O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Preservation of pristine Bi2Te3 thin film topological insulator surface after ex situ mechanical removal of Te capping layer. C. I. Fornari, P. H. O. Rappl, S. L. Morelhão, T. R. F. Peixoto, H. Bentmann, F. Reinert, and E. Abramof. APL Materials, volume 4, issue 10 (2016). doi 10.1063/1.4964610. Link para o artigo: http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610
Fita adesiva para ajudar a desvendar segredos dos isolantes topológicos
Uma pesquisa liderada por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) faz uma contribuição muito útil para continuar avançando na compreensão dos isolantes topológicos – materiais descobertos há cerca de uma década, cujas características os tornam promissores para uso em computadores quânticos e outras aplicações. A pesquisa foi reportada em um artigo recentemente publicado no periódico APL Materials.
A ideia de fazer a pesquisa surgiu no ano 2009, quando foi publicada a confirmação de que o telureto de bismuto (Bi2Te3) é um isolante topológico tridimensional, ou seja, um material isolante no volume com robustos estados condutores na superfície. O telureto de bismuto tinha sido predito teoricamente como isolante topológico tridimensional em 2007. A confirmação experimental veio a partir da observação de seus estados topológicos de superfície por meio de uma técnica conhecida como ARPES (espectroscopia de fotoemissão resolvida em ângulo).
Na montagem, fotos dos autores do artigo. Começando pela esquerda do leitor: Celso Fornari, Paulo Rappl, Sérgio Morelhão, Thiago Peixoto, Hendrik Bentmann, Friedrich Reinert e Eduardo Abramof.
Foi então que a equipe de pesquisadores do INPE decidiu estudar as propriedades do telureto de bismuto por ARPES. Eles viram a possibilidade de iniciar a pesquisa com um equipamento disponível no Laboratório Associado de Sensores e Materiais (LAS) do INPE, com o qual poderiam começar as investigações sobre a fabricação do isolante topológico sem precisar de novos investimentos. “O equipamento de epitaxia por feixe molecular (MBE) instalado no LAS/INPE é dedicado ao crescimento de compostos IV-VI e possui uma fonte carregada com a liga Bi2Te3, que é usada para dopar estes compostos”, explica Celso Israel Fornari, que assina o artigo da APL Materials como autor correspondente.
O trabalho foi realizado dentro do doutorado de Fornari, iniciado em 2013 e ainda em andamento, com orientação dos pesquisadores Eduardo Abramof e Paulo Henrique de Oliveira Rappl, e com financiamento do CNPq e da FAPESP.
A equipe sabia que, para analisar as amostras, deveria superar um desafio inerente aos isolantes topológicos: em contato com o ar, a superfície desses materiais oxida rapidamente, mudando suas propriedades e impedindo que sejam realizadas com sucesso as análises de superfície, que são essenciais para confirmar os estados topológicos condutores. Perante essa limitação, apenas seria possível realizar análises in situ (aquelas que são feitas no mesmo ambiente da fabricação; neste caso, acoplando, por meio de linhas de ultra-alto vácuo um sistema de caracterização de superfície ao sistema de fabricação). Contudo, as análises in situ, além de limitarem as possibilidades de estudo do material, não eram possíveis dentro do trabalho de doutorado de Celso Fornari, já que ele contemplava a realização de medições por ARPES, por exemplo, na Alemanha, na Universidade de Würzburg.
Imagem de MEV-FEG do corte transversal de uma amostra de telureto de bismuto protegida com uma capa de telúrio amorfo. Adaptada de imagem do artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0]A literatura científica apontava também outros caminhos para driblar a limitação, seja no sentido de proteger os isolantes topológicos da oxidação por meio de revestimentos, quer no sentido de remover a camada de óxido depois de formada. Entretanto, todos os métodos acabavam provocando distorções na amostra em termos de espessura, morfologia da superfície e composição do material.
Assim, a equipe teve que desenvolver um método para proteger a superfície do isolante topológico, garantindo ao mesmo tempo a integridade das amostras. A técnica desenvolvida pelos pesquisadores do INPE consiste em depositar, a temperatura ambiente, uma camada de telúrio amorfo, logo após o crescimento do telureto de bismuto.
Dessa maneira, na primeira etapa do projeto, a equipe fabricou, cuidadosamente, filmes de telureto de bismuto de espessura variando entre 8 e 170 nm, e revestiu alguns deles com camadas protetoras de telúrio amorfo de 100 a 200 nm de espessura. As amostras foram caracterizadas por meio de diversas técnicas experimentais para analisar os substratos, os filmes e as camadas protetoras. Particularmente, a equipe do INPE, junto ao professor Luiz Morelhão, do Instituto de Física da USP, analisou a estrutura das amostras por meio de difração de raios X no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Morelhão também colaborou com a equipe do INPE no desenvolvimento de um modelo computacional para simular as curvas de difração de raios X. “Essas análises foram fundamentais para identificar as condições ideais de crescimento do telureto de bismuto”, comenta Fornari.
Num segundo momento, a equipe enfrentou mais um desafio no desenvolvimento do método de proteção dos filmes. De fato, na Alemanha, a camada protetora deveria ser retirada das amostras sem distorcer o isolante topológico para poder realizar as análises de superfície. Seguindo um método que já era praticado por outros cientistas, os pesquisadores do INPE planejaram, inicialmente, sublimar a camada protetora dentro do ambiente de ultra-alto vácuo do equipamento de ARPES.
Método de remoção da camada protetora. Adaptação de imagem do artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0Todavia, uma descoberta feita por acaso mudou os planos da equipe. “Duas semanas antes de ir para a Alemanha, durante as últimas caracterizações estruturais das amostras, nós percebemos que, ao retirar as amostras do equipamento de difração de raios X, a fita adesiva utilizada para fixação estava removendo parte da camada protetora”, conta Fornari. Foi então que surgiu a ideia de utilizar uma fita adesiva comum para arrancar completamente a camada protetora do filme de telureto de bismuto, procedimento que ainda teria a vantagem de não exigir a instalação de ferramentas especiais no sistema de análise.
Nesse procedimento, a amostra é colada a um porta-amostras e uma fita adesiva é colada à camada protetora. A remoção pode ser realizada puxando a fita ou movimentando o porta-amostras, como mostra o diagrama à direita.
O método de deposição e posterior remoção de camada protetora desenvolvido pela equipe do INPE deu muito certo. A camada protetora de telúrio preservou da oxidação e contaminação as amostras de telureto de bismuto durante cerca de três meses na sua travessia oceânica e terrestre. A remoção da camada com fita adesiva, feita dentro da câmara de ultra-alto vácuo do equipamento de ARPES, pôde ser feita sem gerar distorções na espessura, morfologia ou composição dos filmes, e, portanto, nas suas propriedades.
Imagens de microscopia de força atômica (AFM) da superfície de filmes de telureto de bismuto de 25 nm de espessura. À esquerda, um filme que foi protegido e teve a camada protetora removida pelo método desenvolvido pelos pesquisadores do INPE. À direita, um filme que não foi revestido. A comparação das imagens mostra que a superfície do filme foi completamente preservada depois da remoção da camada protetora. (Adaptação de imagem publicada no artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/])Assim, as medições pela técnica de ARPES foram feitas sem inconvenientes na Universidade de Würzburg, sob supervisão do professor Friedrich Reinert e com auxílio dos pesquisadores Thiago R. F. Peixoto e Hendrik Bentmann. As análises evidenciaram o comportamento isolante no volume e condutor na superfície do telureto de bismuto a e robustez dos filmes.
“Esta foi a primeira observação experimental de filmes de telureto de bismuto com comportamento isolante intrínseco que foram analisados ex situ”, afirma Fornari. “Até o momento só haviam sido reportados filmes com comportamento isolante intrínseco crescidos e analisados dentro do mesmo sistema de vácuo (in situ)”, completa.
De acordo com Fornari, os resultados obtidos em relação ao método de deposição e remoção da camada protetora apontam que ele poderia ser aplicado a outros materiais isolantes topológicos, além do telureto de bismuto. Uma boa notícia para os estudiosos desses materiais, muito promissores para uso em computação quântica e spintrônica, desejosos de avançar na compreensão de suas propriedades, que ganharam destaque em 2016 com o Prêmio Nobel de Física. Boa notícia também para a sociedade em geral, que provavelmente usufruirá de suas aplicações.
Entrevistamos três vencedores do Prêmio Capes de Tese 2016, entregue no dia 14 de dezembro passado na sede da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) em Brasília, que realizaram seus trabalhos premiados em programas de pós-graduação em Materiais.
O Prêmio Capes de Tese foi criado em 2005 e distingue as melhores teses de doutorado de em cada uma das 48 áreas do conhecimento reconhecidas pela Capes. Concorrem ao prêmio as teses defendidas no Brasil no ano anterior ao da edição do prêmio, inscritas pelos programas de pós-graduação onde foram realizadas. A seleção dos vencedores é realizada por comissões formadas por membros da comunidade científica de cada área. Na avaliação são considerados os quesitos de originalidade, relevância para o desenvolvimento científico, tecnológico, cultural, social, de inovação e valor agregado ao sistema educacional.
Em 2016, 774 teses de doutorado foram inscritas. Dentre elas, 48 foram selecionadas para receber os prêmios e 88 receberam menções honrosas.
Veja as entrevistas com os vencedores do prêmio da comunidade dos Materiais.
Entrevista com Antonio Cláudio Michejevs Padilha,vencedor do Prêmio Capes de Tese na área “Interdisciplinar”
Antonio Cláudio Padilha
Tese: “Computational simulation of TiO2-based memristive systems: from the raw material to the device”.
Orientador: Gustavo Martini Dalpian. Coorientador: Alexandre Reily Rocha.
Instituição: Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC.
Antonio Cláudio Padilha fez a graduação em Física na Universidade de São Paulo (USP), obtendo o título de bacharel em 2007. Em 2009, ingressou ao mestrado em Física da USP, onde desenvolveu um estudo de mecânica molecular/mecânica quântica sobre aglomerados de pentaceno e nanotubos de carbono, orientado pela professora Maria Cristina dos Santos. Defendeu sua dissertação em 2011 e, no mesmo ano, iniciou o doutorado em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC), também no estado de São Paulo, com orientação dos professores Gustavo Martini Dalpian e Alexandre Reily Rocha. Em 2015, passou três meses na Universidade Nacional de Yokohama (Japão), realizando o chamado “período sanduíche” no grupo do professor Hannes Raebiger. Tanto no mestrado quanto no doutorado, foi bolsista da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). No final de 2015, de volta ao Brasil, defendeu a tese premiada pela Capes. Desde o ano passado, Antonio Padilha é pesquisador associado (pós-doc) no departamento de Física da Universidade de York (Reino Unido), no grupo do professor Keith McKenna. É autor de 5 artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares.
Boletim da SBPMat: – Na sua visão, qual é a mais relevante contribuição da tese premiada?
Antonio Cláudio Padilha: – A tese apresenta um possível mecanismo alternativo para o funcionamento de um novo dispositivo eletrônico conhecido como memoristor. Este dispositivo é formado por um filme fino de material isolante ao redor do qual são colocados eletrodos metálicos. Ao se aplicar uma tensão alta o suficiente, sob certas condições, através dos eletrodos, a resistência elétrica do material isolante se altera. O interessante é que esta mudança é estável, fazendo com que seja possível armazenar informação neste sistema.
Muitos autores apontam o fato de que a tensão aplicada seria capaz de fazer com que os átomos dentro do isolante sejam deslocados de suas posições originais. Deste modo, se formariam novas fases em certas regiões que, por apresentar diferentes estruturas e/ou composições, teriam consequentemente diferentes resistividades elétricas. Isto poderia explicar as diferentes resistências elétricas observadas nos dispositivos, a princípio.
O projeto que deu origem à tese tinha como objetivo tentar descrever os processos ocorrendo dentro do dispositivo a partir de simulações computacionais. Realizamos simulações para entender as propriedades de algumas das fases deficientes em oxigênio do óxido de titânio, e percebemos que estas fases poderiam aprisionar e liberar cargas. Este processo também poderia alterar as propriedades do material, levando a diferentes resistências elétricas e explicando assim, por outro mecanismo, o funcionamento do memoristor.
Existe ainda um intenso debate sobre qual destes dois mecanismos fornece a melhor explicação dos resultados experimentais. No entanto, acredito que um mecanismo não necessariamente exclua o outro. Nosso trabalho teve o papel de mostrar que provavelmente não há um único ingrediente que explique o funcionamento destes dispositivos e que o aprisionamento e liberação de cargas pode explicar em parte o que é observado experimentalmente.
Boletim da SBPMat: – Cite os principais resultados gerados a partir da tese premiada (papers, patentes, produtos, startups, outros prêmios etc.).
Antonio Cláudio Padilha: – A partir dos resultados apresentados na tese, publicamos 3 artigos em revistas cientificas internacionais. Dentre estes, gostaria de destacar meu último trabalho, que foi fruto da colaboração com o professor Hannes Raebiger, da Universidade de Yokohama no Japão. Ele esteve por 11 meses como professor visitante na UFABC e depois me recebeu em seu grupo para um estágio de pesquisa de 3 meses. Nesta mesma colaboração, temos mais um artigo em vias de ser publicado.
Estes artigos também colaboraram para que eu ganhasse um prêmio intitulado “Prêmio de Excelência Acadêmica da Pós-graduação 2015” concedido pela Pró-reitoria de Pós da UFABC. Tal prêmio levou em consideração não apenas o volume, mas também a qualidade das revistas nas quais os artigos foram aceitos.
Boletim da SBPMat: – Do seu ponto de vista, quais são os principais fatores que permitiram a realização de um trabalho de pesquisa destacado em nível nacional (a sua tese)?
Antonio Cláudio Padilha: – Sem sombra de dúvidas, o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp – foi essencial para o sucesso do projeto. A Fapesp foi responsável pelo financiamento da minha bolsa de doutorado, da bolsa que possibilitou o meu estágio em Yokohama no Japão (estagio BEPE) e também possibilitou a aquisição de equipamentos essenciais, tanto através da reserva técnica das minhas bolsas quanto através de projetos temáticos relacionados. A visita do Professor Raebiger à UFABC também foi custeada com verbas da Fapesp.
Outro fator de peso foi o Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho de São Paulo – Cenapad-SP. Ao oferecer a infraestrutura na forma de supercomputadores capazes de rodar as simulações que precisávamos, assim como um ótimo suporte, pudemos realizar um trabalho que não deixa nada a desejar com relação a outros países com muito mais recursos para ciência, tecnologia e inovação.
Por fim, o ambiente inovador da UFABC e a excelente formação do corpo docente na universidade foram fatores determinantes para que a tese tivesse a visibilidade que adquiriu através do prêmio. Agradeço em especial a dedicação dos meus orientadores, os professores Gustavo Dalpian (UFABC, atualmente professor visitante na Universidade do Colorado – Estados Unidos) e Alexandre Reily Rocha (IFT-Unesp, atualmente no MTI – Estados Unidos) e do meu orientador extraoficial Professor Hannes Raebiger (Universidade de Yokohama – Japão, foi professor visitante na UFABC em 2015).
Boletim da SBPMat: – Deixe uma mensagem para nossos leitores que são estudantes de graduação ou pós-graduação.
Antonio Cláudio Padilha: – A atividade de pesquisa é cheia de altos e baixos. Muitas vezes nos vemos durante semanas ou até mesmo meses insistindo em experimentos ou simulações que dão resultados completamente diferentes do que esperávamos ou até mesmo errados. Isto pode ser muito desanimador e, ao combinar este cenário com a falta de reconhecimento, a vontade que muitos de nós temos é de abandonar a carreira e tentar a sorte em outra área.
Entretanto, a insistência e a dedicação inevitavelmente serão recompensadas e reconhecidas, basta ter paciência. Apesar do anúncio de tempos difíceis para a ciência brasileira, nada será capaz de destruir a curiosidade e a beleza de se fazer novas descobertas, de inventar novas soluções e o ímpeto de se fazer deste país um lugar melhor para todos. Esta fase difícil na qual a ciência brasileira encontra-se não vai se prolongar indefinidamente, e quando essa fase acabar, quem tiver suportado as dificuldades, além de sair fortalecido, estará preparado para aproveitar as oportunidades que surgirão.
Entrevista com Fernanda Fiegenbaum, vencedora do Prêmio Capes de Tese na área “Materiais”
Fernanda Fiegenbaum
Tese: “Novos líquidos iônicos para a produção de hidrogênio via eletrólise da água”.
Orientador: Roberto Fernando de Souza. Coorientadora: Emilse Maria Agostini Martini.
Instituição: Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais (PGCIMAT) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
Fernanda Fiegenbaum cursou a graduação em Química Industrial na Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC), no Rio Grande do Sul, entre 1998 e 2004. Nesse período, realizou atividades de pesquisa em laboratórios de polímeros. Em 2005, ingressou ao mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), onde desenvolveu uma pesquisa na área de polímeros, sob a orientação do professor Nilo Sergio Medeiros Cardozo e contando com bolsa da CAPES. Defendeu a dissertação em 2007. Em 2011 voltou à UFRGS para continuar sua formação acadêmica no doutorado do PGCIMAT, contando com bolsa da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS). Orientada pelo professor Roberto Fernando de Souza e a professora Emilse M. A. Martini, desenvolveu um projeto de pesquisa sobre o uso de novos líquidos iônicos na produção de energias renováveis. A tese foi defendida em 2015 e no mesmo ano, Fernanda foi para Alemanha para realizar um estágio pós-doutorado na Universidade de Ulm, no Instituto de Eletroquímica. Desde junho de 2016 está de volta ao Brasil e à UFRGS. É autora de 4 artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares e de um pedido de patente de inovação no INPI.
Boletim da SBPMat: – Na sua visão, qual é a mais relevante contribuição da tese premiada?
Fernanda Fiegenbaum: – Atualmente, encontrar novas fontes de energia ambientalmente amigáveis, que quando utilizadas não provoquem geração de CO2, é um desafio a ser enfrentado com urgência. O gás hidrogênio é um vetor energético e sua utilização não gera produtos poluentes, mas deve ser produzido com alto grau de pureza, o que gera um custo considerável. Na minha tese de doutorado, sintetizei novos líquidos iônicos à base de ácidos tetra-alquil-amônio-sulfônico que foram utilizados como eletrólitos para a produção de gás hidrogênio via eletrólise da água. A utilização dessa nova classe de materiais apresentou efeito catalítico e compatibilidade com diversos materiais (carbono, aço inox) usados como eletrodos de baixo custo, elevando assim a eficiência e diminuindo o custo da produção do gás hidrogênio. Assim, considero estes resultados como a maior contribuição da minha tese.
Boletim da SBPMat: – Cite os principais resultados gerados a partir da tese premiada (papers, patentes, produtos, startups, outros prêmios etc.).
Fernanda Fiegenbaum: – Foram patenteados os novos líquidos iônicos ácidos da família do tetra-alquil-amônio-sulfônico, BR1020120275333: Processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água empregando líquidos iônicos do tipo sais de ácido tetra-alquil-amônio-sulfônico, seus derivados e produto.
Foram publicados 4 artigos em revistas internacionais de alto impacto:
– Journal of Power Sources 243 (2013) 822- 825: Hydrogen production by water electrolysis using tetra-alkyl-ammonium-sulfonic acid ionic liquid electrolytes;
– Journal of Power Sources 280 (2015) 12-17: Electrocatalytic activities of cathode electrodes for water electrolysis using tetra-alkyl-ammonium-sulfonic acid ionic liquid as electrolyte;
– Journal of Molecular Liquids 215 (2016) 302–307: Physicochemical characterisation of aqueous solutions of tetra-alkyl-ammonium-sulfonic acid ionic liquid;
– International journal of hydrogen energy (2016) 1-8: PtNi and PtMo nanoparticles as efficient catalysts using TEA-PS.BF4 ionic liquid as electrolyte towards HER.
Além disso, esses resultados foram divulgados em diversos congressos nacionais e internacionais: Greenchemistry 2012, CBCat 2013 e 2015, SBQ 2014, WiCaC 2014 e SIBEE 2015.
Boletim da SBPMat: – Do seu ponto de vista, quais são os principais fatores que permitiram a realização de um trabalho de pesquisa destacado em nível nacional (a sua tese)?
Fernanda Fiegenbaum: – Foram muitos os fatores que permitiram a realização e premiação da tese. Mas acredito que alguns pontos foram fundamentais.
De antemão e certamente o fator primordial foram a orientação, suporte, ajuda e ensinamentos dos meus orientadores, os professores Roberto Fernando de Souza (in memoriam) e Emilse M. A. Martini, permitindo assim a realização de meu Doutorado com tal êxito.
Com certeza, a minha capacidade em aceitar desafios novos, isto é, buscar na literatura a base científica sobre síntese de materiais e técnicas modernas de caracterização foram determinantes. A partir dessa busca, aumentei minha compreensão sobre o papel do eletrólito no processo de eletrólise da água e projetei um líquido iônico com as propriedades adequadas, mas sem as características indesejáveis, como agente tóxico e corrosivo. O laboratório onde pude desenvolver minhas atividades, Laboratório de Reatividade e Catálise (LRC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), possui um parque de equipamentos modernos e laboratórios adaptados para a realização de sínteses, caracterização e aplicação destes novos líquidos iônicos. O apoio financeiro de diversos órgãos de fomento ao LRC permitiu a aquisição rápida de reagentes e equipamentos. Além disso, tive acesso a uma infraestrutura de grande qualidade do Instituto de Química da UFRGS, Centro de Microscopia (CME) e CNANO, órgãos de apoio da UFRGS fundamentais para uma produção científica de alta qualidade.
Outro fator importante, foi a colaboração dos colegas e dos demais professores do LRC, que se caracterizou por um convívio motivador e de apoio e que foi imprescindível para a realização da minha tese.
Boletim da SBPMat: – Deixe uma mensagem para nossos leitores que são estudantes de graduação ou pós-graduação.
Fernanda Fiegenbaum: – A mensagem que gostaria de passar aos que estão iniciando ou continuando seus estudos é que, apesar das dificuldades e da pressão de cada dia, ao final, é extremamente gratificante participar da construção científica das soluções para os grandes desafios do Brasil e do mundo. O Brasil é um país onde são realizadas pesquisas de ponta e onde há excelentes pesquisadores e laboratórios que competem com os “do primeiro mundo”. Porém, não podemos esquecer que um apoio contínuo é fundamental para valorizar e dar continuidade a tudo que já foi alcançado. Termino, com uma citação de autoria de Marie Skłodowska-Curie: “Nada na vida deve ser temido, somente compreendido. Agora é hora de compreender mais para temer menos”.
Entrevista com Flávio Camargo Cabrera, que ganhou a menção honrosa do Prêmio Capes de Tese na área “Materiais”
Flávio Camargo Cabrera
Tese: “Dispositivo microfluídico de borracha natural (lab-on-a-chip)”.
Orientador: Aldo Eloizo Job.
Instituição: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (POSMAT) da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – campus Presidente Prudente (UNESP/PP).
Flávio Camargo Cabrera fez a sua formação acadêmica na UNESP/PP, cursando nessa instituição a licenciatura em Física (2006 – 2009), o mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais (2010-2012) e o doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais (2012-2015). Desde a iniciação científica até o doutorado, ele desenvolveu projetos de pesquisa baseados no uso de borracha natural contando sempre com a orientação do professor Aldo Eloizo Job e com bolsas da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). Atualmente continua ligado ao POSMAT da UNESP como bolsista de pós-doutorado da CAPES. É autor de 15 artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares e de um pedido de patente.
Boletim da SBPMat: – Na sua visão, qual é a mais relevante contribuição da tese premiada?
Flávio Camargo Cabrera: – A tese apresenta um novo conceito de dispositivo microfluídico flexível, utilizando a borracha natural como material alternativo, orgânico, biocompatível, de fácil manipulação e baixo custo, para a preparação de plataformas lab-on-a-chip.
Com a utilização de novos materiais, abre-se um leque de novas aplicações baseado nas propriedades destes materiais. A maior contribuição é destacar a importância da Ciência de Materiais para o desenvolvimento de tecnologias pré-existentes. Acreditamos que com a evolução de técnicas de preparação e com a miniaturização, seja possível o desenvolvimento de sensores biológicos implantáveis a partir deste novo conceito de dispositivo polimérico.
Boletim da SBPMat: – Cite os principais resultados gerados a partir da tese premiada (papers, patentes, produtos, startups, outros prêmios etc.).
Flávio Camargo Cabrera: – Três artigos foram provenientes desta tese:
– CABRERA F. C., SOUZA J. C. P., JOB A. E., CRESPILHO F. N. (2014) Natural-rubber-based flexible microfluidic device. RSC Advances: an international journal to further the chemical sciences, 4, 35467-35475. Journal RSC Advances, Qualis: B1 em Materiais, fator de impacto 3.840
– CABRERA F. C., MELO A. F. A. A., SOUZA J. C. P., JOB A. E., CRESPILHO F.N. (2015) A flexible lab-on-a-chip for the synthesis and magnetic separation of magnetite decorated with gold nanoparticles, Lab Chip, 15, 1835-1841. Journal Lab on a chip, Qualis: B2 em Física, fator de impacto 6.115
– CABRERA F. C., DOGNANI G., FAITA F. L., DOS SANTOS R. J., AGOSTINI D. L. S.. BECHTOLD I. H., CRESPILHO F. N., JOB A. E. (2015) Vulcanization, centrifugation, water-washing, and polymeric covering processes to optimize natural rubber membranes applied to microfluidic devices. Journal of Materials Science, 51, I. 6, 3003-3012. Journal Materials Science, Qualis: A2 em Materiais, fator de impacto 2.371
Boletim da SBPMat: – Do seu ponto de vista, quais são os principais fatores que permitiram a realização de um trabalho de pesquisa destacado em nível nacional (a sua tese)?
Flávio Camargo Cabrera: – A interdisciplinaridade e parceria entre a FCT UNESP – campus de Presidente Prudente e o grupo de bioeletroquímica coordenado pelo professor Frank Crespilho do IQSC (Instituto de Química da USP de São Carlos) foi primordial para a realização do projeto. Além disso, os projetos INEO (Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica) e o financiamento da FAPESP (Proc. 2011/23362-0) proporcionaram condições para o desenvolvimento do projeto.
Boletim da SBPMat: – Deixe uma mensagem para nossos leitores que são estudantes de graduação ou pós-graduação.
Flávio Camargo Cabrera: – No dia a dia de nossas graduações somos tentados a lutar por sobrevivência, pelo ideal de se formar, publicar um artigo, atingir índices, buscar reconhecimento, entre outros. Não que isto seja ruim, mas não permita que esta rotina tire sua chance de parar por um momento de seu dia, de sua semana, apenas para refletir, pensar, deixar que seus sonhos e ideias ultrapassem o limite conhecido como impossível e se materializem, talvez não sejamos nós a resolver as grandes questões do universo, mas sirvamos de incentivo para que um dia alguém possa fazê-lo.
A Academia Polonesa de Ciências, em conjunto com a Sociedade Europeia de Pesquisa em Materiais (E-MRS), a Sociedade Polonesa de Ciência dos Materiais e a Sociedade Polonesa de Crescimento de Cristais atribuíram o Prêmio Czochralski 2017 à professora Elvira Fortunato, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, como reconhecimento do seu trabalho de pesquisa na área da Ciência dos Materiais Avançados.
Outorgado anualmente desde 2005 pela E-MRS, o Prêmio Czochralski leva o nome de um dos cientistas poloneses mais conhecidos, Jan Czochralski (1885-1953), inventor do processo Czochralski utilizado no crescimento de cristais, em particular de silício.
A professora Fortunato, que mantém próxima relação com a comunidade de Materiais brasileira e proferiu palestra plenária no Encontro da SBPMat de 2016, receberá o prêmio em 20 de setembro deste ano em Varsóvia (Polônia), durante o E-MRS Fall Meeting.
A diretoria e o conselho da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) conclamam a Assembleia Legislativa de São Paulo e o governador Geraldo Alckmin a reverterem o corte no repasse de recursos para a FAPESP, de 1% para 0,89% da arrecadação do Estado, realizado ao final de 2016 para o orçamento de 2017.
O corte é extremamente preocupante por ao menos dois motivos:
i) trata-se de uma decisão grave e lesiva ao desenvolvimento científico e tecnológico do Brasil. Além disso, esse precedente abre as portas para que novas alterações venham a ocorrer no futuro, dificultando à FAPESP o planejamento de seus investimentos em pesquisas básica e aplicada. No médio prazo, isso enfraquece a instituição que hoje tem uma estrutura sólida e que serve de modelo a outras similares no país. A admirada FAPESP, no país e no exterior, foi fruto do esforço de todos os paulistas com o apoio dos governantes do estado desde 1960. Graças ao apoio da FAPESP, o Estado de São Paulo é hoje responsável por cerca de metade de toda a produção científica do Brasil, e tem indicadores de desempenho que se aproximam dos países desenvolvidos.
ii) a diminuição em cerca de 10% no orçamento da FAPESP trará prejuízos a centenas de projetos de pesquisa e inovação, assim como à formação de recursos humanos em ciência e tecnologia. O enfraquecimento da atividade de pesquisa, com certeza, acarretará impactos negativos ao desenvolvimento econômico e social do Estado de São Paulo e do Brasil, no médio e longo prazos.
Na expectativa de que o corte possa ser rapidamente revertido, ressaltamos que só o conhecimento pode gerar o desenvolvimento para construir uma sociedade igualitária. Especialmente em momentos de crise, isso somente será obtido investindo-se em educação, ciência, tecnologia e inovação.
A SBPMat se coloca à disposição para apresentar os impactos diretos da FAPESP nas pesquisas em materiais desenvolvidas no Estado de São Paulo, bem como apresentar os efeitos diretos na economia e inclusão social do Estado.
A diretoria e o conselho da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) apoiam o abaixo-assinado da Academia de Ciências do Estado de São Paulo (ACIESP) pelo repasse de 1% da arrecadação de São Paulo para a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
A diretoria e o conselho da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) declaram seu apoio à iniciativa da SBPC na forma de um abaixo-assinado online, a ser encaminhado para o Presidente da República, para reverter a decisão de transposição de verbas asseguradas das áreas de Educação e Ciência, Tecnologia e Inovação.
Graças a um acordo entre a SBPMat e a E-MRS (European Materials Research Society), dez estudantes membros da SBPMat podem ter isenção da taxa de inscrição do Encontro da E-MRS a ser realizado em Estrasburgo, de 22 a 26 de maio de 2017 (http://www.european-mrs.com/meetings/2017-spring-meeting).
Os interessados devem enviar suas candidaturas por e-mail para emrs2017@sbpmat.org.br até 31 de janeiro de 2017, que deve conter os seguintes itens:
1) Cópia do resumo a ser apresentado
2) Histórico escolar
3) Endereço do Currículo Lattes
Obs. Só podem concorrer estudantes que já pagaram a anuidade de 2017.
Para gerar boleto para pagamento da anuidade, entre na área de sócios usando os campos “login” (se já tem login criado, mesmo tendo esquecido a senha) ou “criar conta”, no cabeçalho do site (sbpmat.org.br).
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Nesta mensagem de Ano Novo para a comunidade da SBPMat, no Brasil e no exterior, minha primeira palavra é de agradecimento. A todos que contribuíram para as atividades da SBPMat, principalmente em nosso Encontro Anual realizado no fim de setembro em Campinas. A despeito das dificuldades por que passa o Brasil, tivemos um número expressivo de participantes, de todas as regiões do país e de muitos outros países. Especialmente gratificante foi observar o alto nível científico do Encontro, que já se torna uma tradição de nossa Sociedade, e a participação de grande número de estudantes. A atuação vibrante de nossos jovens é a garantia da continuidade da pesquisa de qualidade em materiais.
Também foi alvissareiro acompanhar as conquistas e contribuições de pesquisadores brasileiros em áreas diversificadas da pesquisa em materiais, muitas delas noticiadas em nossos Boletins. É demonstração não só da qualidade de nossa comunidade, mas também de sua resiliência para atravessar momentos difíceis.
Ao desejar saúde e sucesso em 2017 a toda nossa comunidade da SBPMat, tomo a liberdade de transmitir meus votos pessoais, com forte abraço, e desejo de encontrá-los em Gramado, de 10 a 14 de setembro, para o nosso próximo Encontro.
Professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Presidente da SBPMAT
XVI Encontro da SBPMat/ XVI B-MRS Meeting
Chamada de simpósios. A SBPMat (B-MRS) está recebendo, até o dia 31 de janeiro, propostas de simpósios temáticos para o XVI Encontro da SBPMat, que será realizado em Gramado (RS) de 10 a 14 de setembro de 2017. Saiba mais.
Gente da comunidade
Entrevistamos Gleison Adriano da Silva, recém formado em Física pela Universidade Federal do Amazonas, que ganhou o prêmio de iniciação científica do CNPq neste ano, e também outras distinções, por seu trabalho sobre síntese e caracterização de materiais nanoestruturados semicondutores. Saiba mais sobre este jovem pesquisador e seu trabalho premiado.
Dicas de leitura
Equipe com participação do Brasil reporta supercondutividade bem acima da temperatura ambiente em grafite natural (divulgação de paper do New Journal of Physics). Aqui.
Oportunidades
Seleção de alunos para o mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais da UTFPR. Aqui.
Concurso docente no Instituto de Química da Unicamp, na área de Química Orgânica. Aqui.
Próximos eventos da área
IV Curso Teórico-Prático de Microscopia Eletrônica de Varredura. Araraquara, SP (Brasil). 30 de janeiro a 3 de fevereiro de 2017. Site.
II Escola de Verão: Desenvolvimento de Fármacos e Medicamentos. Porto Alegre, RS (Brasil). 13 a 17 de fevereiro 2017. Site.
XXXVII Escola de Verão em Química – UFSCar. São Carlos, SP (Brasil). 13 a 17 de fevereiro de 2017. Site.
9th International Conference on Materials for Advanced Technologies. Suntec (Cingapura). 18 a 23 de junho de 2017. Site.
XXXVIII Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência (CBRAVIC) + III Workshop de Tratamento e Modificação de Superfícies (WTMS). São José dos Campos, SP (Brasil). 21 a 25 de agosto de 2017. Facebook.
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.
Nesta mensagem de Ano Novo para a comunidade da SBPMat, no Brasil e no exterior, minha primeira palavra é de agradecimento. A todos que contribuíram para as atividades da SBPMat, principalmente em nosso Encontro Anual realizado no fim de setembro em Campinas. A despeito das dificuldades por que passa o Brasil, tivemos um número expressivo de participantes, de todas as regiões do país e de muitos outros países. Especialmente gratificante foi observar o alto nível científico do Encontro, que já se torna uma tradição de nossa Sociedade, e a participação de grande número de estudantes. A atuação vibrante de nossos jovens é a garantia da continuidade da pesquisa de qualidade em materiais.
Também foi alvissareiro acompanhar as conquistas e contribuições de pesquisadores brasileiros em áreas diversificadas da pesquisa em materiais, muitas delas noticiadas em nossos Boletins. É demonstração não só da qualidade de nossa comunidade, mas também de sua resiliência para atravessar momentos difíceis.
Ao desejar saúde e sucesso em 2017 a toda nossa comunidade da SBPMat, tomo a liberdade de transmitir meus votos pessoais, com forte abraço, e desejo de encontrá-los em Gramado, de 10 a 14 de setembro, para o nosso próximo Encontro.
Nosso entrevistado do mês de dezembro é Gleison Adriano da Silva, um dos vencedores da 13ª edição do Prêmio Destaque na Iniciação Científica e Tecnológica do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). O jovem, que em novembro se diplomou bacharel em Física pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM), ganhou o prêmio de iniciação científica da área de Ciências Exatas, da Terra e Engenharias por um trabalho de sobre caracterização estrutural, térmica e óptica de sistemas semicondutores. O prêmio do CNPq distinguiu seis trabalhos (o melhor de iniciação científica e o melhor de iniciação tecnológica de cada grande área do conhecimento) dentre 467 inscritos, enviados por 167 instituições de ensino e pesquisa do Brasil.
O trabalho que valeu o prêmio a Gleison foi desenvolvido ao longo de três projetos de iniciação científica que o jovem realizou no contexto do Grupo de Materiais do Departamento de Física da UFAM, com orientação do professor Sérgio Michielon de Souza e com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM) e do CNPq. Nesses projetos, foram sintetizados materiais nanoestruturados semicondutores por meio de um processo simples e de baixo custo. Os materiais foram analisados por meio das técnicas de difração de raios X, calorimetria diferencial de varredura, micro-Raman e espectroscopia de absorção fotoacústica, e demonstraram um bom potencial para serem usados como materiais termoelétricos na transformação direta de calor em eletricidade.
Gleison se tornou bolsista de iniciação científica (inicialmente da FAPEAM e depois do CNPq) pouco depois de entrar no curso de bacharelado em Física da UFAM, em 2011. Seu orientador, Sérgio Michielon de Souza, tinha se tornado docente dessa instituição no mesmo ano e estava montando o Laboratório de Materiais no Departamento de Física, processo do qual Gleison participou ativamente. A primeira fase do trabalho foi dedicada à fabricação e estudo do sistema Cd-Se, e seus resultados foram publicados [http://dx.doi.org/10.1016/j.molstruc.2014.06.023] em setembro de 2014 no Journal of Molecular Structure (editora Elsevier), enquanto ele trabalhava na segunda fase do trabalho, voltada ao sistema Ni-Sb. Também em setembro de 2014, Gleison apresentou os resultados parciais dessa segunda fase do trabalho no XIII Encontro da SBPMat, realizado em João Pessoa (PB). Seu pôster foi distinguido no final do evento com o Prêmio Bernhard Gross ao melhor trabalho do simpósio S, dedicado a pôsteres sobre materiais avançados. Em maio de 2015, os resultados finais da pesquisa sobre o sistema Ni-Sb foram publicados [http://dx.doi.org/10.3139/146.111211] no International Journal of Materials Research (editora Carl Hanser Verlag GmbH & Co.). Em setembro de 2015, Gleison apresentou a terceira fase do trabalho, dedicada ao sistema Sn-Se, no XIV Encontro da SBPMat, no Rio de Janeiro (RJ).
Finalmente, em julho de 2016, Gleison teve a grande satisfação de receber o Prêmio Destaque na Iniciação Científica e Tecnológica, em Porto Seguro (BA), durante a 68ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC). Era a terceira vez que o estudante era indicado pela Pró-reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da UFAM para concorrer ao prêmio do CNPq, e dessa vez conquistou a distinção com os resultados finais da pesquisa sobre o sistema Ni-Sb e os resultados parciais da pesquisa sobre o sistema Sn-Se. Três meses depois, Gleison defendeu seu trabalho de conclusão de curso (TCC), elaborado a partir dos estudos com os sistemas Ni-Sb e Sn-Se, e obteve o título de bacharel em Física pela UFAM.
Veja nossa entrevista com Gleison.
Boletim da SBPMat: – Onde você nasceu? Onde morou até iniciar os estudos universitários na UFAM?
Gleison Adriano da Silva: – Sou natural do Brasil Central, Brasília (DF), e tudo começou em 2008 quando me candidatei a missionário/ agente comunitário da Diocese de Roraima na Região Norte do Brasil, sob comando do antigo bispo titular Dom Roque Paloscci, para trabalhar em comunidades no baixo Rio Branco até a sua foz no Rio Negro. Em 2009, prestei o ENEM com êxito para Engenharia Florestal na UFAM, campus Manaus (AM). Sem auxílio financeiro, fui morar em um albergue no Centro de Manaus (AM), entretanto, após processo seletivo na Pró-Reitoria de Assuntos Comunitários, passei a morador da Casa do Estudante Universitário da UFAM. Em 2011, por falta de afinidade ao curso Engenharia Florestal, mudei para o curso bacharelado em Física do Instituto de Ciências Exatas da UFAM.
Boletim da SBPMat: – Poderia nos contar muito brevemente como começou o seu interesse pela ciência e/ou pela pesquisa? Foi na universidade, na infância, na escola?
Gleison Adriano da Silva: – Tudo aconteceu muito rápido. Ao ingressar no curso bacharelado em Física da UFAM, já iniciei na pesquisa científica à convite do Prof. Dr. Sérgio Michielon de Souza e, dada minha inserção junto ao Grupo de Pesquisa em Materiais do Depto de Física da UFAM, pude ter a oportunidade de realizar investigações científicas voltadas na determinação de estruturas cristalinas, evolução micro/nano-estrutural e transformação de fases em materiais intermetálicos utilizando softwares computacionais e técnicas analíticas no Laboratório de Materiais.
Boletim da SBPMat: – Qual é, na sua visão, a principal contribuição contida do trabalho premiado? Ou, quais são as principais contribuições dos trabalhos premiados?
Gleison Adriano da Silva: – Uma observação interessante é que as investigações laureadas estavam coincidentemente relacionadas com os temas celebrativos da UNESCO de 2014 e 2015 intitulado como Ano Internacional da Cristalografia e Ano Internacional da Luz. Nesta perspectiva, as principais contribuições contidas nos trabalhos premiados estavam relacionadas a técnica de difração de raios X, ou seja, transformações e estabilidade de fases cristalográficas das amostras do sistema semicondutor Ni-Sb e Sn-Se durante a síntese de estado sólido, onde foi observado uma forte estabilidade estrutural nos cristais de antimoneto de níquel (NiSb) e uma notável metaestabilidade nos cristais de seleneto de estanho (SnSe).
Um trabalho simples que apresenta características microestruturais e termodinâmicas de dois novos materiais nanoestruturados de interesse científico e tecnológico submetido a uma rota de síntese não complexa e de baixo custo.
Boletim da SBPMat: – Quais foram os critérios que o guiaram para fazer uma pesquisa de qualidade destacada em nível nacional? A que fatores você atribui esta conquista?
Gleison Adriano da Silva: – Não existe ovo de Colombo ou receita de sucesso, só muito trabalho. Nada acontece sem esforço. Como bolsista na iniciação científica eu sempre fui o primeiro a chegar e o último a sair do laboratório. A conquista é reconhecimento do trabalho, entretanto, ninguém consegue nada sozinho.
Boletim da SBPMat: – Convidamos você a deixar alguma mensagem para nossos leitores que estão realizando trabalhos de iniciação científica na área de Materiais.
Gleison Adriano da Silva: – Acreditem no potencial de vocês e no potencial de suas investigações. O sonho é o que move agente, mas não basta só sonhar, tem que correr atrás. Considerem isso também como um incentivo para divulgação de seus resultados em eventos científicos pelo Brasil, em especial nos Encontros Anuais da SBPMat.
Boletim da SBPMat: – O que você fará ou planeja fazer agora que terminou a graduação.
Gleison Adriano da Silva: – Após a saga da graduação, provavelmente procurarei um Programa de Pós-Graduação na Universidade de Brasília (UnB) ou em alguma renomada instituição paulista.
Boletim da SBPMat: – Fique à vontade para outro breve comentário, se desejar.
Gleison Adriano da Silva: – Gostaria de agradecer as cartas de congratulações e aplausos expedidas pelo Chefe do Depto de Física da UFAM, Senhor Prof. Me. Marcílio de Freitas; pela Diretora-Presidente da FAPEAM, Senhora Profa. Dra. Maria Olívia de Albuquerque Ribeiro Simão; e pela Senhora Senadora Vanessa Grazziotin da câmara alta do Congresso Nacional do Brasil (http://www.senado.leg.br/atividade/rotinas/materia/getPDF.asp?t=195150&tp=1).
Também, gostaria de agradecer a cidade de Manaus (AM), a UFAM e a todas as pessoas que direta e/ou indiretamente contribuíram para a minha formação pessoal e acadêmica.
![Imagem de MEV-FEG do corte transversal de uma amostra de telureto de bismuto protegida com uma capa de telúrio amorfo. Adaptada de imagem do artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0]](http://sbpmat.org.br/site/wp-content/uploads/2017/01/MEV.jpg)
![Método de remoção da camada protetora. Adaptação de imagem do artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0](http://sbpmat.org.br/site/wp-content/uploads/2017/01/Metodo-1.jpg)
![Imagens de microscopia de força atômica (AFM) da superfície de filmes de telureto de bismuto de 25 nm de espessura. À esquerda, um filme que foi protegido e teve a camada protetora removida pelo método desenvolvido pelos pesquisadores do INPE. À direita, um filme que não foi revestido. A comparação das imagens mostra que a superfície do filme foi completamente preservada depois da remoção da camada protetora. (Adaptação de imagem publicada no artigo da APL Mat. [http://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4964610] sob licença CC BY 4.0 [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/])](http://sbpmat.org.br/site/wp-content/uploads/2017/01/AFM_sem_label.jpg)
