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O professor titular do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da UFSCar, Edgar Dutra Zanotto, um dos fundadores da SBPMat, foi condecorado pela American Ceramic Society (ACerS) com o título de “Global Ambassador“. A ACerS é uma das mais importantes e tradicionais sociedades científicas na área de Ciência e Engenharia de Materiais e completará o seu centenário no próximo ano. O título de “Global Ambassador” reconhece pesquisadores que demonstram liderança e serviço excepcional em prol da comunidade mundial de pesquisa em cerâmica e vidro.
Na ocasião da cerimônia, realizada em Pittsburg (EUA), em outubro deste ano, Zanotto ministrou a prestigiosa palestra “Cooper Lecture” sobre o tema “The ultimate fate of glass“.
Um resumo sobre o assunto principal da palestra pode ser visto num vídeo de 3 minutos: Glass transition, a theatrical version.
Prezados Sócios da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat)
Entramos em contato novamente para lembrar da eleição para a Diretoria Executiva e o Conselho Deliberativo da SBPMat. O calendário está estabelecido conforme quadro abaixo.
A Comissão Eleitoral estimula aos sócios da SBPMat, interessados em participar do pleito, a apresentar inscrições das chapas para a Diretoria e/ou declarar interesse para vagas junto ao Conselho Deliberativo até o dia 22/12/2017.
Cordialmente
Comissão Eleitoral
Laura O. Péres,
Cicero R. Cena
Marco Cremona
Cada chapa candidata à Diretoria Executiva deverá conter 7 (sete) nomes para os seguintes cargos:
– Presidente
– Diretor de Administração, Finanças e Patrimônio
– Cinco Diretores Científicos
O calendário para a eleição é:
| Data Inicial | Data Final | Procedimento | |
| Prazo para regularização da situação dos sócios | 11/12/2017 | Através do portal da SBPMat
www.sbpmat.org.br |
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| Inscrição Chapas para Diretoria | De 14/12/2017 | Até 22/12/2017 | Somente pelo email
eleicoes2017@sbpmat.org.br |
| Homologação das inscrições das Chapas | Até 29/12/2017 | Conselho da SBPMat | |
| Divulgação dos planos de ação das chapas à Diretoria | 29/12/2017 | Através do portal da SBPMat e por email www.sbpmat.org.br | |
| Divulgação da lista de candidatos ao Conselho que declararam interesse | 29/12/2017 | Através do portal da SBPMat e por email www.sbpmat.org.br | |
| Eleição | 05/01/2018 | 26/01/2018 | Através do portal da SBPMat www.sbpmat.org.br |
| Divulgação dos resultados | 30/01/2018 | Através do portal da SBPMat e por email www.sbpmat.org.br |
A Comissão também informa que serão eleitos os seguintes Conselheiros:
1 (um) Conselheiro Titular e seu Conselheiro Suplente (o primeiro e o segundo nomes mais votados)
3 (três) Conselheiros Suplentes (do terceiro ao quinto nomes mais votados).
Os três Conselheiros Suplentes, respeitando a ordem de classificação eleitoral, serão os suplentes dos atuais Conselheiros Titulares, com mandato de 2018 a 2022.
Todos os sócios em situação regular poderão ser votados para o Conselho Deliberativo. A Comissão Eleitoral se encarregará de divulgar a lista de sócios com interesse a serem candidatos ao Conselho.
Os sócios em situação regular poderão votar em uma das chapas candidatas à Diretoria e em até 5 (cinco) nomes para eleger o Conselheiro Titular e os Suplentes.
ESCLARECIMENTOS:
– Todos os sócios que pagaram a anuidade de 2017 ou que participaram do XVI Encontro e que fizeram a opção por associar-se a SBPMat são considerados sócios em situação regular poderão ser votados para o Conselho e votar na eleição.

Quatro sócios da SBPMat fizeram parte do seleto grupo de cerca de 30 jovens pesquisadores de diversos países que participou de dois eventos realizados na cidade de Estrasburgo (França), junto a outros 60 participantes. O grande assunto de ambos os eventos foi a inovação em materiais visando a uma sociedade sustentável e a uma economia global circular (ou seja, baseada na redução, reutilização, recuperação e reciclagem de materiais e/ou energia). Os eventos foram organizados por várias sociedades de pesquisa em Materiais do mundo, a União Internacional de Sociedades de Pesquisa em Materiais (IUMRS) e outras entidades, com apoio da UNESCO.
Os bolsistas de pós-doutorado Eduardo Guilherme Cividini Neiva (atualmente professor em tempo integral na FURB e ex-pós-doc na UFPR), Gisele Amaral-Labat (USP), Kassio Papi Silva Zanoni (IFSC-USP) e Sedeyeh Parinaz Akhlaghi (UNICAMP) foram os jovens sócios da SBPMat que participaram dos eventos. Os quatro pós-docs foram selecionados dentre 20 candidatos no contexto do Prêmio para Jovens Pesquisadores da SBPMat. Eles ganharam o direito de participarem dos eventos (que não são abertos ao público) e as despesas de estadia. O prêmio foi realizado em parceria com a Sociedade Europeia de Pesquisa em Materiais (E-MRS).
O primeiro dos eventos foi o “Fórum para a Nova Geração de Pesquisadores 2017” (Forum for the Next Generation of Researchers 2017), ocorrido durante os dias 18 e 19 de novembro deste ano na sede do Centro Europeu da Juventude. O fórum reuniu diferentes gerações de pesquisadores em torno de temas de ciência e tecnologia para um mundo sustentável. O evento incluiu palestras de cientistas seniores, apresentação dos pôsteres dos jovens pesquisadores participantes e discussões entre todos. Além disso, todos os jovens cientistas participaram da elaboração de um relatório que foi apresentado no final do evento.
Na sequência, nos dias 20 e 21 na sede do Conselho da Europa, foi realizada a “6ª Reunião da Cúpula Mundial de Materiais” (6th World Materials Summit), na qual o assunto da inovação em materiais para a sustentabilidade e para a economia circular foi discutido por meio de palestras de cientistas de diversos países e mesas redondas.
De acordo com Kassio Zanoni, as discussões dos dois eventos mostraram uma visão acadêmica, política, social e ambiental acerca de temas ligados à sustentabilidade, bem como as perspectivas da pesquisa em Materiais nesse contexto. De acordo com os participantes da SBPMat, alguns dos temas abordados foram a conversão, armazenamento e distribuição de energia (solar, por exemplo); produção de baterias mais eficientes e menos poluentes; captura e reaproveitamento de dióxido de carbono; reciclagem de materiais; entre muitos outros.
O presidente da SBPMat, Osvaldo Novais de Oliveira Jr, professor do IFSC-USP, representou a SBMat no comitê internacional da cúpula e proferiu uma palestra sobre nanomateriais e suas aplicações no fórum.
Veja nossa entrevista com os jovens sócios da SBPMat que participaram dos eventos.
Boletim da SBPMat: – Falem um pouquinho sobre o trabalho que vocês apresentaram no “Fórum para a Nova Geração de Pesquisadores 2017”.
Eduardo Neiva: – Apresentei pôster referente ao meu trabalho de pós-doutorado, cujo tema envolveu a aplicação de nanocompósitos com grafeno na construção de dispositivos de armazenamento de energia.
Gisele Amaral-Labat: – A minha exposição em painel consistiu nas atividades que estão sendo desenvolvidas atualmente no meu pós-doutorado. O trabalho se baseia na utilização do resíduo da indústria de papel e celulose, o licor negro bruto, na síntese de espumas porosas de carbono em presença de níquel, para aplicação em células de combustível a etanol direto. A forma de síntese utilizada gera um produto com uma maior quantidade de resíduos além de um baixo custo frente aos eletrocatalisadores utilizados no mercado atual.
Kassio Zanoni: – Apresentei um pôster do trabalho que venho desenvolvendo durante o pós-doc, sobre maneiras e conceitos químicos para conversão de energia e sustentabilidade.
Parinaz Akhlaghi: – Apresentei meu trabalho de pós-doutorado (referente aos anos 2015-2017) na UNICAMP (Instituto de Química), no qual ainda trabalho, bem como parte do trabalho desenvolvido durante meu doutorado (2010-2014) na University of Waterloo (Depto. de Engenharia Química), no formato de um pôster intitulado “Preparation and Characterization of Novel Nanomaterials for Biomedical Applications”.
Boletim da SBPMat: – De que maneira a participação nestes eventos contribuiu para a formação de vocês?
Eduardo Neiva: – Diferentemente de outros eventos, tive a oportunidade de participar de discussões envolvendo temas de importância global. A participação nesse evento também resultará em futuras parcerias internacionais e nacionais, onde já no evento eu e a participante Gisele idealizamos projetos a serem desenvolvidos num futuro próximo.
Gisele Amaral-Labat: – Indubitavelmente, a participação nestes eventos foi de grande importância para a minha formação acadêmica, primeiramente devido ao tipo de evento, no qual um tema em comum é discutido por duas comunidades distintas, acadêmica e empresarial, permitindo conhecer as diferentes visões globais do assunto. Em segundo lugar porque gerou a possibilidade de colaboração com outros centros de pesquisas, incluindo pesquisadores jovens e seniores, nacionais e internacionais. Ademais, o evento possibilitou o conhecimento do trabalho dos outros jovens brasileiros e uma possível colaboração com o profissional Eduardo Guilherme Cividini Neiva está em andamento. O objetivo é sintetizar materiais sustentáveis de carbono para aplicação na área de estocagem de energia aproveitando as expertises dos dois profissionais.
Kassio Zanoni: – O evento propiciou encontros entre vários pesquisadores, aumentando nossas redes de colaborações. Foi muito interessante ouvir as distintas visões e trouxe muito crescimento profissional. Com certeza, foi muito produtivo, talvez o congresso mais produtivo do qual já participei.
Parinaz Akhlaghi: – Acredito que minha participação nestes eventos foi uma das experiências mais gratificantes e de maior influência em minha carreira como pesquisadora e como ser humano. Fui afetada de uma maneira extremamente positiva estando na presença de jovens pesquisadores como eu, bem como cientistas experientes, moldando minha visão de mundo (e meu futuro), minhas ambições e desejos na carreira acadêmica. Estar na presença de cientistas que admiro há muito tempo e poder dialogar com os mesmos foi muito frutífero em diversos aspectos. Todas as discussões foram profundas, apaixonantes e motivadores. Com certeza foi uma experiência compartilhada por outros jovens cientistas.
Boletim da SBPMat: – O que chamou mais a atenção de vocês nos eventos?
Eduardo Neiva: – O contato direto e prolongado com pesquisadores renomados.
Gisele Amaral-Labat: – Fiquei encantada com a receptividade dos pesquisadores seniores pelos jovens pesquisadores. Ademais, o evento mostrou uma relevante multidisciplinariedade dos profissionais e dos trabalhos apresentados.
Kassio Zanoni: – As distintas visões sobre um mesmo tema, que variam muito entre países distintos.
Parinaz Akhlaghi: – O que a princípio poderia ser um entrave, logo se mostrou algo extremamente prazeroso. Apesar da diferença de idade entre os principais cientistas (alguns acima de 70 anos) e os jovens pesquisadores (alguns com 25 anos de idade), a troca de informações fluiu naturalmente. De ambos os lados havia paixão ao falar sobre ciências (como um todo), assim como novos caminhos e alternativas para um futuro mais esperançoso e melhor.



Com esta mensagem de Ano Novo, saúdo toda a comunidade da SBPMat, no Brasil e no exterior.
O ano de 2017 foi especialmente difícil para o setor de ciência, tecnologia e inovação no Brasil, e a SBPMat se alinhou a outras sociedades científicas ao ecoar vozes que clamam por políticas mais responsáveis por parte dos governos em nosso setor. Tem sido uma batalha difícil convencer dirigentes da importância crescente de investimentos em pesquisa, posto que a sociedade depende cada vez mais de conhecimento para atingir um desenvolvimento sustentável. Para um país com tamanha desigualdade social, como o Brasil, não há caminho alternativo à criação e incorporação de tecnologias para melhorar a vida da população. Precisamos todos nos juntar e repetir o lema defendido por muitos de nossos colegas: “Ciência não é gasto. É investimento!”.
A despeito das dificuldades, a comunidade científica brasileira tem mostrado resiliência notável. Para a SBPMat, por exemplo, 2017 foi marcado por um excelente Encontro em Gramado, cujo nível científico se equipara aos melhores congressos internacionais em ciência e engenharia de materiais. O Encontro foi também uma oportunidade ímpar para reunir pesquisadores da América Latina, além de outros continentes, como parte do esforço da SBPMat de se posicionar no cenário internacional. Neste aspecto, talvez o maior destaque do ano tenha sido a participação de pós-doutorandos brasileiros no Fórum para Jovens Pesquisadores em Estrasburgo, França, organizado pela Sociedade Europeia de Pesquisa em Materiais (E-MRS) e pela União Internacional de Sociedades de Pesquisa em Materiais (IUMRS). Esses pós-doutorandos foram selecionados num concorrido concurso nacional.
É sempre gratificante acompanhar ao longo do ano, nos Boletins da SBPMat, algumas das conquistas e contribuições de pesquisadores brasileiros em áreas diversas de materiais. Em 2017, muito se fez no Brasil, numa demonstração da pujança de nossa comunidade.
Finalizo agradecendo à comunidade da SBPMat, desejando saúde e sucesso em 2018, na expectativa de encontrar muitos de vocês em Natal (RN), de 16 a 20 de setembro, para o nosso próximo Encontro.
Professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Presidente da SBPMAT
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O Brasil, além de possuir uma das maiores reservas do mundo de minérios com elementos lantanídeos, também ocupa um lugar de destaque na pesquisa sobre esses elementos e seus compostos, que têm grande aplicabilidade em áreas estratégicas como energia, saúde e catálise, entre muitas outras.
Um dos cientistas brasileiros mais proeminentes nesse campo de pesquisa é o pernambucano Oscar Manoel Loureiro Malta, 63 anos, professor titular do Departamento de Química Fundamental da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Ao longo de quatro décadas, Malta fez importantes contribuições à pesquisa em lantanídeos, tanto no entendimento de suas propriedades quanto no desenvolvimento de aplicações.
Nascido em Recife, Malta definiu seu interesse pela ciência durante o ensino secundário. Em 1974, iniciou o curso de Engenharia Química na UFPE e de licenciatura em Física na Universidade Católica de Pernambuco. Ao concluir a licenciatura, abandonou o curso de Química para ingressar no mestrado em Física da UFPE. Ali desenvolveu um trabalho de pesquisa sobre espectroscopia de compostos com lantanídeos, orientado pelo professor Gilberto Fernandes de Sá. Em dezembro de 1977, obteve o diploma de mestre. Continuou seus estudos em espectroscopia de lantanídeos no seu doutorado na Universidade de Paris VI (França), também conhecida como Université Pierre et Marie Curie, orientado pelo professor Yves Jeannin. Obteve o título de doutor em março de 1981. Retornou, então, a Recife, onde, no mesmo ano, tornou-se professor da UFPE. Em 1986, voltou à França por um ano como pesquisador visitante no grupo do Paul Caro, cientista mundialmente renomado na área de lantanídeos, ligado ao Centro Nacional da Pesquisa Científica (CNRS).
Oscar Malta foi professor visitante em diversas instituições do mundo: Universidade de Wroclaw (Polônia) em 2015; Universidade de Aveiro (Portugal) em 2005; Universidade Industrial de Santander (Colômbia) no ano 2000; Universidade de São Paulo, USP, em 1995, 1996 e 1999, e Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Neto, UNESP, em 1994-95 e 1998.
Na UFPE, participou da criação e consolidação do Departamento de Química Fundamental, no qual atuou como chefe de departamento (1987-89) e coordenador de pós-graduação (1991-93 e 1999-2001). Além disso, o cientista foi coordenador de duas redes nacionais de pesquisa: a Rede Nacional de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces, RENAMI (2001 – 2009), e o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Marcadores Integrados, INAMI (2009-2015).
Malta tem sido distinguido com uma série de reconhecimentos à sua trajetória científica. Em 15 de novembro passado, recebeu o diploma de doctor honoris causa da Universidade de Wroctaw, importante instituição da Polônia da qual surgiram, por exemplo, nove laureados com o Prêmio Nobel. Em 2016, uma edição especial do Journal of Luminescence (editora Elsevier) sobre espectroscopia de lantanídeos foi dedicada ao pesquisador pernambucano (https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2015.11.024). Em 2015, Malta recebeu o Prêmio Ricardo Ferreira ao Mérito Científico, recém-criado pela Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco, Facepe. Em 2014, ganhou um reconhecimento ao mérito científico da Associação Brasileira de Química, a Medalha Professor Paulo José Duarte. Em 2003, foi nomeado membro titular da Academia Brasileira de Ciências, ABC.
Neste ano de 2017, Malta foi chairman da International Conference on Luminescence (ICL), a qual, depois de dezessete edições realizadas no hemisfério norte, foi sediada em João Pessoa.
Bolsista de produtividade em pesquisa 1A do CNPq, Oscar Malta é autor de cerca de 180 artigos publicados em periódicos internacionais, que contam com cerca de 7.000 citações na Web of Science. O cientista possui um índice H de 42.
Veja nossa entrevista com Oscar Manoel Loureiro Malta.
Boletim da SBPMat: – Na sua própria avaliação, quais são as suas principais contribuições à área de Materiais e por que as considera mais relevantes?
Oscar Malta: – Desde a época do mestrado, iniciado em 1977, meus trabalhos estão nas áreas da química teórica, teoria do campo ligante, intensidades espectrais 4f-4f, transferência de energia não radiativa, em particular, transferência de energia intramolecular em compostos de coordenação com íons lantanídeos cuja teoria desenvolvi entre 1996 e 1998 e continuo trabalhando com ela até hoje, assim como vários grupos no Brasil e no exterior. Ao longo dessas últimas três décadas, num trabalho envolvendo uma grande e extraordinária sinergia entre teoria e experimento, conseguimos construir um esquema muito bem-sucedido para a modelagem de compostos de coordenação com íons lantanídeos luminescentes altamente funcionais, com potencial para diversas aplicações tais como marcadores luminescentes em bioensaios. Muitos desses resultados foram obtidos nos períodos em que coordenei duas redes nacionais de nanotecnologia. A primeira, Rede Nacional de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces (RENAMI), teve vigência de 2001 a 2009, a segunda, o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Marcadores Integrados (inct-INAMI), teve vigência de 2009 a 2015. Acoplados a esses resultados foram também desenvolvidos dois importantes temas: o efeito de plásmons de nanopartículas metálicas sobre a luminescência de compostos com íons lantanídeos, um assunto hoje ligado à chamada plasmônica, e o conceito de polarizabilidade da região de recobrimento na ligação química como uma forma de quantificar covalência, introduzido por mim entre 2002 e 2005 com a finalidade de melhor compreender a ligação química envolvendo orbitais 4f. Tal conceito foi posteriormente generalizado para qualquer ligação química, de moléculas simples a materiais complexos. Em todos esses resultados vale salientar a participação dos estudantes, da iniciação científica ao doutorado.
Boletim da SBPMat: – Você começou a pesquisar no campo de espectroscopia de compostos com íons lantanídeos em seu mestrado, 40 anos atrás, e ainda continua trabalhando na área. O que mais lhe atrai nesse tema de pesquisa? Trata-se de uma área ainda promissora? O que mudou na pesquisa nessa área no Brasil desde a década de 1970 até agora?
Oscar Malta: – Os lantanídeos e seus compostos são fascinantes. Eles me levaram a mergulhar no mundo da química teórica, no mundo da álgebra de momento angular, no mundo da interação da radiação com a matéria e no mundo da espectroscopia. Quando terminei o mestrado estava tudo certo para que eu fosse realizar o doutorado na Inglaterra trabalhar em física atômica. Nessa época esteve em Recife, a convite de Gilberto Sá e Ricardo Ferreira, Paul Caro, um dos mais renomados pesquisadores em espectroscopia de lantanídeos. Fez um seminário que me deixou fascinado. Desisti de ir para a Inglaterra e fui trabalhar no grupo de Paul Caro no CNRS em Meudon-Bellevue na França. No início o plano era desenvolver uma tese experimental. Entretanto, eu queria trabalhar com a teoria. Paul Caro aceitou sem problemas, e surgiu uma interação teoria/experimento muito frutífera que se estendeu para outros grupos e continua até hoje, sempre com muito a se fazer tanto do ponto de vista fundamental como do ponto de vista de aplicações. O Brasil é um dos líderes mundiais nesse assunto, com grupos de pesquisa no país extremamente ativos e reconhecidos internacionalmente. Inclusive está retomando com muita propriedade a discussão sobre a produção de lantanídeos, pois é um país muito rico em minerais desses elementos, tão importantes para a tecnologia atual e, sem dúvida, a do futuro. Não podemos negligenciar isso.
Boletim da SBPMat: – Agora convidamos você a deixar uma mensagem para os leitores que estão iniciando suas carreiras científicas.
Oscar Malta: – Percebe-se hoje uma forte tendência dos jovens pesquisadores (refiro-me aqui à área científica ora em apreço) a valorizar exacerbadamente a ciência aplicada de modo imediatista. Com isso esquecem os fundamentos teóricos e até mesmo, muitas vezes, desconhecem a história do próprio assunto, inclusive experimentais, com que trabalham ou pretendem trabalhar. Canso (um fato) de notar isso em reuniões científicas e normalmente fico abismado. Isso é como um processo inflacionário linear em que se lança moeda no mercado sem ter um lastro. Mais cedo ou mais tarde termina-se caindo em problemas cujas soluções criativas (um pressuposto que deve acompanhar um cientista) poderiam ser encontradas caso tivesse havido um maior investimento na fundamentação teórica e uma maior preocupação com a história daquilo com que se está lidando. Portanto, com respeito a essa questão, a minha mensagem é: não negligencie uma boa formação teórica e o conhecimento da origem do assunto com que pretende trabalhar. Os países que hoje desenvolvem e exportam boa tecnologia percebem a importância disso.
Boletim da SBPMat: – Fique à vontade para compartilhar outros comentários com a nossa comunidade.
Oscar Malta: – A ciência e a tecnologia constituem mais do que nunca uma atividade social que requer criatividade (como sempre), formação, e, portanto, educação, dedicação e forte cooperação interdisciplinar. E requer investimentos. Sem esses ingredientes, somados a comitês de ética atuantes e sensatos, não seremos capazes de criar políticas inteligentes e sólidas de ciência e tecnologia que garantam a continuação da civilização humana. O grande astrônomo Carl Sagan dizia que sem esses ingredientes levados a sério e sem a noção de que daqui a cinco bilhões de anos o nosso sistema solar terá sido queimado (por nossa, então, gigante vermelha), não teremos chances de sair daqui. Isso parece ficção científica, mas não é. Tomara que as próximas gerações, principalmente de governantes, percebam isso. Neste aspecto sou otimista, assim como um grande neurocientista (Miguel Nicolelis) que escreveu “Muito Além do Nosso Eu”, que recomendo aos meus colegas da Ciência de Materiais. Sobretudo no que diz respeito a propriedades emergentes.
O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: “Unraveling 5f-6dhybridization in uraniumcompounds via spin-resolved L-edge spectroscopy”. R. D. dos Reis, L. S. I. Veiga, C. A. Escanhoela Jr., J. C. Lang, Y. Joly, F. G. Gandra, D. Haskel & N. M. Souza-Neto. Nature Communications 8:1203 (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-01524-1. Link: https://www.nature.com/articles/s41467-017-01524-1
Sondando elétrons de compostos actinídeos
Uma equipe liderada por pesquisadores do Brasil conseguiu desvendar detalhes da distribuição dos elétrons em materiais baseados em actinídeos (grupo de 15 elementos químicos, radiativos, cujos números atômicos vão do 89 ao 103).
O grupo de cientistas desenvolveu um método experimental que permitiu realizar uma sondagem única dos orbitais 5f e 6d e de sua hibridização em materiais baseados em urânio (um dos elementos actinídeos mais abundantes na crosta terrestre). Dessa maneira, a equipe pôde demonstrar, por exemplo, que a hibridização 5f-6d determina as propriedades magnéticas dos materiais estudados. O trabalho deixou como legado um sistema experimental para pesquisas em materiais magnéticos diversos (metais 3d, terras raras, actinídeos e outros), disponível para uso da comunidade científica no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).
O estudo foi reportado em artigo recentemente publicado na Nature Communications (fator de impacto 12,124). “Nesse artigo publicado na revista Nature Communications, nós demonstramos o uso da técnica de dicroísmo circular magnético (XMCD) na borda L do urânio para sondar diretamente os orbitais 6d e 5f e também o seu grau de hibridização, ao invés de apenas sondar os orbitais 5f como é o caso de bordas M de absorção de actinídeos”, detalha o autor correspondente do artigo, Narcizo Marques de Souza Neto, professor colaborador da UNICAMP e pesquisador no LNLS.
Para poderem sondar os orbitais dos compostos de urânio, principalmente o UCu2Si2 e o UMn2Si2, os cientistas tiveram que driblar as dificuldades de manipular os materiais, devidas à sua toxicidade. Além disso, precisaram fazer uma série de ajustes na técnica de XMCD de altas energias para melhorar a sensibilidade da técnica (estender seus limites de detecção).
Esses desenvolvimentos foram inicialmente realizados na linha DXAS do LNLS, dedicada a técnicas de absorção de raios X. Atualmente, a instrumentação de XMCD faz parte da linha XDS do LNLS, dedicada a difração e espectroscopia de raios X, onde está sendo usada e aprimorada. Futuramente, a técnica poderá ser aproveitada no Sírius (a nova fonte de luz síncrotron, de última geração, que está sendo construída em Campinas), mais precisamente na linha EMA, que será dedicada a técnicas de raios X sob condições extremas de pressão e temperatura. Segundo Souza-Neto, que coordena tanto a linha XDS quanto o projeto da EMA, as condições para estudos de actinídeos e materiais similares por XMCD serão inigualáveis no Sírius.
Além de avançar no conhecimento sobre actinídeos, a pesquisa demonstrou a potencialidade da técnica de XMCD aprimorada pela equipe brasileira para continuar desvendando as características desses elementos ainda pouco estudados experimentalmente. Uma compreensão mais profunda dos actinídeos, diz Souza-Neto, é necessária para propor novos usos para esses elementos, e também para poder utilizá-los de forma mais eficiente em aplicações existentes, como, por exemplo, a geração de energia, o diagnóstico e tratamento de doenças e a produção de vidros especiais.
A história do trabalho

A gênese do trabalho se remonta ao ano 2009, quando Souza-Neto estava estudando estrutura eletrônica e magnetismo de terras raras durante seu pós-doutorado no Argonne National Laboratory, nos Estados Unidos. “Eu tive a ideia de expandir para compostos actinídeos o estudo que fizemos em terras raras (Souza-Neto et al., Phys. Rev. Lett. 102, 057206 (2009)) usando XMCD para sondar uma transferência de carga nos orbitais 4f e 5d”, relata o pesquisador. Procurando materiais com características similares, o pesquisador se deparou com compostos de urânio. “Tentamos iniciar esse estudo ainda em Argonne, porém, as condições para essa realização lá não nos permitiram ter êxito como esperávamos”, conta ele. O professor voltou ao Brasil em 2010 como pesquisador do CNPEM, com o desejo de dar continuidade a essa iniciativa. Assim, em 2011, Souza-Neto começou a orientar a pesquisa de doutorado de Ricardo Donizeth dos Reis, sobre esse assunto, junto ao co-orientador Flávio César Guimarães Gandra professor da Unicamp, com quem já tinha colaborado anteriormente.
As amostras de compostos de urânio foram preparadas e caracterizadas no Laboratório de Metais e Ligas da Unicamp, coordenado pelo professor Gandra, onde já havia experiência em pesquisa com materiais actinídeos e terras raras. Os experimentos de espectroscopia de absorção de raios X foram realizados no Advanced Photon Source de Argonne e no LNLS. “Todos os experimentos nas bordas L do urânio, que compõem a principal contribuição inovadora deste trabalho, foram realizados no LNLS”, detalha Souza-Neto. “Em Argonne foram realizados os experimentos na borda M do urânio para sondar a contribuição dos orbitais 5f de forma isolada e corroborar a nossa interpretação dos resultados”, completa. Além disso, a equipe brasileira contou com a participação de um pesquisador da França nas simulações teóricas realizadas para a interpretação dos dados.
A pesquisa foi realizada com recursos financeiros da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo; da agência federal brasileira Capes; do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação do Brasil, e do Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos Estados Unidos.
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O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Raman evidence for pressure-induced formation of diamondene. Luiz Gustavo Pimenta Martins, Matheus J. S. Matos, Alexandre R. Paschoal, Paulo T. C. Freire, Nadia F. Andrade, Acrísio L. Aguiar, Jing Kong, Bernardo R. A. Neves, Alan B. de Oliveira, Mário S.C. Mazzoni, Antonio G. Souza Filho, Luiz Gustavo Cançado. Nature Communications 8, Article number: 96 (2017). DOI:10.1038/s41467-017-00149-8. Disponível em: https://www.nature.com/articles/s41467-017-00149-8
Rumo ao diamante bidimensional
Materiais bidimensionais, aqueles cuja espessura vai de um átomo até alguns poucos nanometros, possuem propriedades únicas ligadas à sua dimensionalidade e são protagonistas do desenvolvimento da nanotecnologia e da nanoengenharia.
Uma equipe de cientistas de cinco instituições brasileiras e uma estadunidense deu um passo importante no desenvolvimento, ainda incipiente, da versão bidimensional do diamante. Esse trabalho sobre diamante 2D foi reportado em artigo publicado na Nature Communications (fator de impacto 12,124) com acesso aberto.
“Nosso trabalho apresentou uma evidência espectroscópica da formação de um diamante bidimensional, ao qual demos o nome de diamondeno”, destaca Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado, professor da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e autor correspondente do paper. Ao escolher o nome do novo material, os cientistas seguiram a tradição de usar o sufixo “eno” para materiais bidimensionais, como ocorreu com o grafeno, versão 2D do grafite.
Aliás, foi a partir da compressão de folhas de grafeno que o diamondeno foi obtido pela equipe liderada pelo professor Cançado. Inicialmente, o time depositou duas camadas de grafeno uma em cima da outra e transferiu a bicamada de grafeno para um substrato de Teflon, escolhido por ser quimicamente inerte, impedindo a formação de ligações com o grafeno.
A amostra de grafeno bicamada sobre Teflon foi então submetida a altas pressões e simultaneamente analisada por espectroscopia Raman no Laboratório de Espectroscopia Vibracional e Altas Pressões do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC). O sistema experimental utilizado foi uma célula de bigornas (anvil em inglês) de diamante com espectrômetro Raman acoplado. Esse equipamento permite aplicar altas pressões a pequenas amostras que se encontram imersas em um meio transmissor da pressão (neste caso, água). A pressão é aplicada através de duas peças de diamante (material escolhido por ser um dos mais duros e resistentes à compressão), as quais comprimem o meio transmissor, que repassa a pressão para a amostra. Ao mesmo tempo, o espectrômetro permite monitorar as mudanças que ocorrem na estrutura do material da amostra frente às diversas pressões aplicadas. “Na espectroscopia Raman, a luz se comporta como uma sonda que mede estados vibracionais do material”, explica Cançado. Como resultado da sondagem, o espectrômetro gera gráficos (espectros), por meio dos quais é possível identificar a estrutura do material que está sendo estudado.
Analisando os espectros, a equipe de cientistas observou mudanças no material bidimensional que indicaram a transição de uma estrutura de grafeno para uma estrutura de diamante. Os pesquisadores puderam concluir que o diamondeno foi obtido a uma pressão de 7 gigapascals (GPa), valor dezenas de milhares de vezes superior ao da pressão atmosférica. “A evidência que apresentamos nesse trabalho é uma assinatura no espectro vibracional obtido a partir de um material de carbono bidimensional que indica a presença de ligações do tipo sp3, típicas da estrutura do diamante”, precisa o professor Cançado.
Para explicar a formação do diamondeno, a equipe acudiu a cálculos de primeiros princípios seguindo a Teoria do Funcional da Densidade e simulações de Dinâmica Molecular. “Foram esses resultados teóricos que guiaram os experimentos e permitiram o entendimento dos resultados experimentais”, diz Cançado.

De acordo com os resultados teóricos, quando o sistema de grafeno bicamada sobre substrato inerte com água como meio transmissor de pressão é submetido a altas pressões, as distâncias entre os elementos do sistema diminuem e ocorrem novas ligações entre eles. “Ao se aplicar esse nível de pressão sobre o grafeno, o mesmo pode ter suas ligações modificadas, passando da configuração sp2 para a configuração sp3”, explica o professor Cançado. Os átomos de carbono da camada superior de grafeno passam então a estabelecer ligações covalentes com quatro átomos vizinhos: os átomos da camada inferior e os grupos químicos oferecidos pela água (OH– e H). Estes últimos são fundamentais para estabilizar a estrutura. Na camada inferior, em contato com o substrato inerte, a metade dos átomos de carbono fica ligada a apenas três átomos vizinhos. “As ligações pendentes dão origem a abertura de gap na estrutura eletrônica, e também a bandas de spin polarizado”, acrescenta Cançado.
Essa característica faz do diamondeno um material promissor para o desenvolvimento da spintrônica (vertente emergente da eletrônica na nanoescala que se baseia no aproveitamento do spin). De acordo com Cançado, o diamondeno também poderia ser utilizado em computação quântica, sistemas micro-eletromecânicos (MEMS), supercondutividade, eletrodos para tecnologias relacionadas à eletroquímica, substratos para engenharia de DNA e biossensores – aplicações nas quais filmes finos de diamante já provaram ter bom desempenho.
Entretanto, ainda há um longo caminho a percorrer até demonstrar as aplicações do diamondeno. Em primeiro lugar, porque o diamondeno apresentado no artigo se desmancha em condições normais de pressão. Para superar essa limitação, o grupo do professor Cançado na UFMG está montando um sistema experimental que permitirá aplicar pressões muito maiores às amostras, da ordem dos 50 GPa, e analisa-las por espectroscopia Raman. “Com isso pretendemos produzir amostras estáveis de diamondeno, que permaneçam sob essa forma mesmo depois de ter a pressão reduzida ao nível de pressão ambiente”, conta Cançado.
Além disso, como a espectroscopia Raman fornece evidências indiretas da estrutura do material, seria necessário realizar medidas diretas do diamondeno para se conhecer em detalhe sua estrutura. “As técnicas mais promissoras neste caso seriam a difração de raios X em fontes de luz sincrotron ou a difração de elétrons”, sugere Cançado. “O fator complicador nesse experimento é a necessidade de se ter a amostra submetida a altas pressões”, completa.
História do diamondeno é brasileira
A ideia da formação do diamante 2D surgiu na pesquisa de doutorado de Ana Paula Barboza, realizada com orientação do professor Bernardo Ruegger Almeida Neves e defendida em 2012 no Departamento de Física da UFMG. Nesse trabalho, conta Cançado, foram utilizadas pontas de microscopia de força atômica (AFM) para se aplicar altas pressões sobre grafenos de uma, duas e várias camadas. Evidências indiretas da formação de um diamante bidimensional foram obtidas por meio de microscopia de força elétrica (EFM). O trabalho mostrou a importância da presença de duas camadas de grafeno e de água para a formação da estrutura bidimensional de tipo sp3. Os principais resultados da pesquisa foram reportados no artigo Room-temperature compression induced diamondization of few-layer graphene [Advanced Materials 23, 3014-3017 (2011)].

“A ideia de se medir o espectro Raman dos grafenos em condições de altas pressões (utilizando células de diamante tipo anvil) veio posteriormente, após o Luiz Gustavo Pimenta Martins, estudante de iniciação científica à época, ter desenvolvido um método bastante eficaz de transferência de grafenos para diferentes substratos”, relata o professor Cançado. Esse desenvolvimento foi realizado em uma visita que o estudante fez ao laboratório da professora Jing Kong, no Massachusetts Institute of Technology (MIT), após ter ganhado uma bolsa de estudos para mobilidade internacional do Prêmio Fórmula Santander. Durante seu mestrado no Departamento de Física da UFMG, realizado com orientação do professor Cançado e defendido em 2015, Pimenta Martins fez um extenso e sistemático trabalho de obtenção de espectros Raman de grafenos submetidos a altas pressões. “Foram muitas visitas à UFC e muito estudo até entendermos os mecanismos de formação do diamondeno”, conta Cançado.
A pesquisa reportada no paper da Nature Communications foi possível graças ao trabalho colaborativo de diversos grupos de pesquisa brasileiros com reconhecida expertise em diversos assuntos, além da participação da pesquisadora do MIT na preparação de amostras. Os cientistas dos departamentos de Física da UFMG e UFC aportaram sua reconhecida competência em espectroscopia Raman aplicada a nanomateriais de carbono e, no caso da UFC, em experimentos realizado sob altas pressões. Também participaram desses experimentos pesquisadores do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará e da Universidade Federal do Piauí (UFPI). Além disso, físicos teóricos da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) e da UFMG realizaram os cálculos e simulações computacionais.
A pesquisa teve financiamento do CNPq, FAPEMIG, FUNCAP, Programa Fórmula Santander e UFOP.