados, até a publicação dos resultados”, destaca Thiago Bueno.

Inicialmente, no Laboratório de Física Aplicada do CDTN, localizado em Belo Horizonte (MG), a equipe fabricou filmes finos compostos por multicamadas com espessura de algumas dezenas de nanometros. Os filmes foram obtidos por meio da técnica conhecida como magnetron sputtering, na qual íons de argônio são acelerados contra os alvos que contêm os materiais a ser depositados, arrancando seus átomos. Com o auxílio dos magnetrons, esses átomos são depositados sobre um substrato, formando as camadas dos filmes. “Por meio dessa técnica é possível obter filmes com composição química, espessura e morfologia estrutural bem determinada”, explica Thiago Bueno.

deposicao obliqua — Esquema de deposição oblíqua com 5 fontes de sputtering (magnetrons) fazendo um ângulo de 72o entre elas. O ângulo (β) entre a direção de deposição e a normal do filme é estimado em 38o para todas as fontes.

Neste estudo, os cientistas montaram um esquema de deposição oblíqua ao dispor os magnetrons do equipamento fazendo um ângulo de 72^oentre eles e inclinados com relação à amostra, conforme mostra a imagem à direita.Usando esse esquema de deposição oblíqua, os cientistas fabricaram válvulas de spin com camadas ferromagnéticas de até 10nm de espessura, compostas pelas ligas metálicas permalloy(Py) e FeCo, e separadas por uma camada não magnética de rutênio (Ru) de espessura entre 1 nm e 3,5 nm. Os dispositivos foram caracterizados no Departamento de Física da UFMG usando ressonância ferromagnética (FMR), uma técnica extremamente sensível que fornece relevantes informações sobre a magnetização dos materiais.

Após a interpretação dos resultados experimentais, da qual participaram pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica do Chile, os cientistas concluíram que a deposição oblíqua induziu direções de magnetização não paralelas (não colineares) nas camadas ferromagnéticas das válvulas de spin fabricadas. “O ângulo entre os eixos fáceis, aproximadamente igual ao ângulo entre os magnetrons, fora determinado pela geometria de fabricação”, reforça o autor Bueno. “Uma das principais contribuições do nosso trabalho é a demonstração de que é possível se fabricar válvulas de spin onde os eixos de fácil magnetização das camadas ferromagnéticas (Py e FeCo) são não colineares”, resume.

De acordo com o doutorando, que foi o idealizador do projeto, ao iniciar o trabalho os autores já conheciam os efeitos da deposição oblíqua em bicamadas ferromagnética/antiferromagnética. Com este estudo, a equipe deu um passo além e investigou esses efeitos em uma estrutura mais complexa, a válvula de spin.

“Acreditamos que nosso trabalho impulsionará outros pesquisadores a fabricar esses dispositivos buscando novas configurações magnéticas entre as camadas da válvula de spin, além das tradicionalmente usadas”, completa Bueno.

Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Luís Carlos (Universidade de Aveiro, Portugal).

Posted on quinta-feira 28 de agosto de 2014

“Luminescência aplicada à nanomedicina” é o tema de uma das palestras plenárias que a comunidade de pesquisa em Materiais vai poder assistir em nosso XIII Encontro da SBPMat (João Pessoa, 28 de setembro a 2 de outubro). O palestrante será o físico português Luís António Ferreira Martins Dias Carlos, professor titular da Universidade de Aveiro (Portugal), o qual obteve seu Doutorado pela Universidade de Évora (Portugal) em 1995 com um trabalho sobre fotoluminescência de eletrólitos poliméricos incorporando sais de lantanídeos.

Na Universidade de Aveiro, em 2000, Luís Carlos fundou um grupo de pesquisa voltado para híbridos orgânico-inorgânicos funcionais. O grupo estabeleceu uma rede internacional de contatos dedicada a esses materiais híbridos luminescentes, contando com mais de 30 grupos de pesquisa na Europa, China, Japão, Singapura, Brasil e Austrália. Também em Aveiro, desde 2009, Luís Carlos é o vice-diretor do Centro de Investigação em Materiais Cerâmicos e Compósitos (CICECO) , um dos maiores institutos europeus de pesquisa em Materiais e Nanotecnologia.

Ele é membro da Academia das Ciências de Lisboa (seção de Física) desde 2011. Também foi professor visitante da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP) em 1999, 2012 e 2013, e da Universidade de Montpellier 2 (França) em 2008. Além disso, recebeu uma bolsa de “Pesquisador Visitante Especial” do CNPq, através do Programa Ciência em Fronteiras, em 2013.

Ele é coautor de mais de 345 trabalhos em publicações internacionais, 8 artigos de revisão convidados, 5 capítulos de livros e 2 patentes internacionais. Conta com mais 8.000 citações, tendo um índice H de 47. Já apresentou 40 palestras plenárias e convidadas em conferências. Também é o editor associado do Journal of Luminescence.

Segue nossa entrevista com o palestrante.

Boletim da SBPMat: – Existem aplicações de materiais luminescentes em nanomedicina que já estejam no mercado/na sociedade? Por favor, dê alguns exemplos de impacto.

Luís Carlos: – Sim, sem dúvida, existem materiais luminescentes com importantes aplicações em nanomedicina que estão já no mercado. Posso destacar dois exemplos:

– Complexos orgânicos de iões lantanídeos (como, por exemplo, criptatos e β-dicetonatos) são comercializados como agentes de contraste para imagem por ressonância magnética (usando essencialmente Gd³⁺) e como marcadores luminescentes (usando Eu³⁺, Sm³⁺ e Tb³⁺) para fluoroimunoensaios. Fluoroimunoensaio é um método de imunologia para diagnóstico clínico particularmente relevante na triagem neonatal e pré-natal e na detecção de proteínas, vírus, anticorpos, bio marcadores tumorais e resíduos de fármacos. É interessante mencionar neste contexto o trabalho realizado por vários pesquisadores do INCT INAMI (Brasil) na implementação em ambiente hospitalar de um protótipo para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico por fluoroimunoensaio da leishmaniose tegumentar americana, do câncer da próstata (PSA) e da lipoproteína de baixa densidade (LDL) utilizando antígenos recombinantes marcados com complexos de iões lantanídeos (e.g. Eu³⁺, Tb³⁺ e Nd³⁺). O mercado mundial de agentes de contraste e marcadores luminescentes baseados em iões lantanídeos é avaliado em várias centenas de milhões de dólares americanos.

– Nanopartículas luminescentes (“quantum dots”, QDs – ou pontos quânticos, em português -, e nanocristais incorporando iões lantanídeos) têm ganho um protagonismo incrível nos últimos anos graças a importantíssimas aplicações no diagnóstico por imagem óptica e em técnicas de terapia. Estimativas recentes avaliam o mercado mundial de nanopartículas luminescentes na área da saúde em mais de 20 milhões de dólares americanos. Um exemplo a destacar no tratamento de tumores é a hipertermia local. A hipertermia local, também designada como termoterapia local, é um tipo de tratamento em que os tecidos biológicos (geralmente células cancerosas) são expostos a temperaturas superiores a 45°C danificando-os irreversivelmente e provocando a sua morte (as lesões colaterais nos tecidos normais circundantes ao tumor são, em geral, mínimas). Inúmeros ensaios clínicos de hipertermia são realizados actualmente em todo o mundo para melhor compreender e aperfeiçoar a técnica. Por exemplo, a utilização de nanopartículas luminescentes ou magneto-luminescentes (com iões magnéticos como o Ferro ou o Cobalto) vectorizadas para se ligarem a pontos específicos nas células cancerígenas, para permitir, respectivamente, o aquecimento local por absorção de radiação electromagnética e por indução magnética é um novo tipo de hipertermia local. O controlo preciso da temperatura na área de irradiação limitando os efeitos deste aumento de temperatura sobre outras partes do corpo é, ainda, um desafio decisivo para a vulgarização da técnica.

Boletim da SBPMat: – Muito brevemente, quais seriam os principais desafios na área de luminescência aplicada à nanomedicina?

Luís Carlos: – Destaco dois exemplos. A melhoria de técnicas de imagem de diagnóstico e o desenvolvimento de micro/nanotermómetros luminescentes que permitam mapear com uma resolução da ordem do décimo de grau a temperatura intracelular.

Centros emissores na região do infravermelho próximo (e.g. iões lantanídeos como o Nd³⁺ e o Yb³⁺, QDs e corantes orgânicos) têm grandes vantagens relativamente aos emissores na região do visível para aplicações de imagem em nanomedicina. Por exemplo, os tecidos biológicos têm uma menor autofluorescência na janela do infravermelho próximo, permitindo uma melhor discriminação sinal-ruído e melhorando a sensibilidade à detecção. Além disso, os fotões no infravermelho próximo interagem menos com os tecidos biológicos, em comparação com os fotões na região do visível, diminuindo, assim, o risco de perturbar ou danificar os sistemas biológicos que estão a ser observados. Assim, a síntese de novas nanopartículas luminescentes emitindo eficientemente no infravermelho próximo (apresentando, nalguns casos, luminescência persistente, isto é, emissão de luz que se prolonga por minutos, horas ou mesmo dias, após o final da excitação) provocará, sem dúvida, uma revolução na microscopia de fluorescência com o desenvolvimento de técnicas de imagem in vitro e in vivo no infravermelho próximo (cuja radiação penetra mais profundamente nos tecidos biológicos, quando comparada com a luz visível).

O desenvolvimento de micro/nanotermómetros luminescentes que permitam mapear a temperatura intracelular, em particular em células cancerígenas, vai, seguramente, melhorar a percepção que temos actualmente sobre a sua patologia e fisiologia optimizando diagnósticos prematuros e processos terapêuticos (como vimos acima no caso da hipertermia local). Estes termómetros não invasivos serão uma ferramenta decisiva para compreendermos melhor um conjunto de processos celulares que são acompanhados por alterações da temperatura, por exemplo, a divisão celular, a expressão genética, ou alterações na actividade metabólica. Finalmente, o desenvolvimento de nanotermómetros luminescentes na região do infravermelho próximo capazes de sensoriamento térmico e penetrando mais profundamente nos tecidos biológicos abrirá a porta para o sensoriamento térmico e de imagem in vivo (numa primeira fase em pequenos animais).

Boletim da SBPMat: – Na sua própria avaliação, quais são as principais contribuições à Ciência e Engenharia de Materiais que você fez durante sua carreira científica? Por favor, acrescente à resposta uma seleção de 3 ou 4 publicações destacadas da sua autoria.

Luís Carlos: – Normalmente os nossos trabalhos mais recentes têm tendência a parecer-nos os mais importantes…Apesar desta constatação, entendo que as minhas principais contribuições para a Ciência e Engenharia de Materiais estão relacionados com o desenvolvimento de i) materiais híbridos orgânicos-inorgânicos luminescentes, ii) nanotermómetros raciométricos baseados na emissão característica de pares de iões lantanídeos (Eu³⁺/Tb³⁺ e Er³⁺/Yb³⁺) e iii) nanoplataformas combinando nanoaquecedores (partículas metálicas de Ouro ou Prata) e nanotermómetros, que permitem o aumento local da temperatura por irradiação laser e simultaneamente a medida precisa desse mesmo aumento de temperatura. Os quatro trabalhos seguintes ilustram estas contribuições:

1. Full Colour Phosphors From Eu(III)-Based Organosilicates. L. D. Carlos, Y. Messaddeq, H. F. Brito, R. A. Sá Ferreira, V. de Zea Bermudez, S. J. L. Ribeiro, Adv. Mater. 12, 594–598 (2000)

2. Nanoscopic Photoluminescence Memory as a Fingerprint of Complexity in Self-Assembled Alkylene/Siloxane Hybrids. L. D. Carlos, V. de Zea Bermudez, V. S. Amaral, S. C. Nunes, N. J. O. Silva, R. A. Sá Ferreira, J. Rocha, C. V. Santilli, D. Ostrovskii, Adv. Mater. 19 341–348 (2007)

3. A Luminescent Molecular Thermometer for Long-Term Absolute Temperature Measurements at the Nanoscale. C. D. S. Brites, P. P. Lima, N. J. O. Silva, A. Millán, V. S. Amaral, F. Palacio, L. D. Carlos, Adv. Mater. 22, 4499–4504 (2010)

4. All-In-One Optical Heater-Thermometer Nanoplatform Operative From 300 to 2000 K Based on Er³⁺ Emission and Blackbody Radiation. M. L. Debasu, D. Ananias, I. Pastoriza-Santos, L. M. Liz-Marzan, J. Rocha, L. D. Carlos, Adv. Mater. 25, 4868–4874 (2013)

Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Karl Leo (TU Dresden, Alemanha).

Posted on quinta-feira 28 de agosto de 2014

O físico alemão Karl Leo estudou Física na Universidade Albert Ludwig de Friburgo (Alemanha) e obteve o título de “Diplomphysiker” com uma dissertação sobre células solares pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (Alemanha). Em 1988, concluiu seu Doutorado na Universidade de Stuttgart graças à tese apresentada no Instituto Max Planck de Pesquisa em Física do Estado Sólido. Entre 1989 e 1991, conduziu seu pós-doutorado nos Laboratórios AT&T Bell (Estados Unidos). Em 1991, ele entrou para a Universidade RWTH Aachen (Alemanha) como professor assistente e conseguiu sua Habilitação. Em 1993, foi contratado pela Universidade Técnica de Dresden (Alemanha) como professor de Optoeletrônica. No Instituto Fraunhofer para Microssistemas Fotônicos, entre 2001 a 2013, foi chefe de departamento e, na sequência, diretor.

O professor Leo recebeu alguns dos mais prestigiados prêmios alemães na área de ciência, tecnologia e inovação, como o Prêmio Leibniz (2002) e o German Future Prize (2011).

Também é o autor de mais de 550 publicações arbitradas, com mais de 23.000 citações, tendo um índice H = 73 (Google Scholar). Além disso, é (co)inventor de aproximadamente 50 famílias de patentes.

Desde 1999, já cofundou 8 empresas spin-off, como Heliatek e Novaled, as quais empregaram mais de 250 pessoas e geraram mais de 60 Mi € até a atualidade.

karl leo — O prof. Karl Leo segurando um módulo de célula solar orgânica em teste num teto da universidade KAUST, na Arábia Saudita.

Segue nossa entrevista com o plenarista.

Boletim da SBPMat: – Na sua própria avaliação, quais são as suas principais contribuições para a área de Ciência e Engenharia de Materiais? Por favor, considere trabalhos, patentes, empresas derivadas, produtos etc.

Karl Leo: – Eu dediquei a maior parte das últimas décadas a aprimorar semicondutores orgânicos e desenvolver novos conceitos de dispositivos desses materiais. Um exemplo é o desenvolvimento da dopagem eletrônica controlada, que permite condutividades elétricas muito maiores. Como resultado disso, nós conseguimos, por exemplo, produzir diodos orgânicos para emitir luz branca que são mais eficientes do que lâmpadas fluorescentes. Como princípio para um dispositivo, também poderia citar o desenvolvimento de novos transistores verticais, capazes de conduzir correntes muito elevadas, e que, portanto, podem ser usados para alimentar displays de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs, na sigla em inglês).

Boletim da SBPMat: – Poderia nos adiantar o que pretende abordar em sua palestra plenária no XIII Encontro da SBPMat?

Karl Leo: – Vou abordar dispositivos orgânicos de alta eficiência, incluindo tanto OLEDs quanto células solares orgânicas. Também pretendo descrever os desafios na pesquisa em materiais e a importância de novos conceitos de dispositivos.

Boletim da SBPMat: – Poderia escolher algumas das suas principais publicações (por volta de 3 ou 4) sobre os temas da sua palestra plenária para dividi-las com nosso público?

Karl Leo: –

1. Doped Organic Transistors: Inversion and Depletion Regime. Lüssem, B., Tietze, M.L., Kleemann, H., Hoßbach, C., Bartha, J.W., Zakhidov, A. and Leo, K. , Nature Comm. 4, 2775 (2013).

2. Phase-locked coherent modes in a patterned metal-organic microcavity. Brückner, R. Zakhidov, A., Scholz, R., Sudzius, S., Hintschich, S.I., Fröb, H., Lyssenko, V.G. and Leo, K., Nature Photonics 6, 322–326 (2012).

3. White organic light-emitting diodes with fluorescent tube efficiency. Reineke, S.; Lindner, F.; Schwartz, G. et al., Nature 459, 234 (2009).

Boletim da SBPMat: – Fique à vontade para deixar uma mensagem para nossos leitores da comunidade de pesquisa em Materiais.

Karl Leo: – A área de pesquisa em Materiais nunca foi tão empolgante, e, no campo dos semicondutores orgânicos, ainda estamos começando, talvez no mesmo ponto em que estávamos com o silício em 1970…

Oportunidade: pós-doutorado no Center for Research, Technology and Education in Vitreous Materials (CeRTEV), em São Carlos.

Posted on segunda-feira 18 de agosto de 2014

Estamos selecionando candidatos a duas bolsas de pós-doutorado para a realização de pesquisa fundamental ou aplicada no Center for Research, Technology and Education in Vitreous Materials (CeRTEV) em São Carlos, Brasil. O período das bolsas é de dois anos, com início em janeiro de 2015, renovável por mais dois anos, mediante consentimento mútuo.

O CeRTEV resultou de esforço conjunto da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Universidade de São Paulo (USP) e da UNESP, visando a realização de investigação fundamental e aplicada na área de vidros funcionais e vitrocerâmicas. O centro é composto por 14 docentes / pesquisadores, incluindo especialistas em materiais vítreos e técnicas de caracterização estrutural. A investigação focalizará em novos vidros e vitrocerâmicas e estudos da estrutura / cristalização / propriedades (mecânicas, ópticas, elétricas, catalíticas ou biológicas) para aplicações tecnológicas.

Os candidatos devem ter recebido o grau de doutor em Física, Química, Ciência dos Materiais e Engenharia há menos de 5 anos, e ter um interesse genuíno na condução de pesquisa interdisciplinar em um ambiente internacional. Experiência anterior em ciência do vidro, física do estado sólido ou química é vantajosa. As bolsas mensais (não tributáveis) incluem aproximadamente R$ 6.000 mais de 15% de reserva técnica. Por favor, envie a sua candidatura incluindo CV, lista de publicações, uma proposta de pesquisa de 2-3 páginas, e os nomes e endereços de e-mail de duas pessoas capacitadas a dar referências até o dia 15 de Outubro de 2014 ao Prof. Edgar D. Zanotto (dedz@ufscar.br).

Concurso de comunicação/popularização científica para pesquisadores atuantes no Brasil.

Posted on terça-feira 12 de agosto de 2014

Prática frequente na Europa, os “science slams” são ferramentas centrais na popularização da ciência. Apesar de não ser uma tarefa fácil, apresentar uma pesquisa em até 10 minutos para um público de leigos é um exercício formador e… divertido ! Esse é o objetivo do EURAXESS Science Slam Brazil.

Para participar, inscreva-se até o dia 15 de setembro, enviando um vídeo simples de até três minutos, descrevendo como será a sua performance ao vivo. Os autores dos 5 melhores vídeos participarão da final no Rio de Janeiro, com tudo pago. E concorrerão a uma viagem à Europa, onde o vencedor participará de um curso de comunicação científica e poderá visitar uma instituição de pesquisa à escolha.

Ainda dá tempo de participar do concurso em comunicação científica e concorrer a uma viagem à Europa!

Mais informações e inscrições: http://ec.europa.eu/euraxess/index.cfm/links/events/brazil/science_slam/PT

Concurso para professor no Instituto de Física da UFG (Goiânia, GO).

Posted on quarta-feira 6 de agosto de 2014

Estão abertas as inscrições para o concurso público para provimento de cargo de Professor da Carreira do Magistério Superior no IF/UFG em Goiânia/GO.

Período de inscrição: 30/05/2014 a 22/09/2014.

Formação exigida: Graduação em Engenharia Física ou Engenharia de Materiais ou Engenharia Elétrica ou Engenharia Mecânica e Doutorado em Física ou Química ou Engenharias.

Perfil desejado: Formação exigida e atuação comprovada em atividade de pesquisa experimental.

Lista de pontos para as provas escrita e didática:

1. Leis de Newton;
2. Leis da termodinâmica;
3. Equações de Maxwell;
4. Movimento de corpos rígidos;
5. Oscilações em circuitos elétricos;
6. Movimento ondulatório e interferência;
7. Estrutura de sólidos;
8. Oscilações forçadas e ressonância;
9. Condutividade elétrica em sólidos;
10. Transporte de calor;
11. Transporte de massa.

Edital e outras informações:
http://sistemas.ufg.br/CONCURSOS_WEB/informacoes/concurso/cd_concurso/1341
http://sistemas.ufg.br/CONCURSOS_WEB/

Boletim SBPMat – edição 23 – julho 2014.

Posted on segunda-feira 4 de agosto de 2014

Edição nº 23 – Julho de 2014

Saudações, .

XIII Encontro da SBPMat: João Pessoa – 28/9 a 2/10

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– Já fez sua inscrição? Aproveite os descontos até 15/08. Aqui.

– Se você é estudante e submeteu um resumo que foi aprovado, pode enviar o resumo estendido para se candidatar ao Prêmio Bernhard Gross. Aqui.

– Opções de hospedagem? Aqui tem algumas.

– 23 empresas e instituições já escolheram participar como expositores em nosso Encontro. Se a sua organização também deseja fazer parte, entre em contato com rose@metallum.com.br.

Entrevistas com plenaristas

Entrevistamos o cientista francês Jean-Marie Dubois, especialista em quasicristais (estruturas ordenadas mas não periódicas de materiais sólidos) e pioneiro no patenteamento de aplicações dos quasicristais. Ele nos contou um pouco quais são suas principais contribuições à área de Materiais e adiantou o tema da sua plenária, na qual falará sobre essa ordem não periódica que está presente em ligas metálicas, polímeros, óxidos e nanoestruturas artificiais e que gera propriedades sem precedentes. Na foto, Jean-Marie Dubois (esquerda) e Dan Shechtman, quem recebeu um Prêmio Nobel em 2011 pelos quasicristais, usando gravatas iguais, decoradas com um mosaico de Penrose – um exemplo típico de aperiodicidade. Veja nossa entrevista com Jean-Marie Dubois (traduzida ao português).

Também entrevistamos o químico italiano Roberto Dovesi, um dos criadores de CRYSTAL, ferramenta computacional para cálculos quânticos ab initio usados no estudo de diversas propriedades de materiais sólidos. O código CRYSTAL hoje é utilizado em mais de 350 laboratórios no mundo. Na sua palestra plenária, Dovesi tentará demonstrar que, atualmente, simulações quânticas podem ser ferramentas muito úteis para complementar os experimentos. Veja nossa entrevista com Roberto Dovesi (traduzida ao português).

Artigo em destaque

Um grupo de cientistas, coordenado por pesquisadores do Brasil, utilizou um microscópio de feixe de íons de hélio focalizados (HIM), localizado no “Vale do Silício”, nos Estados Unidos, para gravar padrões periódicos nanométricos em folhas de grafeno, dando um uso inovador a esse instrumento. A técnica, rápida, simples e precisa, poderia ser usada na indústria de eletrônicos para fabricar dispositivos semicondutores de grafeno, os quais poderiam substituir dispositivos de silício. O primeiro autor do artigo publicado na Applied Physics Letters nos contou a história do trabalho e anunciou que, proximamente, o Brasil terá seu primeiro HIM, no Inmetro.

Veja a matéria de divulgação que preparamos para esta edição.

Você pode sugerir artigos da área de Materiais com significativa participação brasileira publicados em periódicos com alto fator de impacto para ser divulgados na seção “Artigo em destaque” do boletim: comunicacao@sbpmat.org.br.

Dicas de leitura

Divulgação científica de artigos publicados em periódicos de alto fator de impacto

– Material ultraleve formado por microestruturas poliméricas, metálicas ou cerâmicas, produzido em impressora 3D (divulgação de paper da Science). Aqui.

– Atrito em nanoescala: enquanto os nanotubos de carbono são superlubrificantes, os de nitreto de boro têm alto atrito (divulgação de paper da Nature Materials). Aqui.

– Novo método para produção de células solares de perovskita de bom custo e eficiência (divulgação de paper da Nature Materials). Aqui.

– Cientistas propõem modelo de estrutura de fulerenos e dão mais um passo rumo a suas aplicações em biomedicina (divulgação de paper da Chemical Science). Aqui.

Novidades dos INCTs (Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia do CNPq) sobre Materiais

– Chips construídos em 3 dimensões podem ser mais velozes e econômicos. Aqui.

No mercado, ou quase

– Produtos para higiene bucal com nanoestruturas de prata incorporadas: a tecnologia, desenvolvida no Brasil, evita 99% de bactérias e fungos. Aqui.

– Disponível para licenciamento: bionanocompósito para enxerto ósseo testado in vitro e in vivo, desenvolvido no Brasil. Aqui.

– Patente para licenciar: filtro de fosfato de césio com nanotubos funcionalizados, muito eficiente para metais pesados. Aqui.

Resenhas
– Novo livro sobre nanocompósitos poliméricos “amigos do meio ambiente” (tipos, processos e propriedades). Aqui.

Oportunidades

– Concurso para professor na USP (Depto. de Física dos Materiais e Mecânica – Instituto de Física). Aqui.– Chamada de propostas de pesquisa científica, tecológica ou para inovação, colaborativa entre São Paulo e Portugal. Aqui.

Próximos eventos da área

– 2º Workshop Adesão Microbiana e Superfícies. Aqui.– 13th European Vacuum Conference + 7th European Topical Conference on Hard Coatings + 9th Iberian Vacuum Meeting. Aqui.– 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.

– XIII Encontro da SBPMat. Aqui.

– International Symposium on Crystallography – 100 years of History. Aqui.

– Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica (CBEB). Aqui.

– MM&FGM 2014 – 13th International Symposium on Multiscale, Multifunctional and Functionally Graded Materials. Aqui.

– X Brazilian Symposium on Glass and Related Materials (X-BraSGlass). Aqui.

Para divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.

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Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Roberto Dovesi (Universita’ degli Studi di Torino, Itália).

Posted on quinta-feira 31 de julho de 2014

O químico italiano Roberto Dovesi, professor titular da Universitá degli Studi di Torino, onde ele chefia o Grupo de Química Teórica, proferirá uma das palestras plenárias em nosso XIII Encontro da SBPMat. Dovesi falará sobre os cálculos teóricos aplicados aos materiais.

O foco da sua atividade científica é abordar, do ponto de vista da Mecânica Quântica, a Química e Física do Estado Sólido, a Ciência de Materiais e a Ciência de Superfícies. Em particular, sua atividade primária é a implementação de programas de computador ab initio para o estudo da estrutura eletrônica de compostos periódicos.

Dovesi é um dos criadores de CRYSTAL, uma ferramenta computacional para a caracterização de sólidos cristalinos. O projeto CRYSTAL foi iniciado em 1976, e envolveu (e ainda envolve) um grande número de colaboradores de muitos países. A primeira versão do software foi lançada em 1988. Depois vieram mais seis versões. CRYSTAL é hoje um programa licenciado usado em mais de 350 laboratórios no mundo. Nos últimos cinco anos, mais de 30 estudantes de doutorado e pós-doutorado de países europeus visitaram o Grupo de Química Teórica de Torino para serem apresentados aos aspectos formais e ao uso do código CRYSTAL.

Cada ano, o grupo de Dovesi organiza eventos internacionais sobre simulação de sólidos na abordagem da Mecânica Quântica. Um deles foi realizado em 2012 no Brasil. Neste ano quatro cursos foram organizados em Perth (Austrália), Jahnsi (India), Regensburg (Alemanha) e Londres (Inglaterra).

Roberto Dovesi é autor de mais de 250 artigos publicados em periódicos internacionais e de um livro (com Cesare Pisani e Carla Roetti) publicado pela editora Springer em 1989. Desde 1985, ele recebeu mais de 7.000 citações. Seu índice h é de 51.

Segue nossa entrevista com o plenarista.

Boletim da SBPMat: – Compartilhe conosco, muito brevemente, a história do desenvolvimento de CRYSTAL desde a primeira ideia até a comercialização.

Roberto Dovesi:- Em 1970 Cesare Pisani, Carla Roetti e eu decidimos explorar as possibilidades da simulação como um complemento aos experimentos no estudo de sólidos cristalinos.

Nós começamos a desenvolver pequenos códigos baseados na analogia com os códigos que estavam aparecendo na literatura produzida principalmente pelas universidades dos Estados Unidos. Em 1976 nós começamos a implementar códigos para cálculos quânticos ab initio para sólidos, usando ferramentas e metodologias que eram comuns para a comunidade de Química Teórica (em oposto à comunidade de Estado Sólido). Foram 4 anos de estudo muito duro e codificação para se chegar a um primeiro resultado preliminar, a estrutura de bandas do grafite e sua energia total. Oito anos depois, em 1988, CRYSTAL estava maduro o suficiente para ser publicamente distribuído pelo Programa de Intercâmbio de Química Quântica (QCPE, na sigla em inglês). O CRYSTAL foi o primeiro código periódico distribuído publicamente para a comunidade científica.

Nesse meio tempo muitos novos colaboradores de diversos países se juntaram ao grupo (eu gostaria de mencionar ao menos um deles, Vic Saunders, do Daresbury Laboratory, no Reino Unido). Nos anos seguintes diversas novas edições foram distribuídas (1992, 95, 98, 2003, 2006, 2009, 2014), cada uma correspondente às generalizações e extensões do código em diversas direções. A última edição (CRY14) foi distribuída em mais de 200 laboratórios em menos de um ano.

palestra dovesi — Espectro Raman do piropo.

Boletim da SBPMat: – Por favor, explique para um público amplo o que pode ser feito com o CRYSTAL no campo de Ciência e Engenharia de Materiais.

Roberto Dovesi:- O CRYSTAL pode ser usado para estudar muitas propriedades de estado fundamental de sistemas periódicos em 1 dimensão (nanotubos, polímeros), 2 dimensões (monocamadas, lâminas) e 3 dimensões (cristais); soluções sólidas, moléculas e aglomerados podem ser investigados também. Hartree-Fock e DFT de diversos tipos são os Hamiltonianos disponíveis. Um conjunto muito grande de propriedades pode ser estudado, a lista pode ser encontrada em www.crystal.unito.it. Uma lista curta inclui propriedades elásticas, piezoelétricas, fotoelásticas, dielétricas, polarizabilidade e tensores de hiperpolarizabilidade, espectro IR e RAMAN, estrutura de bandas eletrônicas e fonônicas.

Boletim da SBPMat: – Escolha algumas de suas principais publicações (3 ou 4) para compartilhá-las com nossos leitores.

Roberto Dovesi:-

1. Raman Spectrum of Pyrope Garnet. A Quantum Mechanical Simulation of Frequencies, Intensities, and Isotope Shifts. Lorenzo Maschio, Bernard Kirtman, Simone Salustro, Claudio M. Zicovich-Wilson, Roberto Orlando and Roberto Dovesi. J. Phys. Chem. A, 2013, 117 (45), pp 11464–11471.

2. Structural, electronic and energetic properties of giant icosahedral fullerenes up to C6000: insights from an ab initiohybrid DFT study. Yves Noel, Marco De La Pierre, Claudio Marcelo Zicovich Wilson, Roberto Orlando, Roberto Dovesi. Phys Chem Chem Phys. 2014, Jun 11; 16(26):13390-401.

3. Symmetry and random sampling of symmetry independent configurations for the simulation of disordered solids. Philippe D’Arco, Sami Mustapha, Matteo Ferrabone, Yves Noël, Marco De La Pierre, Roberto Dovesi. J Phys Condens Matter. 2013 Sep 4; 25(35): 355401.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos o que você pretende abordar em sua palestra no XIII Encontro da SBPMat.

Roberto Dovesi:- Eu tentarei demonstrar que atualmente simulações quânticas podem ser ferramentas úteis para complementar os experimentos. O custo menor do hardware e a disponibilidade de códigos computacionais poderosos, precisos e gerais permite executar simulações também para não especialistas. Eu demonstrarei que o número de propriedades disponíveis torna a simulação muito interessante.

Artigo em destaque: Folhas de grafeno gravadas com íons de hélio.

Posted on terça-feira 29 de julho de 2014

O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:

Archanjo, B.S.; Fragneaud, B.; Cancado, L.G.; Winston, D.; Miao, F.; Achete, C.A.; Medeiros-Ribeiro, G. Graphene nanoribbon superlattices fabricated via He ion lithography. Appl. Phys. Lett. 104, 193114 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4878407.

Artigo de divulgação

Folhas de grafeno gravadas com íons de hélio

Em um trabalho coordenado por pesquisadores do Brasil e recentemente publicado na Applied Physics Letters (APL), cientistas gravaram, em cima de folhas de grafeno, padrões periódicos de tamanho nano, utilizando um método novo para essa aplicação, a litografia por feixe de íons de hélio focalizados.

A equipe de cientistas envolvida no trabalho se valeu de um microscópio HIM, do inglês helium ion microscope, para bombardear o grafeno com esses íons e, dessa maneira, gravar linhas paralelas de 1mm de comprimento e apenas 5 nm de largura, definindo, entre elas, fitas de 20 nm de largura (nanofitas).

Além de ser rápido e simples, o método se revelou muito preciso: gerou defeitos pontuais menores do que outras técnicas similares e preservou significativamente a estrutura atómica das nanofitas definidas.

O novo método amplia as possibilidades de aplicação do grafeno, que, vale lembrar, é um material plano (de apenas um átomo de altura) formado por átomos de carbono densamente compactados, e que se destaca por poder ser utilizado em escala nano e por sua altíssima resistência, ótima condução da eletricidade e do calor, transparência e flexibilidade, entre outras propriedades.

“A escrita direta em grafeno, utilizando o feixe de íons focalizados, permite a fabricação rápida de diferentes dipositivos”, diz Braulio Archanjo, pesquisador do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e primeiro autor do artigo da APL. Como exemplo, Archanjo cita a possibilidade de fabricar em grafeno puro, num futuro próximo, as chamadas “junções PN”, estruturas atualmente fabricadas basicamente em silício, as quais compõem dispositivos semicondutores, como díodos e transistores, amplamente usados na produção de eletrônicos.

grafeno superestrutura — Imagem topográfica (em 3 dimensões) da superfície do grafeno sobre SiO2, coletada em um microscópio de força atômica.

A história do trabalho

No contexto de trabalhos sobre metrologia do grafeno realizados nos últimos anos no Inmetro, relata Archanjo, surgiu a ideia de se fabricar, de maneira controlada, padrões periódicos de “defeitos”, como as linhas paralelas do trabalho da APL. Em 2012, uma equipe do Inmetro, em colaboração com pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), publicou um trabalho sobre padrões periódicos gravados em grafeno utilizando um feixe de íons de gálio por meio de um equipamento de FIB, do inglês focused ion beam.

Posteriormente, em uma reunião de Archanjo com os professores Carlos Achete, ligado à Universidade Federal do Rio de Janerio (UFRJ) e ao Inmetro, e Gilberto Medeiros, ligado à UFMG e ao laboratório de pesquisa e desenvolvimento da Hewlett-Packard (HP Labs), foi planejado um segundo trabalho em que se usaria, em vez do equipamento de FIB, um HIM, cuja resolução é até dez vezes superior, mas que não existe ainda em território brasileiro.

Então, Archanjo passou três semanas no Vale do Silício, nos Estados Unidos, utilizando o HIM do HP Labs para fazer litografia em amostras de grafeno produzidas no Inmetro. “Juntamos a expertise que temos aqui a respeito de defeitos em grafeno, com a expertise dos pesquisadores do HP Labs em utilizar um microscópio de feixe de íons de hélio focalizado”, resume o pesquisador do Inmetro.

Quando ele voltou ao Brasil com várias amostras de grafeno com padrões periódicos gravados, a equipe deu início ao estudo dessas amostras por microscopia de força atômica e espectroscopia Raman, desenvolvido no próprio Inmetro. “Esta etapa do trabalho foi realizada juntamente com os professores Benjamin Fragneaud, da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e Luiz Gustavo Cançado, da UFMG”, conta Archanjo.

HIM: proximamente no Brasil

No primeiro semestre de 2015, anuncia Archanjo, o Brasil deve ter seu primeiro microscópio de íons de hélio. “A experiência que ganhamos realizando o estudo no HP Labs nos permitirá instalá-lo e utilizá-lo”, diz o pesquisador. O equipamento estará disponível para os pesquisadores brasileiros interessados em utilizá-lo dentro do Núcleo de Laboratórios Multiusuário de Microscopia do Inmetro.

Feito no Brasil: incorporação de nanoestruturas de prata em produtos de higiene bucal elimina 99% das bactérias e fungos.

Posted on segunda-feira 28 de julho de 2014

produtos nanox 2 — Crédito: Divulgação/CDMF

Pesquisa de incorporação da prata com propriedades bactericidas em superfícies desenvolvida pelo CDMF, um dos CEPIDs da FAPESP, é aplicada em escovas de dente.

A OralGift, empresa com 12 anos de experiência na área de higiene bucal, em parceria com o Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), e a NANOX Tecnologia, lançou uma nova linha de produtos com a tecnologia NanoxClean. Fabricados com nanoestruturas de prata incorporadas à matéria prima, os produtos têm uma superfície protegida da ação de microrganismos e bactérias.

Os pesquisadores responsáveis pelo trabalho explicam que os ambientes úmidos, especialmente os banheiros, apresentam uma grande quantidade de bactérias e fungos. Quando as escovas de dente são deixadas expostas, a possibilidade de contaminação é alta.

A tecnologia de incorporação de nanoestruturas de prata elimina 99% das bactérias e fungos que se acumulam na porta e suporte de escovas de dente, estojos que são utilizados para guardar essas escovas e nos higienizadores de língua.

O diretor do CDMF, professor Elson Longo, explica a importância da parceria entre o desenvolvimento em pesquisa na universidade com a inovação em escala industrial das empresas. “A Nanox é uma empresa de primeiro mundo em inovação e com alta tecnologia. Ela desenvolve produtos baseados em nanotecnologia, principalmente na área da saúde. Esta inovação lançada no mercado é mais um exemplo de criatividade na transformação do conhecimento em riqueza para o país”.

Sobre o CDMF

O Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiados pela FAPESP, e o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN/CNPq), com participação da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Universidade de São Paulo (USP) e do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen). Perfil no Facebook: https://www.facebook.com/INCTMNCMDMC

NANOX

A NANOX Tecnologia tem sede em São Carlos e nasceu de um projeto desenvolvido por três jovens estudantes da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). O trabalho foi aperfeiçoado durante a pós-graduação no Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus Araraquara.

A empresa foi uma das primeiras no setor de nanotecnologia do Brasil e hoje é considerada a maior da área no país, sendo a primeira empresa nacional a exportar nanotecnologia.

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Fonte da notícia

Fernanda Vilela – Assessora de Comunicação do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF).
(16) 9 8178-2748
(16) 3351-8214
fernandavilela@liec.ufscar.br