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Category: Notícias
Gente da nossa comunidade: entrevista com o pesquisador Sidney Ribeiro.
Sidney José Lima Ribeiro nasceu em São Paulo quando findava o ano de 1959. No ensino médio, fez um curso técnico de Química na cidade de Santos. Depois mudou-se para a também paulista Araraquara onde se formou como bacharel (1982), mestre (1987) e doutor (1992) em Química na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP). Começou sua carreira docente no Instituto de Química da UNESP em 1986. De 2001 a 2003, foi chefe do departamento de Química Geral e Inorgânica. Em 2008, tornou-se professor titular. Fez pós-doutorado na França, na École Centrale Paris (1994) e no Centre National d’ Etudes des Telecomunications, CNET (1995).
O professor Sidney Ribeiro é membro do conselho editorial do Journal of Sol-Gel Science and Technology (Springer) e do Journal of Non-Crystalline Solids (Elsevier) e editor do periódico Eclética Química (Instituto de Química da UNESP).
É autor de mais de 300 artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares, 7 livros ou capítulos de livros e 19 pedidos de patentes. Sua produção científica conta com cerca de 5.000 citações. Orientou ou supervisou uma centena de trabalhos de pesquisa, entre teses de doutorado, dissertações de mestrado e projetos de iniciação científica e pós-doutorado.
Foi pesquisador visitante no National Institute for Research in Inorganic Materials (Japão) e professor visitante na Universidade de Trento (Itália), nas Universidades de Angers e Toulouse (França), na Universidade de Aveiro (Portugal) e na Universidade Federal de Juiz de Fora (Brasil).
É membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo desde 2012 e membro titular da Academia Brasileira de Ciências (ABC) desde 2015.
Segue uma breve entrevista com o pesquisador.
Boletim da SBPMat: – Conte-nos o que o levou a se tornar um cientista e a trabalhar na área de Materiais.
Sidney Ribeiro: – Sou Químico. Fiz o curso técnico de Química no Colégio do Carmo em Santos. Depois, já gostando muito de Química vim fazer o curso de Bacharelado aqui mesmo em Araraquara. Me formei em 1982. Fiz Mestrado em Espectroscopia de Lantanídeos aqui na UNESP sob a orientação da Profa. Ana Maria G. Massabni e o doutorado num programa “sanduiche nacional” com parte do trabalho sendo feito aqui em Araraquara e parte na Universidade Federal de Pernambuco sob orientação do Prof. Gilberto Sá. No meu doutorado iniciei o trabalho na interface Química-Física-Ciência de Materiais onde atuamos até hoje. Em 94-95 fiz pós-doutoramento na École Centrale Paris e CNET France Telecom.
Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua própria avaliação, as suas principais contribuições à área de Materiais, considerando todos os aspectos da atividade científica?
Sidney Ribeiro: – Temos trabalhado com materiais contendo íons terras raras com aplicações em fotônica e biomedicina. Temos dois trabalhos de revisão muito bem citados que podem servir de exemplo para aqueles interessados em conhecer melhor nosso trabalho:
1-Carlos, LD et al, Lanthanide-Containing light-emitting organic-inorganic hybrids: a bet on the future, Advanced Materials (2009) 21(5) 509-534.
2-Correia SFH et al, Luminescent solar concentrators: challenges for lanthanide-based organic-inorganic hybrid materials, J. of Materials Chemistry A (2014) 2 (16) 5580-5596.
Nosso programa de pós-graduação é nível 7 na Capes e nossos cursos de graduação estão entre os melhores da América Latina. Esse trabalho de ciência básica tem resultado na formação de mão de obra qualificada (27 mestrados, 20 doutorados e 23 supervisões de pós-doc além de dezenas de alunos de IC), no depósito de pedidos de 19 patentes e em spin-offs ou mesmo cooperações com uma dezena de pequenas empresas que produzem hoje produtos desenvolvidos em nossos laboratórios. O trinômio pesquisa-educação-extensão é muito bem explorado no IQ-UNESP.
Boletim da SBPMat: – Deixe uma mensagem para os leitores que estão iniciando suas carreiras científicas.
Sidney Ribeiro: – Todos nós nascemos gostando de Ciência. Quem, quando criança, num momento de inspiração cientifica, não misturou o perfume da mãe com inseticida e um pouco de azeite de oliva para “ver o que dava”? Esse gosto pela Ciência tem que ser preservado no nosso sistema educacional. E para aqueles que estão iniciando, eu diria somente para ir em frente. O país está precisando. Alguém disse que quando você faz o que gosta você nunca vai “trabalhar”. O trabalho passa a ser o seu hobby e isso é muito legal.
Interviews with plenary speakers of the XV Brazil-MRS Meeting: Lei Jiang (Chinese Academy of Science, China).
By studying spider webs, fish scales, lotus leaves and cactus, the Chinese scientist Lei Jiang (Technical Institute of Physics and Chemistry – Chinese Academy of Science) and his group have developed artificial systems that can be extremely useful for human being. For example, surfaces that exhibit superphobic or superphilic properties concerning water, oil and air. Professor Jiang´s surfaces and interfaces can also be intelligent and switch from superhydrophilicity to superhydrophobicity.
Prof. Jiang will come to Brazil at the end of September to present all these discoveries, and also the concept of “binary cooperative complementary nanomaterials” (BCCNMs), in a plenary lecture of the XV Brazil-MRS Meeting.
Lei Jiang obtained a B.S. in solid-state physics in 1987 and a M.S. in physical chemistry in 1990 from Jilin University of China. Then, he embraced doctoral studies in the same university. After a period in the University of Tokyo (Japan), he obtained his Ph.D. diploma in physical chemistry from Jilin University of China. From 1994 to 1996, he was postdoctoral fellow in the Akira Fujishima‘s group at Tokyo University of Science. Then, he remained in Japan as a researcher of Kanagawa Academy of Sciences and Technology. In 1999, he joined, as a Professor, the Institute of Chemistry at CAS. From 2004 to 2006, he also served as Chief Scientist of the National Center for Nanoscience and Technology of China.
Prof. Jiang (H index=92) is author of two books, 8 review papers and book chapters, and over 500 papers including articles in Nature, Nature Nanotechnology, Nature Materials, among many other high-impact journals. He holds dozens of granted patents and patent applications. His publications have been cited more than 38,000 times.
Lei Jiang is academician of CAS since 2009, foreign member of the US National Academy of Engineering since 2016, fellow of the Royal Society of Chemistry since 2010, and fellow of The World Academy of Sciences (TWAS) since 2012. Jiang acts in the boards of scientific journals Small, Advanced Functional Materials, Advanced Materials Interfaces, NPG Asia Materials, Journal of Inorganic Biochemistry and Materials Research Innovations. He has received many awards and honors granted by Chinese entities. His contributions have also been recognized with the TWAS Chemistry Award in 2011 and the MRS Mid-Career Researcher Award in 2014.
Here follows an interview with Professor Jiang.
SBPMat newsletter: – Explain in a few words your approach to learning from nature.
Lei Jiang: – We learn from nature mainly focusing on biological interfaces with superwettability, and then we investigated the correlation between the multiscale structures and superwettability. After that we design target molecules to prepare bioinspired functional materials with promising applications, such as self-cleaning coatings, water/oil separation, water collection, and energy conversion. Finally, by combining two complementary properties and achieving reversible switching between them, we were able to develop bioinspired smart interfacial materials with superwettability.
SBPMat newsletter: – Do you and your group perform nature observation by yourselves?
Lei Jiang: – Yes, we perform nature observation by ourselves.
SBPMat newsletter: – Do you search for specific plants or animals having in mind specific applications?
Lei Jiang: – Yes, we mainly focus on specific plants or animals with superwettability.
SBPMat newsletter: – Do you work in collaboration with biologists and materials engineers from other groups to understand nature and produce the artificial materials systems?
Lei Jiang: – Yes, we always work in collaboration with other groups, who are focused on materials, mechanics, biology etc., to understand nature and produce the artificial materials systems.
SBPMat newsletter: – Are there products in the market, or almost there, based on your discoveries? How were they created (through patent licensing, spinoff companies, joint development)?
Lei Jiang: – We have transferred several research findings in the laboratory to practical products in the market. Until now, we have cofounded 3 technology companies. As one of the very first commercially available bioinspired material produced in large scale, our superhydrophilic coatings have been applied to landmark buildings such as the China National Grand Theatre, and the Beijing International Airport. Our oil/water separation system has also been applied to more than 630 ships travelling around the world. Based on the materials with special wettability, a bioinspired green printing technology is also currently being used to print newspapers by many publishers.
SBPMat newsletter: – To those readers who may be very curious about your concept of “binary cooperative complementary nanomaterials”, please say a couple of words about it. Is there a philosophical idea behind that concept?
Lei Jiang: – Binary cooperative complementary materials, consisting of two components with entirely opposite physiochemical properties at the nanoscale, are presented as a novel principle for the design and construct of functional materials. By summarizing recent achievement in materials science, it can be found that the cooperative interaction distance between the pair of complementary properties must be comparable with the scale of related physical or chemical parameter. When the binary components are in the cooperative distance, the cooperation between these building blocks becomes dominant and endows the macroscopic materials with unique properties and advanced functionalities that cannot be achieved by either of building blocks. The law of unity and interpenetration of opposites was proposed in “Dialectics of Nature,” an unfinished 1883 work by Friedrich Engels. He stated “Everywhere we look in nature, we see the dynamic co-existence of opposing tendencies. This creative tension is what gives life and motion.” Dialectic was derived from the works of philosophers G. W. F. Hegel (1831) and Heraclitus (500 BC), who thought that everything was constantly changing and that all things consisted of two opposite elements that could change into each other. Ancient Chinese philosophers also utilized “Yin” and “Yang” as two basic polarities of the universe to interpret the binary cooperative complementary phenomenon in nature and the universe. However, Engels simply thought the idea of “Yin” and “Yang” was just an embryo of dialectics in ancient China. However, Chinese philosophers had already studied the evolution process and unity of two opposite elements quantitatively. For example, “I Ching” (1000–750 BC), an ancient Chinese book of changes, stated that 64 Yin-Yang combinations known as “64-gua” are possible with hexagrams (patterns of 6 broken and unbroken lines).
Please find the details about “binary cooperative complementary materials” in ” Science China Materials, 2016, 59, 239–246, http://link.springer.com/
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Link to the abstract of the XV Brazil-MRS Meeting plenary talk “Smart Interfacial Materials from Super-Wettability to Binary Cooperative Complementary Systems”: http://sbpmat.org.br/
Prêmio Kavli 2016 de nanociência para os inventores do microscópio de força atômica.
Na edição 2016, o Kavli Prize–Nanoscience foi concedido a três cientistas que criaram o microscópio de força atômica: Gerd Binnig (IBM Zurich Research Laboratory, Suíça), Christoph Gerber (University of Basel, Suíça) e Calvin Quate (Stanford University, EUA). O prêmio Kavli é outorgado desde 2008 nas áreas de Astrofísica, Nanociência e Neurocências pela Fundação Kavli, a Academia Norueguesa de Ciências e Letras e o Ministério Norueguês de Eduação e Pesquisa.
O microscópio de força atômica (AFM na sigla em inglês), criado na metade da década de 1980, foi o primeiro instrumento que possibilitou tornar visíveis ao olho humano os detalhes de materiais de todos os tipos com resolução de menos de um nanometro (da ordem dos angstroms). Mais recentemente, o instrumento também tem sido utilizado para manipular superfícies com precisão atômica, ao retirar, colocar, trocar ou empurrar átomos, um por um, com a ponta do microscópio.
De acordo com o material de divulgação do site do Kavli Prize, a história do microscópio de força atômica se remonta ao ano 1981, quando o físico alemão Gerd Binnig, junto a Heinrich Rohrer e outros colaboradores criaram, nos laboratórios da IBM em Zürich (Suíça), o microscópio de varredura por tunelamento (STM em inglês), o primeiro instrumento que conseguiu mostrar como é a matéria na escala nanométrica, com resolução de poucos nanometros. O STM, contudo, tinha uma séria limitação: só podia ser usado com amostras de materiais condutores. Binnig ficou pensando em modificações desse microscópio que permitissem superar esse empecilho.
Em 1985, ele depositou o pedido de patente do AFM, que conseguiria fazer imagens de amostras de todos os tipos. Em seguida, convocou dois cientistas com quem tinha trabalhado no desenvolvimento do STM (Gerber e Quate). Juntos montaram o primeiro AFM e com ele fizeram os primeiros experimentos, cujos resultados foram publicados no periódico Physical Review Letters em março de 1986.
Depois de três décadas de desenvolvimento da técnica e do instrumento, a microscopia de força atômica conta com diversos modos de uso, novos instrumentos derivados e novos campos de aplicação (inclusive nas Ciências Biológicas).
Mais informações sobre o AFM e seus realizadores no site do Kavli Prize: http://www.kavliprize.org/prizes-and-laureates/prizes/2016-kavli-prize-nanoscience
Artigo em destaque: Melhores nanoaquecedores para tratar o câncer.
O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Mean-field and linear regime approach to magnetic hyperthermia of core-shell nanoparticles: can tiny nanostructures fight cancer? Marcus S. Carrião, Andris F. Bakuzis. Nanoscale, 2016,8, 8363-8377. DOI: 10.1039/C5NR09093H.
A hipertermia, enquanto tratamento do câncer, é um aumento de temperatura capaz de acionar processos de morte nas células tumorais. Uma das vias para gerar essa alta temperatura é a introdução nos tumores de nanopartículas que funcionam como aquecedores e, depois de cumprirem com a sua função, são eliminadas pelo organismo. Nanopartículas magnéticas podem ser utilizadas nesses tratamentos por terem a capacidade de gerar calor quando submetidas a um campo magnético oscilante de intensidade e frequência adequadas.
Um trabalho de nanomedicina (nanotecnologia para uso em medicina) totalmente realizado na Universidade Federal de Goiás (UFG) sugere uma nova estratégia para o tratamento do câncer por meio de hipertermia: utilizar nanopartículas magnéticas menores do que as normalmente usadas e compostas por mais de um material, as quais apresentariam uma série de vantagens para o paciente. Para chegar nessa conclusão, os autores da pesquisa desenvolveram um método teórico inovador que aponta caminhos para a fabricação de nanopartículas magnéticas do tipo proposto, otimizadas para a hipertermia. O estudo foi reportado num artigo publicado no prestigiado periódico Nanoscale, assinado pelo doutorando Marcus Carrião dos Santos e seu orientador Andris Figueiroa Bakuzis, professor do Instituto de Física da UFG.
Em geral, tratamentos do câncer por hipertermia utilizam nanopartículas homogêneas (feitas de um único material) relativamente grandes, da ordem de 20 nm, que são consideradas as mais eficientes na geração de calor de acordo com estudos baseados em métodos teóricos tradicionais. Entretanto, essas nanopartículas “grandes” se acumulam rapidamente no fígado e podem levar vários meses, e até anos, para sair do organismo do paciente em tratamento. Por sua vez, as nanopartículas menores de 10 nm são eliminadas rapidamente pela urina, diminuindo as possibilidades de intoxicação e, assim, ampliando as opções de materiais que podem ser usados para fabricá-las.
A relação entre o tamanho das partículas e a via de excreção (hepática ou renal) foi uma conclusão à qual Bakuzis e seus colaboradores chegaram a partir de evidências reportadas na literatura científica e de estudos pré-clínicos (in vivo) realizados no contexto de uma rede de pesquisa multidisciplinar, coordenada por Bakuzis, dedicada a resolver problemas associados à utilização de nanopartículas magnéticas para o tratamento do câncer.
Além disso, nanopartículas menores apresentam melhor distribuição e penetração nos tumores, entre outras vantagens no contexto do tratamento do câncer.
Cientes dessas características, Bakuzis e dos Santos pesquisaram a possibilidade de fabricar nanopartículas de menos de 10 nm que conseguissem gerar calor com eficiência. Uma importante inspiração veio de um artigo publicado em 2011 na revista científica Nature Nanotechnology (Nat. Nanotech. 6, 418 (2011)). “Neste artigo os pesquisadores concluíram experimentalmente que determinadas estruturas core-shell heterogêneas (feitas de materiais distintos) a base de ferritas do tipo espinélio aqueciam de forma mais eficiente que partículas homogêneas”, relata o professor Bakuzis.
A dupla de cientistas decidiu então estudar teoricamente se nanopartículas de menos de 10 nm formadas por um núcleo de um material e uma casca de outro material poderiam gerar calor de maneira eficiente e como otimizá-las para essa função. Entretanto, os métodos convencionais disponíveis para fazer essa modelagem não eram adequados. De fato, eles consideravam a nanopartícula como uma entidade homogênea, desprezando o fato de que os átomos da superfície e os do núcleo respondem diferentemente à aplicação do campo magnético. Essa omissão tornava-se mais significativa no caso do estudo de partículas particularmente heterogêneas como aquelas que a dupla pretendia estudar, motivo pelo qual os pesquisadores de Goiás encararam o desenvolvimento de um modelo mais adequado ao objeto de estudo. “No artigo apresentamos o primeiro modelo analítico de hipertermia em nanopartículas core-shell dentro da teoria de resposta linear e campo médio, e, a partir destes cálculos, apontamos importantes propriedades de materiais para alcançar uma geração de calor eficiente”, diz Bakuzis.
Os resultados publicados no artigo, obtidos por dois cientistas formados em física, poderão ter um impacto significativo num tema do campo da saúde que preocupa a humanidade, a cura do câncer. “Nossos estudos indicam que é possível desenvolver partículas pequenas para o tratamento oncológico que possam ser eliminadas rapidamente do corpo por meio desta rota renal. Em particular, por meio da combinação de diferentes materiais na nanoestrutura”, resume Bakuzis.
Para trabalhar com impacto nesse tema de interface, Bakuzis está sempre em contato com conhecimento de diversas áreas. Além de liderar a rede multidisciplinar de nanomedicina que inclui pesquisadores com formação em biologia tumoral, genética, fisiologia, farmácia, medicina veterinária, biofísica, física, física medica e química, o professor e seu grupo participam ativamente de eventos científicos que reúnem diversos profissionais, inclusive médicos com várias especializações que já utilizam a hipertermia em humanos para tratamento do câncer. “Estes contatos científicos são fundamentais em áreas de interface como a que nosso grupo atua”, conclui Bakuzis.
A pesquisa que gerou o artigo na Nanoscale recebeu financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG) e foi realizada como parte do trabalho de doutorado de Marcus Carrião dos Santos.
Ex-presidente da SBPMat Fernando Lázaro Freire Junior toma posse da função de diretor do Departamento de Física da PUC-Rio.
O professor Fernando Lázaro Freire Junior, um participativo membro da SBPMat desde sua fundação, assumiu o cargo de diretor do Departamento de Física da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) em cerimônia de posse realizada no dia 31 de maio deste ano.
Formado em Física pela PUC-Rio nos níveis de graduação, mestrado e doutorado, Freire Junior começou a lecionar nessa universidade em 1979. Em 1985, tornou-se professor assistente após ser aprovado em concurso público. Em 2012, tornou-se professor titular. De 2003 a 2008, foi diretor do Departamento de Física da universidade, posição que volta a ocupar neste ano. Entre 2011 e 2015, atuou como diretor do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF).
Na SBPMat, Fernando Lázaro Freire Junior foi membro da diretoria fundadora (2001), diretor científico de 2004 a 2005, presidente por dois mandatos consecutivos entre 2006 e 2009 e diretor financeiro de 2012 a 2013, entre outras funções.
Veja notícia no site da PUC-Rio sobre a posse do prof. Freire Junior na função de diretor do Departamento de Física: http://jornaldapuc.vrc.puc-
Publicação de trabalhos do XV Encontro da SBPMat.
No contexto de uma colaboração entre o Institute of Physics (IOP) e a SBPMat iniciada em 2015, os trabalhos apresentados no XV Encontro da SBPMat poderão ser submetidos por seus autores a avaliação por pares para publicação em periódicos científicos do IOP.
Neste ano, mais periódicos foram incluídos na lista daqueles que podem ser escolhidos pelos autores. Os papers aceitos para publicação em algum dos 9 periódicos propostos, após passarem pelo processo de análise convencional das revistas, serão reunidos e destacados numa coleção online dedicada à SBPMat. Mais informações sobre as submissões serão oportunamente divulgadas no site do evento e nos canais da SBPMat.
Dentro desta colaboração, 13 trabalhos apresentados no encontro de 2015 já foram publicados e destacados.
Relação de periódicos do IOP contemplados na colaboração:
· 2D Materials
· Biomedical Materials
· Biomedical Physics and Engineering Express
· Journals of Physics: Condensed Matter
· Journals of Physics D: Applied Physics
· Materials Research Express
· Nanotechnology
· Semiconductor Science and Technology
· Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering
Boletim da SBPMat – edição 45.
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Artigo em destaque: Nanotubos que se espiralam ao som de tango ou chorinho.
O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Defect-Free Carbon Nanotube Coils. Nitzan Shadmi, Anna Kremen, Yiftach Frenkel, Zachary J. Lapin, Leonardo D. Machado, Sergio B. Legoas, Ora Bitton, Katya Rechav, Ronit Popovitz-Biro, Douglas S. Galvão, Ado Jorio, Lukas Novotny, Beena Kalisky, and Ernesto Joselevich. Nano Lett., 2016, 16 (4), pp 2152–2158. DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b03417.
Nanotubos que se espiralam ao som de tango ou chorinho
Entre as numerosas aplicações que se vislumbram para os nanotubos de carbono, constam alguns dispositivos nanoeletrônicos que aproveitariam a excelente capacidade de conduzir a eletricidade que os diminutos tubos de grafeno podem apresentar. Para que os nanotubos tenham um bom desempenho em algumas aplicações desse tipo, um dos formatos mais adequados seria o espiralado, formado por um nanotubo único, com suas duas pontas livres de modo a poder fazer contato com outros componentes dentro de um dispositivo. Além disso, para não perder condutividade, a bobina de nanotubo deveria apresentar baixa densidade de defeitos estruturais.
Contudo, na prática, conseguir que tubinhos de 1 nm de diâmetro se enrolem em espirais sem gerar imperfeições e deixando suas pontinhas separadas do feixe não é tarefa simples para o ser humano.
Num artigo publicado na prestigiada revista Nano Letters, destacado na capa da edição de abril deste ano, uma equipe de 14 cientistas reportou a formação de espirais de nanotubos, sem defeitos e com pontas livres, a partir de um mecanismo de enrolamento espontâneo de nanotubos de carbono de parede única. O trabalho foi liderado por pesquisadores do Weizmann Institute of Science (Israel) e contou com participação de quatro cientistas de universidades brasileiras (Unicamp, UFMG e Universidade Federal de Roraima), do ETH Zürich (Suíça) e da israelense Bar-Ilan University.
A equipe dispôs nanopartículas de ferro sobre substratos de dióxido de silício e acrescentou um gás contendo carbono – uma combinação conhecida por promover o crescimento de longos nanotubos de parede única, que podem chegar a mais de 100 micrometros de altura. Os nanotubos crescem como árvores, de forma perpendicular ao substrato.
Nessas condições, os cientistas geraram uma série de nanotubos de carbono nas amostras, sendo que alguns deles se apresentaram espontaneamente em formato de espiral. Os autores analisaram as espirais de nanotubos por meio de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão e de microscopia de força atômica, obtendo informações como o diâmetro, altura e quantidade de voltas das espirais. Usando a técnica de espectroscopia Raman, os autores continuaram investigando as espirais de nanotubos e concluíram que a concentração de defeitos estruturais era muito baixa e que o diâmetro e quiralidade dos nanotubos eram os mesmos ao longo de toda a espiral. As análises por Raman foram parcialmente realizadas na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) pelo professor Ado Jorio.
Para compreender o mecanismo de formação das espirais, a equipe apelou para simulações atomísticas de dinâmica molecular, que estudam os movimentos físicos de átomos e moléculas. Essas simulações foram dirigidas pelo professor Douglas Soares Galvão (Instituto de Física Gleb Wataghin- Unicamp) e realizadas pelo pós-doc Leonardo Dantas Machado, ex-orientando de Galvão, e pelo professor Sergio Benites Legoas (Universidade Federal de Roraima), ex-bolsista de pós-doutorado do grupo de Galvão. No IFGW – Unicamp, Douglas Galvão coordena um grupo de pesquisa especializado em simulação e modelagem computacional de propriedades de nanoestruturas, em especial envolvendo nanofios e nanotubos, que colabora frequentemente com grupos experimentais de diversos países. Por meio das simulações, o grupo consegue estudar, compreender e prever fenômenos que às vezes não conseguem ser diretamente visualizados ou experimentalmente acessados na escala de tempo em que ocorrem.
Em grandes linhas, as simulações realizadas mostraram que, depois de crescerem verticalmente, os nanotubos que tinham formado espirais começaram a se depositar de baixo para cima sobre o substrato formando uma primeira volta, como resultado da sua interação com o fluxo de gás de carbono e com o substrato. Depois desse passo inicial, os nanotubos continuaram a se depositar em formato de espiral, espontaneamente e com constância, completando até 74 voltas.
A equipe também investigou o desempenho das espirais como indutores (dispositivos espiralados ao longo dos quais passa corrente elétrica, gerando um campo magnético, também conhecidos como bobinas eletromagnéticas) – uma aplicação dos nanotubos que não tinha sido estudada até esse momento. As espirais de nanotubos do artigo da Nano Letters demonstraram que, apesar de altamente condutoras, não estão prontas ainda para serem usadas como indutores eficientes. Contudo, por meio da análise de seu comportamento elétrico e magnético, o artigo trouxe valiosas e novas informações que podem ser utilizadas no desenvolvimento de dispositivos indutores a partir de nanotubos.
De acordo com o professor Galvão, o trabalho publicado na Nano Letters é uma continuação de um projeto anterior sobre serpentinas de carbono, que envolveu seu grupo, o grupo de Israel, liderado por Ernesto Joselevich, e o professor Ado Jorio (UFMG). Esse primeiro trabalho também gerou um artigo destacado na capa de uma prestigiada revista, no caso, a Physical Review Letters (Dynamics of the Formation of Carbon Nanotube Serpentines, L. D. Machado, S. B. Legoas, J. S. Soares, N. Shadmi, A. Jorio, E. Joselevich, and D. S. Galvão, Phys. Rev. Lett. 110, 105502 – Published 8 March 2013).
A história da colaboração entre os brasileiros e o grupo de Israel, conta Galvão, começou em uma conferência na Espanha, na qual o brasileiro assistiu a uma apresentação de Joselevich sobre os nanotubos de carbono com formato de serpentina. “Eu achei o problema muito interessante”, diz Galvão. Por coincidência, os dois cientistas se encontraram novamente num evento brasileiro de física da matéria condensada e almoçaram juntos na companhia de Ado Jorio. Ali nasceu a colaboração. “Do ponto de vista de simulação, era um projeto bastante desafiador e difícil (além da necessidade de desenvolver novos protocolos especificamente para o problema, as simulações envolveram milhões de átomos), mas o Leonardo e o Legoas conseguiram resolver”, relata Galvão.
Além de consistentes do ponto de vista científico, as simulações ficaram interessantes do ponto de vista estético. A esse respeito, o professor Galvão compartilha uma anedota. “O Joselevich, que é argentino de nascimento, conhece bem o Brasil e a cultura brasileira. A primeira vez que ele viu as simulações das serpentinas, ele disse que se lembrou da música “Brasileirinho”. Nós fizemos umas versões dos vídeos incorporando o Brasileirinho como trilha musical e, em homenagem a ele, dentro da rivalidade Brasil-Argentina, outras com tangos. O Brasileirinho, ganha, claro”, brinca o professor.
Dois vídeos de nanotubos dançando e formando espirais podem ser acessados sem custo nas informações de apoio (supporting info) publicadas junto ao paper da Nano Letters: http://pubs.acs.org/
Entrevistas com “plenary speakers” do XV Brazil-MRS Meeting: Elvira Fortunato (Universidade Nova de Lisboa, Portugal).
O mês de julho de 2008 foi talvez um dos mais gratificantes, até o momento, na trajetória profissional da cientista portuguesa Elvira Fortunato, e também um dos mais ocupados por entrevistas para a mídia. De fato, nesse mês ela soube que tinha vencido uma competição do Conselho de Pesquisa Europeu (ERC), ganhando um auxílio financeiro de 2,25 milhões de euros, o “Advanced Grant”, para realizar um projeto de eletrônica transparente. Intitulado “Invisible”, o projeto propunha o desenvolvimento de transístores transparentes, fabricados utilizando óxidos metálicos como componentes semicondutores, em vez do tradicional silício. Além de serem transparentes, esses materiais apresentam vantagens econômicas, ecológicas e de desempenho nos transístores.
Julho de 2008 foi também o mês da prolífera divulgação na web de uma inovação em escala mundial desenvolvida sob liderança de Elvira Fortunato no laboratório do Centro de Investigação de Materiais (CENIMAT), na Universidade Nova de Lisboa, campus de Caparica: o transístor de papel. Fortunato e sua equipe inseriram os componentes condutor e semicondutor do transístor em ambos os lados de lâminas de papel comum (de celulose vegetal), usando processos de fabricação simples, amigáveis com o meio ambiente e realizados a temperatura ambiente. Além de usar o papel como suporte, a equipe portuguesa inovou ao dar a esse material uma função ativa: a de atuar como componente isolante do transístor. Diferentemente dos transístores tradicionais baseados em silício, o transístor de papel da equipe portuguesa é flexível, reciclável, feito de material renovável e muito mais barato. Com essas características, abre inúmeras possibilidades de aplicação da “eletrônica de papel” (conceito cunhado por Fortunato e registrado por meio da marca Paper-e®), desde biossensores até embalagens inteligentes.
Elvira Fortunato começou a encantar-se pela ciência na infância ao ver uma célula de cebola num microscópio óptico. A paixão pela investigação científica se afirmou em 1987, quando Elvira, cursando o último ano da graduação em Engenharia Física e dos Materiais da Universidade de Nova Lisboa (UNL), teve a oportunidade de fazer parte da equipe de um laboratório de microeletrônica. Dando sequência a sua formação científica na UNL, Fortunato desenvolveu trabalhos de pesquisa sobre silício amorfo e obteve o título de mestre em materiais semicondutores (1991) e doutora em Ciência dos Materiais com especialização em microeletrônica e optoeletrônica (1995). Em 1991 iniciou sua carreira docente na UNL. Em 1998 assumiu a diretoria do CENIMAT, cargo que ocupa até o presente. Em 2012, tornou-se professora titular do Departamento de Ciência dos Materiais da Faculdade de Ciências e Tecnologia da universidade. Desde final de 2015, integra, junto a outros seis cientistas europeus de diversas áreas, o primeiro grupo de conselheiros científicos, dedicado a fortalecer as políticas da União Europeia para temas científicos, o High Level Group of Scientific Advice Mechanism.
Em umas três décadas de atividades de pesquisa, a cientista de materiais, cujo índice H é de 54 segundo o Google Scholar, teve cerca de 500 artigos publicados e mais de 50 patentes depositadas. Sua produção científica reúne mais de 14.000 citações.
Elvira Fortunato já recebeu dezenas de distinções de diversas entidades; entre elas, a Ordem do Infante D. Henrique, grau “grande oficial”, entregue pelo Presidente da República Portuguesa (2010). No que vai deste ano, a cientista já foi distinguida com dois importantes prêmios. Junto a seu marido, o cientista Rodrigo Martins, ficou entre os finalistas do European Inventor Award 2016, do escritório de patentes europeu, pela invenção do transistor de papel. Além disso, a pesquisadora foi distinguida pela Academia Europeia das Ciências (EURASC) com o prêmio Blaise Pascal Medal for Materials Science 2016, que também a torna fellow dessa academia.
No final de setembro próximo, Elvira Fortunato estará no Brasil, na cidade de Campinas (SP), no XV Brazil-MRS Meeting, proferindo uma palestra plenária. O tema será a eletrônica verde, conceito que abrange o desenvolvimento de componentes e dispositivos fabricados a partir de processos amigos do meio ambiente, usando materiais como a celulose produzida por bactérias, além dos óxidos metálicos, o papel comum e o papel nanoestruturado. Num exercício de imaginação, a palestrante mostrará algumas das inúmeras possibilidades de aplicações desses dispositivos verdes.
Segue uma mini entrevista com a cientista portuguesa.
Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua avaliação, os principais resultados da investigação desenvolvida por você e seu grupo no campo da eletrônica invisível e da eletrônica de papel? Já há produtos no mercado ou protótipos? Patentes licenciadas? Conseguiram avanços nas técnicas de fabricação? Se quiser, compartilhe com nossos leitores referências de artigos ou patentes.
Elvira Fortunato: – Na área da electrónica transparente as aplicações mais imediatas são na área dos mostradores planos. A nova geração de mostradores vai passar a utilizar a tecnologia OLED em detrimento da LCD e os transístores de filme fino feitos à base de óxidos metálicos possuem um desempenho superior aos utilizados, razão pela qual passarão a substituir os actuais baseados em silício amorfo. Já há protótipos no mercado, em especial das empresas líderes nesta área como é o caso da SAMSUNG e LG.
Na área do papel electrónico, sendo uma área mais disruptiva, ainda não há produtos no mercado, contudo achamos que num horizonte a curto/médio prazo irá estar muito presente na área das embalagens inteligentes e na internet das coisas. Em termos de embalagens existem alguns protótipos, em especial nos países nórdicos, em embalagens para medicamentos.
Temos várias patentes nossas e outras em parceria com empresas, na área do papel electrónico e electrónica transparente.
Pode obter mais informações sobre electrónica transparente e electrónica de papel em:
- E. Fortunato, P. Barquinha, and R. Martins, “Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors: A Review of Recent Advances,” Advanced Materials, vol. 24, pp. 2945-2986, Jun 2012.
- R. F. P. Martins, A. Ahnood, N. Correia, L. Pereira, R. Barros, P. Barquinha, et al., “Recyclable, Flexible, Low-Power Oxide Electronics,” Advanced Functional Materials, vol. 23, pp. 2153-2161, May 2013.
Boletim da SBPMat: – Na sua opinião, quais são os próximos passos ou desafios para se chegar a uma eletrônica verde amplamente difundida?
Elvira Fortunato: – A investigação científica associada aos recentes desenvolvimentos tecnológicos estão a passar cada vez mais por uma forte consciencialização do meio ambiente e dos efeitos nefastos de que somos já vítimas neste momento, pelo que existe por parte da comunidade científica essa preocupação. Penso também que nessa área a conferência recente em Paris COP21 fez grandes avanços em especial com o “Acordo de Paris”, compromisso histórico assinado por 195 países no âmbito do Desenvolvimento Sustentável para 2030.
Boletim da SBPMat: – Deixe um convite ou mensagem sobre sua palestra plenária para os leitores que vão participar do XV Brazil-MRS Meeting.
Elvira Fortunato: – Caso estejam interessados em ver como é possível tornar os sonhos realidade, venham ver a palestra “Green electronics: a technology for a sustainable future”.
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Link para o resumo da plenária de Elvira Fortunato: http://sbpmat.org.br/15encontro/speakers/abstracts/4.pdf