Boletim SBPMat – edição 17 – janeiro 2014

 

Edição nº 17 – Janeiro de 2014

Saudações, .

Novidades da SBPMat

XIII Encontro da SBPMat: simpósios.

Veja a lista dos simpósios aprovados para o encontro deste ano. Aqui.

Artigo em destaque

Assinado por 19 autores, o paper destacado neste mês por nosso boletim é sobre nanofitas de grafeno dopadas com nitrogênio, fabricadas por CVD num processo só. No artigo publicado na Advanced Functional Materials, os cientistas mostram que o nitrogênio aumenta o comportamento semicondutor e a reatividade química das nanofitas, ampliando as possibilidades de aplicações em eletrônica, além de gerar uma morfologia particular em suas bordas. Parte do trabalho foi realizada na UFPE. Aqui.

História da pesquisa em Materiais

A Área de Materiais da CAPES completa, nestes dias, seu sexto ano de existência. Conheça um pouco da história de seu surgimento por meio da matéria que preparamos com base em entrevista ao professor Lívio Amaral, um dos propulsores de sua criação. Aqui.

Gente da nossa comunidade

Ex-presidente da SBPMat José Arana Varela é o primeiro pesquisador brasileiro contemplado com o prêmio Bridge Building Award, da American Ceramic Society.  Aqui.

Dicas de leitura

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

  • Sistema de nanopartículas que entregam diversas drogas contra o câncer em diferentes partes da célula (divulgação de paper da Advanced Functional Materials). Aqui.
  • Nanopartículas detectam tumores com base na amplificação de sinais do microambiente (divulgação de paper da Nature Materials). Aqui.
  • Estudo liderado por brasileiro apresenta metamateriais que realizam operações matemáticas com ondas eletromagnéticas (divulgação de paper da Science). Aqui.
  • Nova técnica integra grafeno com outros materiais formando uma folha bidimensional e sem emendas (divulgação de paper da Science). Aqui.

Livros, apresentações, material mutimídia etc.

  • Resenha do livro “Nanotechnology for the Energy Challenge“. Aqui.
  • Resenha do livro “Biopolymer Nanocomposites“. Aqui.

Inovação: no mercado ou quase.

  • Borracha feita com a planta dente-de-leão para pneus: desenvolvimento multidisciplinar do Instituto Fraunhofer e a fabricante Continental Aqui.

Aniversários.

  • A 100 anos do descobrimento da cristalografia de raios X, 2014 é o Ano Internacional da Cristalografia. Aqui.

Próximos eventos da área

  • VI Curso do Método Rietveld de Refinamento de Estrutura. Aqui.
  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Aqui.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Aqui.
  • 1st International Conference on Polyol Mediated Synthesis. Aqui.
  • 13th European Vacuum Conference + 7th European Topical Conference on Hard Coatings + 9th Iberian Vacuum Meeting. Aqui.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.
  • XIII Encontro da SBPMat. Aqui.
Nosso perfil no TwitterNossa página no Facebook
Para divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.
Descadastre-se caso não queira receber mais e-mails.

 

Aniversário da Área de Materiais da CAPES. Parte 1.

Neste final de janeiro de 2014, a comunidade brasileira de pesquisa em Materiais tem um aniversário para comemorar: a área de Materiais da CAPES/MEC (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior do Ministério da Educação) completa seu sexto ano de existência.

De fato, foi no dia 30 de janeiro de 2008 que a Assessoria de Imprensa da CAPES publicou uma nota em que anunciava a introdução de modificações na tabela das áreas do conhecimento. Essa tabela estabelece uma relação das áreas do conhecimento, organizadas em grandes áreas, áreas, subáreas e especialidades, e é utilizada nas avaliações dos programas de pós-graduação no Brasil. Entre as mudanças divulgadas na nota em questão, consta a inserção da área “Materiais”, até então inexistente, que a partir daquele momento faria parte da grande área “Multidisciplinar”, a qual havia sido criada recentemente.

Um dia antes dessa divulgação, o ofício circular 014/2008 da Diretoria de Avaliação da CAPES tinha sido enviado a todos os coordenadores de programas de pós-graduação identificados previamente como possíveis aderentes a serem agrupados na nova área.  O ofício informava que uma reunião recente do Conselho Superior da CAPES aprovara a criação da nova área de avaliação “Materiais”, e também que tinha sido nomeado para coordenador pró-tempore o físico Lívio Amaral, professor da UFRGS. Além disso, o ofício pedia aos coordenadores que, se fosse do interesse de seus programas vincular-se à nova área de avaliação, comunicassem essa decisão.

Os antecedentes

Em setembro de 2002, o professor Amaral participara de uma reunião na sede do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) convocada pelo professor Celso de Melo, que era diretor no conselho. O tema da reunião era a área de Ciência e Engenharia de Materiais e os Comitês Assessores daquele órgão, e os outros participantes eram os professores Glória de Almeida Soares (COPPE-UFRJ), Elson Longo (UFSCar) e João Marcos Alcoforado Rebello (COPPE-UFRJ).

Um documento assinado pelos participantes da reunião explicita problemas na avaliação de projetos de pesquisa da área de Materiais. Em poucas palavras, ao não existir, nesse momento, Comitê de Assessoramento da área de Materiais, os projetos e pedidos de bolsa de produtividade referentes à Ciência ou Engenharia de Materiais eram muitas vezes avaliados com parâmetros discutíveis ou encaminhados de área em área até achar quem pudesse avaliá-los, situação que aumentava significativamente o número de recursos recebidos pelo CNPq e o tempo de resposta para o pesquisador proponente. Para resolver este problema, propunha-se no documento, inicialmente, criar uma comissão com representantes das diferentes áreas do conhecimento que envolvem “Materiais” e, igualmente, que deveriam ser chamadas ao debate  as sociedades científicas com alguma relação com materiais, para que, qualquer que fosse o encaminhamento futuro, o mesmo contasse com amplo respaldo da comunidade técnico-científica.

“Desde a metade dos anos 1990 esta questão de uma área de Materiais nas agências de fomento já era considerada”, diz Lívio Amaral. “Isto se dava no contexto da criação de uma sociedade brasileira de Materiais tendo como referência a MRS, o que acabou ocorrendo no início dos anos 2000. Na época havia bastante debate em várias situações como, por exemplo, nos Encontros Nacionais de Física da Matéria Condensada da Sociedade Brasileira de Física”, completa.

Em paralelo, o professor Amaral estava acompanhando essa questão dentro da CAPES, onde era coordenador da área de Física e Astronomia. De acordo com Amaral, por meio das avaliações trienais, era possível verificar que vários programas de pós-graduação, independentemente do nome que tinham e em quais áreas da CAPES estavam abrigados, formavam mestres e doutores com produção intelectual em Materiais. “Como, além de coordenador de área, eu participava do Conselho Técnico-Científico da CAPES, tinha a oportunidade de levar toda esta questão para debate naquele Conselho”, lembra o professor.

No período, Jorge Almeida Guimarães, que se tornaria presidente da CAPES em 2004, era coordenador da área de Biológicas II, e, da mesma forma que o professor Amaral, participava do Conselho Técnico-Científico e era professor da UFRGS. “Nós discutíamos bastante sobre a necessidade de se criar duas novas áreas, a de Materiais e a de Biotecnologia”, relata Lívio Amaral.

Além disso, lembra Amaral, ocorria então outra favorável coincidência. O presidente da CAPES nesse momento era o professor Abílio Afonso Baeta Neves, que tinha sido anteriormente pró-reitor de pós-graduação da UFRGS no período em que fora encaminhado o programa de pós-graduação em Ciência dos Materiais na universidade por iniciativa de professores dos departamentos de Física, inclusive Amaral, Engenharia e Química. “Em síntese, neste quadro, a discussão sobre novas áreas, dentro e fora do Conselho Técnico-Científico, era bastante frequente por essas circunstâncias”, resume o professor Amaral.

Reunião do Conselho Técnico-Científico da CAPES no período da presidência do professor Abílio Baeta Neves. Sentados à mesa, o terceiro a partir da esquerda é o presidente; o sexto, falando, é o professor Jorge Guimarães; o sétimo é o professor Lívio Amaral. (Foto cedida por Lívio Amaral)

 A decisão da criação

De acordo com Amaral, em julho de 2007, a CAPES realizou uma reunião em Brasília tendo em vista a possível criação de uma nova área do conhecimento, a se denominar “Materiais”. Representantes de vários programas de pós-graduação foram convidados, inclusive o professor Lívio, que, à época, era coordenador do programa da UFRGS.

No ofício-convite enviado pela Diretoria de Avaliação da CAPES, constava: “A agência tem conferido a essa área a importância merecida, dada a relevância que tem, na ciência e na tecnologia atuais, a criação de novos materiais. O Conselho Superior da CAPES, além disso, já autorizou a Diretoria a criar a área em questão. Para tal decisão, a reunião do dia 31 de julho será decisiva, porque permitirá concluir se é ou não do interesse dos programas – e da ciência e tecnologia brasileiras – essa medida inovadora. A nova área reuniria todos os programas que – repartidos hoje por distintas áreas do conhecimento – destacam esse tema prioritário para o País e para a ciência aplicada”.

“A reunião, então, foi conclusiva para criação da nova área e desenhou os marcos iniciais para a mesma”, afirma Amaral. Assim, na data de 25 de janeiro de 2008 foi publicada no Diário Oficial da União a portaria 09 da CAPES, que no seu artigo 3o criava duas novas áreas de conhecimento, “Materiais” e “Biotecnologia”, e designava seus coordenadores pro tempore.

—————————————————————–

Anexo

Relação dos programas de pós-graduação que aderiram à área de Materiais (situação de março de 2008).

1. Programa de Pós-Graduação em Materiais – UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
2. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
3. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais – UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
4. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais – UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNANBUCO
5. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” – UNESP-BAURÚ
6. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
7. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
8. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – SÃO CARLOS
9. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” – UNESP- CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA
10. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais – UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA.

—————————————————————

Você tem mais alguma informação ou fotografias desta história? Deixe seu comentário abaixo ou entre em contato pelo e-mail comunicacao@sbpmat.org.br.

Artigo em destaque: Mudando as propriedades e a morfologia de nanofitas de grafeno com nitrogênio.

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

Josue Ortiz-Medina, M. Luisa García-Betancourt, Xiaoting Jia, Rafael Martínez-Gordillo, Miguel A. Pelagio-Flores, David Swanson, Ana Laura Elías, Humberto R. Gutiérrez, Eduardo Gracia-Espino, Vincent Meunier, Jonathan Owens, Bobby G. Sumpter, Eduardo Cruz-Silva, Fernando J. Rodríguez-Macías, Florentino López-Urías, Emilio Muñoz-Sandoval, Mildred S. Dresselhaus, Humberto Terrones, Mauricio Terrones. Nitrogen-Doped Graphitic Nanoribbons: Synthesis, Characterization, and Transport. Advanced Functional Materials 2013, 23, 3755-3762. DOI: 10.1002/adfm.201202947

Texto de divulgação:

Mudando as propriedades e a morfologia de nanofitas de grafeno com nitrogênio

Várias camadas de grafeno com forma de fitas (estreitas e compridas) são chamadas de nanofitas grafíticas. Esses materiais têm sido objeto de estudos para controlar suas propriedades por diversos métodos, como por exemplo a dopagem, na qual se introduzem, na rede de carbono que forma o grafeno, átomos de elementos “estrangeiros”.

Em um trabalho liderado por cientistas da Pennsylvania State University com a participação de pesquisadores de instituições dos Estados Unidos, México, Espanha e Brasil, nanofitas grafíticas dopadas com nitrogênio foram fabricadas pelo método de deposição química de vapor (CVD) e mostraram características novas, ligadas à introdução do nitrogênio: maior comportamento semicondutor, promissor para aplicações em dispositivos eletrônicos, reatividade química e uma morfologia muito particular em suas bordas. A pesquisa foi publicada na prestigiada Advanced Functional Materials.

“Este artigo mostrou pela primeira vez que é possível fazer dopagem com nitrogênio na mesma síntese por CDV das nanofitas de grafite, e que é possível controlar o nível de dopagem durante a síntese”, destaca Fernando Rodríguez-Macías, professor visitante estrangeiro na Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e um dos autores do artigo científico. De nacionalidade mexicana, Rodríguez-Macías chegou à UFPE em 2012, durante seu ano sabático, para trabalhar como professor visitante estrangeiro no Departamento de Química Fundamental e no Programa de Pós-graduação em Ciência de Materiais da universidade, com apoio da Rede Nanobiotec-Brasil da CAPES. “Prolonguei a minha estada por mais um ano, para continuar até 2014 fazendo colaboração em estudos de produção de nanoestruturas de carbono, de bionanotecnologia e de toxicidade de nanomateriais”, diz o professor. “Também estou dando aulas de preparação e caracterização de materiais”, completa.

As nanofitas dopadas

Os autores do artigo mostraram que diferentes concentrações de nitrogênio geram mudanças controladas no comportamento do material. Particularmente, os cientistas provaram que, quanto mais nitrogênio introduzido na estrutura do grafeno, mais predominante o comportamento semicondutor das nanofitas. Como explicação a esse fenômeno, os pesquisadores sugeriram, com base em cálculos teóricos, que os átomos de nitrogênio das nanofitas dopadas agem como centros espalhadores de elétrons e acabam diminuindo o comportamento condutor do grafeno não dopado. “O controle do nível de dopagem permite mudar as propriedades elétricas das nanofitas, o que pode ser útil para aplicações em transistores e outros dispositivos eletrônicos”, diz Rodríguez-Macías.

Além disso, o artigo mostra que também a reatividade das nanofitas pode mudar com o nível de dopagem. O grafeno puro, explica o professor visitante da UFPE, é muito inerte e tem interações limitadas com muitas substancias químicas; já as nanofitas dopadas com nitrogênio são mais reativas, o que as torna mais úteis para aplicações em sensores e em catálise.

Quanto à morfologia, os autores do artigo observaram que as nanofitas dopadas com nitrogênio apresentam laços em suas bordas, unindo diferentes folhas de grafeno. “Esta morfologia não é apresentada por nanofitas de grafite não dopadas”, afirma Rodríguez-Macías.

Esta figura, enviada pelo professor Fernando Rodríguez-Macías, mostra as nanofitas grafíticas dopadas com nitrogênio em três escalas. A microscopia eletrônica de varredura (canto superior esquerdo) mostra como estas fitas estão formadas por várias camadas e apresentam uma superfície curva e com rugosidade. A microscopia eletrônica de transmissão (canto inferior esquerdo) mostra que as camadas da nanofita são folhas de grafeno. A microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (direita) mostra que as camadas de grafeno nas bordas das nanofitas formam laços unindo diferentes folhas de grafeno.

As colaborações

Quase todo o trabalho de síntese de materiais do artigo da Advanced Functional Materials foi desenvolvido na Pennsylvania State University; já a caracterização foi feita em colaboração com outros pesquisadores e laboratórios, relata o professor visitante da UFPE.
A participação da UFPE no artigo ocorreu por meio do estudante de doutorado Miguel Angel Pelagio-Flores, do Programa de Pós-Graduação em Química, na análise e modelagem teórica das nanofitas dopadas, e através do próprio professor Fernández-Macías, que, além de ter participado da discussão de resultados e revisão do artigo desde sua sala na UFPE, foi orientador de doutorado do primeiro autor do artigo, Josué Ortiz-Medina, enquanto professor de uma instituição mexicana, o IPICYT. “Ele fez a maior parte do trabalho experimental do artigo, além de parte importante da caracterização e os estudos teóricos destes novos nanomateriais, quando ele esteve em intercambio em Penn State no laboratório do professor Terrones”, contextualiza o professor.

No total, 19 autores assinam o artigo; entre eles, a professora do MIT Mildred Dresselhaus, referência em ciência do carbono.

Simpósios do XIII Encontro da SBPMat: lista dos aprovados.

 XIII Encontro da SBPMat, que ocorrerá em João Pessoa (PB) de 28 de setembro a 2 de outubro de 2014 contará com 19 simpósios, três mais do que na edição passada. Segue a relação:

 

A: Functional hybrid interfaces: from characterization to applications. Organizador principal: Welchy Leite Cavalcanti (IFAM/Alemanha).

B: Advances in Functional Polymers. Organizador principal: Ricardo Vinicius Bof de Oliveira (UFRGS).

C: Magnetic Materials. Organizador principal: Marcos Flavio de Campos (UFF).

D: Organic Electronics and hybrids: materials and devices. Organizador principal: Rodrigo F. Bianchi (UFOP).

E: Sol-Gel Materials: From Fundamentals to Advanced Applications. Organizador principal: Andrea S. de Camargo (USP/São Carlos).

F: Research Frontiers of Computer Simulations in Materials Science: Developments and Applications. Organizador principal: Juarez L. F. Da
Silva (USP/São Carlos).

G: Anti-fouling Materials and Coatings. Organizador principal: Alexander Hiroshi Kasama (PETROBRÁS).

H: Luminescent Materials. Organizador principal: Hermi F. Brito (USP).

I: Beyond Graphene: Low-dimensional systems based on graphene and III-Nitrides. Organizador principal: Caio M.C. de Castilho (UFBA).

J: IX Brazilian Electroceramics Symposium. Organizador principal: Daniel Zanetti (UFABC).

K: Structure-Properties Relationship of Advanced Metallic Materials. Organizador principal: Leonardo Barbosa Godefroid (UFOP).

L: Current Research in Energy Storage Systems. Organizador principal: Alexandre Urbano (UEL).

M: Nanomaterials for Nanomedicine. Organizador principal: Carlos Jacinto da Silva (UFAL).

N: Surface Engineering: functional coatings and modified surfaces. Organizador principal: Carlos Alejandro Figueroa (UCS).

O: Multifunctional materials derived from clay minerals. Organizador principal: Maria Gardênnia da Fonseca (UFPB).

P: Advanced Carbon Nanostructures and Composites. Organizador principal: Ana Flávia Nogueira (UNICAMP).

Q: International Symposium on Cementitious Materials. Organizador principal: Sandro Torres (UFPB).

R: Innovation and Technology Transfer Symposium. Organizador principal: Roberto Faria (USP/São Carlos).

S: Ceramic and metallic materials obtained by wet-chemical methods. Organizador principal: Mary Alves (UEPB).

__________________________________________________________________________________________

Fique conectado para acompanhar as novidades do XIII Encontro:

___________________________________________________________________________________________

Boletim SBPMat – edição 16 – dezembro 2013.

Edição nº 16 – Dezembro de 2013
Saudações, .

Felizes festas e ótimo 2014!

São os votos da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) para os leitores do boletim.

Novidades da SBPMat

Eleições na SBPMat: resultados da votação.

O professor Roberto Mendonça Faria será o presidente da nossa sociedade por mais dois anos. Saiba quem são os membros da diretoria e do conselho eleitos. Aqui.

Gente da nossa comunidade

Novos membros titulares da ABC.

O professor Fernando Lázaro Freire Júnior, atual diretor financeiro da SBPMat e ex-presidente da sociedade, é um dos novos membros titulares da Academia Brasileira de Ciências (ABC). Aqui.

Artigo em destaque

Num trabalho de nanoengenharia, um grupo de cientistas, que inclui um doutor brasileiro, conseguiu aumentar dez vezes a eficiência de LEDs fabricados com pontos quânticos. A estratégia foi minimizar o “efeito Auger” que concorre com a emissão de luz nesses materiais. A pesquisa foi reportada na Nature Communications. Aqui.

Dicas de leitura

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

  • Vídeo da Nature sobre superfície superhidrofóbica texturizada para reduzir ao máximo o tempo de contato com o líquido (divulgação de paper da Nature). Aqui.
  • Nova rota para fabricação de nanorevestimentos poliméricos que tornam superhidrofóbicas as mais variadas superfícies (divulgação de paper da Advanced Functional Materials). Aqui.
  • Nanofolhas de carbono usadas em células a biocombustível para uma melhor transferência de elétrons (divulgação depaper da Advanced Energy Materials). Aqui.

Livros, apresentações, material mutimídia etc.

  • Resenha da professora do MIT Mildred Dresselhaus sobre o livro “Carbon nanotubes and graphene for photonic applications“. Aqui.
  • PPT da palestra plenária sobre OLEDs e iluminação ultraeficiente apresentada pelo professor Andy Monkman (Durham University) no XII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • Versão online, gratuita e adaptada a dispositivos móveis das famosas aulas de Física de Richard Feynman, proferidas em 1961 no California Institute of Technology. Aqui.

Aniversários

  • A Materials Reaserch Society (MRS) completou 40 anos. Veja a mensagem de seu presidente sobre passado, presente e futuro da sociedade de pesquisa em Materiais dos Estados Unidos. Aqui.
  • No 25º aniversário da Advanced Materials, seu editor conta um pouco da história, apresenta a evolução de seu fator de impacto, e anuncia algumas novidades. Aqui.

Oportunidades

  • Oportunidade para estudantes destacados para fazer mestrado na Holanda. Aqui.
  • Bolsas para doutorado sanduíche e pós-doutorado na Suécia. Aqui.
  • Vaga para pós-doutorado em materiais multifuncionais com porosidade hierárquica. Aqui.
  • Seleção da Pós-graduação em Física e Química de Materiais da Universidade Federal de São João del Rei (MG). Aqui.
  • Chamada de artigos do Journal of Materials Research para sua “focus issue – Optical Ceramics Science“. Aqui.
  • Chamada de propostas para intercâmbio de pesquisadores entre São Paulo e França. Aqui.
  • Prêmio para jovens inovadores MIT Technology Review aceita indicações na área de nanotecnologia e materiais. Aqui.

Proximos eventos da área

  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Aqui.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Aqui.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.
  • XIII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • Veja a agenda de eventos.
Nosso perfil no TwitterNossa página no Facebook
Para divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.
Descadastre-se caso não queira receber mais e-mails.

 

Artigo em destaque: Pontos quânticos desenvolvidos para LEDs mais eficientes.

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

Wan Ki Bae, Young-Shin Park, Jaehoon Lim, Donggu Lee, Lazaro A. Padilha, Hunter McDaniel, Istvan Robel, Changhee Lee, Jeffrey M. Pietryga & Victor I. Klimov. Controlling the influence of Auger recombination on the performance of quantum-dot light-emitting diodes. Nature Communications 4, article number 2661, published 25 October 2013. doi:10.1038/ncomms3661.

Texto de divulgação: 

Pontos quânticos desenvolvidos para LEDs mais eficientes

Um trabalho de pesquisa publicado no mês de outubro na Nature Communications, revista científica de conteúdo aberto do grupo Nature, resultou num material que aumenta dezenas de vezes a eficiência de LEDs de pontos quânticos ao diminuir a influência do efeito Auger, um dos principais limitadores da eficiência desses dispositivos que apresentam grande potencial para serem usados em iluminação, entre outras aplicações. O trabalho foi realizado no Grupo de Nanotecnologia e Espectroscopia Avançada do Laboratório Nacional de Los Alamos, localizado no sul dos Estados Unidos, com a participação de um doutor brasileiro, Lázaro Padilha, e com a colaboração de grupos da Coreia.

“O resultado veio depois de mais de um ano de pesquisa sobre como efetivamente minimizar o efeito Auger em pontos quânticos”, relata Padilha, atualmente professor do Instituto de Física da Unicamp, que chegou a Los Alamos em 2010 para fazer um estágio de pós-doutorado. O trabalho que gerou o paper na Nature Communications, além de outros artigos em periódicos de alto fator de impacto como Nano Letters e ACS Nano, começou no final de 2011 e, na sua primeira etapa, visou entender o processo físico para minimizar a influência do chamado “efeito Auger” ou “recombinação Auger” nos pontos quânticos.

Os pontos quânticos, cristais semicondutores de alguns nanometros de tamanho, apresentam propriedades que possibilitam a emissão de luz com brilho intenso e cores puras e podem ser fabricados usando técnicas simples e de baixo custo. Por esses motivos, essas nanopartículas são materiais interessantes para a fabricação de LEDs. Desde a primeira demonstração de LEDs de pontos quânticos, ocorrida em 1994 (Nature 370, 354 – 357, 04 August 1994; doi:10.1038/370354a0), esses dispositivos têm sido objeto de pesquisas visando otimizar sua capacidade de converter eletricidade em luz.

Nos LEDs, a emissão de luz se produz quando, ao se introduzir energia no dispositivo por meio de corrente elétrica, ocorrem recombinações nos átomos do material emissor. Especificamente, elétrons próximos ao núcleo do átomo saem de seu lugar deixando vagas, as quais são preenchidas por elétrons mais distantes, dotados de mais energia. A energia excedente pode sair em forma de fóton, ocorrendo a desejada emissão de luz, ou pode ser transmitida a um terceiro elétron, que será ejetado do átomo. Esta segunda possibilidade constitui o efeito Auger, que pode ser visto como um concorrente da emissão de luz no uso da energia.

Nanoengenharia dos pontos quânticos

Depois de compreender como minimizar a recombinação Auger nos pontos quânticos do ponto de vista físico e constatar que impacta significativamente na eficiência dos LEDs, o grupo de Los Alamos se propôs a desenvolver o material que teria o melhor desempenho frente a esse efeito. “Eu trabalhei nos estudos de espectroscopia para entender os processos físicos que levariam a um melhor desempenho dos materiais como base para LEDs”, diz Lázaro Padilha.

O desenvolvimento do material foi feito a partir de pontos quânticos compostos por um núcleo de seleneto de cádmio (CdSe) e uma casca de sulfeto de cádmio (CdS). Para conseguir a redução da influência do efeito Auger, os cientistas aplicaram duas estratégias de nanoengenharia: a variação da espessura da casca e a introdução de uma camada composta por uma liga de zinco, cádmio e enxofre (ZnCdS) entre o núcleo e a casca.

Após concluir, em Los Alamos, o desenvolvimento do material base, os colaboradores da Coreia do construíram LEDs com uma arquitetura na qual a camada emissora, formada pelos pontos quânticos, ficou inserida entre as camadas de transporte de cargas negativas e positivas, sendo uma inorgânica e a outra orgânica, respectivamente, como mostra a figura a seguir, extraída do artigo da Nature Communications:


“Uma vez encontrado o material que teria o melhor efeito, foram fabricados os LEDs e pudemos confirmar os resultados esperados”, conta Padilha. A confirmação ocorreu através de uma série de medidas espectroscópicas dos pontos quânticos dentro dos dispositivos.

De acordo com Padilha, com os novos materiais desenvolvidos, os cientistas conseguiram obter LEDs de pontos quânticos até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 8%.

Diretor e ex-presidente da SBPMat é eleito membro titular da Academia Brasileira de Ciências.

O professor Fernando Lázaro Freire Júnior, eleito membro titular da ABC.

A Assembleia Geral da Academia Brasileira de Ciências (ABC) elegeu, no dia 18 de dezembro, 24 cientistas para integrar seus quadros como membros titulares.

Entre eles figura o diretor financeiro da nossa SBPMat, o professor Fernando Lázaro Freire Júnior (PUC-Rio), eleito na área de Ciências Físicas. O professor Fernando Lázaro foi presidente da SBPMat por dois mandatos consecutivos, de 2006 a 2009. Também foi membro da diretoria fundadora que conduziu a sociedade entre 2001 e 2003 e diretor científico de 2004 a 2005.

A ABC também elegeu, nesta oportunidade, um membro colaborador, seis membros correspondentes e 29 afiliados eleitos para o período 2014 – 2018.

Veja aqui notícia no site da ABC com a lista completa dos membros eleitos neste ano:

http://www.abc.org.br/article.php3?id_article=3080

Boletim SBPMat – edição 15 – novembro 2013.

Newsletter

Edição nº 15 – Novembro de 2013

Saudações,

Notícias da SBPMat

– Eleições na SBPMat . Candidatos homologados: veja os membros da chapa para diretoria e seu plano de ação e os candidatos ao conselho. Aqui.

– XIII Encontro da SBPMat (João Pessoa, 28 de setembro a 2 de outubro de 2014). Saiba quem são os coordenadores do evento e veja imagens de João Pessoa e do centro de convivência, que acaba de ser inaugurado. Aqui.

– Estamos no Linkedin. Criamos um grupo na rede social profissional para colocar em contato pessoas, empresas e instituições atuantes na área de Materiais para troca de informações, anúncio de oportunidades e eventos e discussões. Peça participação no grupo.

 

Artigo científico em destaque

Uma equipe de dez pesquisadores brasileiros investigou a mobilidade de elétrons e buracos (portadores de carga) no grafeno na presença de oxigênio, pensando no uso do material como sensor desse gás. O trabalho, totalmente feito no país, contribuiu ao entendimento dos mecanismos de espalhamento de cargas e rendeu um artigo publicado na ACS Nano. Veja o texto de divulgação que preparamos para o boletim.

História da pesquisa em Materiais

História da SBPMat. O professor Guillermo Solórzano, presidente da diretoria fundadora da SBPMat, compartilha lembranças da criação da sociedade: o que o levou a liderar os esforços de organização para criar a SBPMat, como reuniu os primeiros sócios, como conseguiu os primeiros recursos financeiros da sociedade… Veja aqui a breve entrevista.

Dicas de leitura

Matérias de divulgação de artigos científicos

– Grupo de cientistas, com participação de brasileiro, aumenta a eficiência de LEDs de pontos quânticos ao controlar a interação de elétrons com o material (com base em paper da Nature Communications). Veja.
– Novo paradigma em células solares: família de materiais com efeito fotovoltaico de volume para todo o espectro solar (com base em paper da Nature). Veja.
– Como nanopartículas metálicas reagem em contato com o ambiente? Oxidam muito rapidamente (com base em paper da Nature Materials). Veja.
– Colaboração Unesp – MIT desenvolve material de óxido de estanho com altíssima capacidade de detectar gás tóxico (com base em paper da Sensors and Actuators B: Chemical). Veja.
Outras novidades
– E-book sobre nanotoxicologia: o coautor Oswaldo Alves apresenta o livro e fala sobre riscos no uso de nanopartículas. Veja.
– Érbio, telurito… o impacto dos materiais nas comunicações ópticas. Veja.
Desde a 6th International Conference on Electroceramics (ICE2013), evento apoiado pela SBPMat:
– Pesquisa em eletrocerâmica acena com dispositivos capazes de revolucionar o dia a dia. Veja.
– Combustíveis alternativos: reator utiliza óxido de cério para gerar hidrogênio ou monóxido de carbono.Veja.

Gente da nossa comunidade

O professor José Arana Varela, presidente da SBPMat no período 2010 – 2011, é contemplado com prêmio da American Ceramic Society. Veja.

Oportunidades

– Curso de verão na Unicamp sobre materiais avançados e caracterização, com possibilidade de auxílio financeiro. Saiba mais.– Inscrições abertas para os novos cursos de mestrado e doutorado  em Engenharia de Nanotecnologia da COPPE. Saiba mais.– Oportunidade de doutorado Brasil – Holanda em ressonância magnética detectada eletricamente de fios moleculares. Saiba mais.

– Concurso para professor titular na USP em Física dos Materiais. Saiba mais.

– Concurso para professor no IFSC-USP na área de Materiais. Saiba mais.

– Concurso para professor na USP-Santos em Física aplicada a petróleo e gás nas áreas de Magnetismo e Materiais Magnéticos, Materiais e Dispositivos Semicondutores e Simulações em Sistemas Moleculares. Saiba mais.

– Chamada de propostas para pesquisadores de SP dentro do convênio Fapesp – Braskem. Saiba mais.

– Desafio Universitário seleciona ideias inovadoras para ciclo do concreto. Saiba mais.

Próximos eventos da área

  • 10º Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Aqui.
  • 13th International Conference on Modern Materials and Technologies (CIMTEC 2014). Aqui.
  • 19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Aqui.
  • XIII Encontro da SBPMat. Aqui.
Nosso perfil no TwitterNossa página no Facebook
Para divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.
Descadastre-se caso não queira receber mais e-mails.

 

Artigo em destaque. Espalhamento de elétrons e buracos em grafeno: efeito do oxigênio evidenciado.

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

Ive Silvestre, Evandro A. de Morais, Angelica O. Melo, Leonardo C. Campos, Alem-Mar B. Goncalves, Alisson R. Cadore, Andre S. Ferlauto, Helio Chacham, Mario S. C. Mazzoni, and Rodrigo G. Lacerda. Asymmetric Effect of Oxygen Adsorption on Electron and Hole Mobilities in Bilayer Graphene: Long- and Short-Range Scattering Mechanisms. ACS Nano, 2013, 7 (8), pp 6597–6604. DOI: 10.1021/nn402653b.

Texto de divulgação

Espalhamento de elétrons e buracos em grafeno: efeito do oxigênio evidenciado

Um trabalho sobre propriedades eletrônicas do grafeno totalmente desenvolvido no Brasil com a participação de dez pesquisadores brasileiros rendeu um artigo publicado na prestigiosa revista ACS Nano.

A equipe investigou a mobilidade de portadores de carga no grafeno bicamada. No grafeno, o movimento tanto dos elétrons quanto dos “buracos” (partículas conceituais de carga positiva que equivalem à ausência de elétrons na rede cristalina) podem gerar correntes elétricas no material. Porém, a mobilidade de elétrons e buracos pode ser afetada pela existência de centros espalhadores de cargas. “O entendimento dos mecanismos de espalhamento de cargas no transporte elétrico do grafeno é fundamental para uma melhor otimização e eficiência dos dispositivos eletrônicos baseados neste material”, contextualiza Rodrigo Lacerda, professor do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais e último autor do artigo. “Nesse contexto, a principal contribuição do nosso trabalho está relacionada à identificação simultânea de dois diferentes tipos de centros espalhadores de cargas que afetam o transporte elétrico em uma bicamada de grafeno”, precisa o professor.

Visando aplicar o grafeno em sensores de oxigênio, os pesquisadores decidiram investigar o efeito desse gás na mobilidade dos portadores de carga do grafeno bicamada. “Atualmente, existe uma grande demanda da indústria automotiva e na área biomédica por sensores de oxigênio que trabalhem em condições de temperatura ambiente e baixa potência”’, conta Lacerda. O grafeno, de acordo com o professor, possui um grande potencial para o desenvolvimento de uma nova classe de sensores rápidos, seletivos e ultrassensíveis.

O trabalho foi desenvolvido dentro da pesquisa de doutorado da estudante Ive Silvestre, orientada por Lacerda, e em conjunto com o doutor Evandro Morais, ambos primeiros autores do artigo. A tese da estudante foi defendida no início de novembro no Departamento de Física da UFMG. “Apesar de ainda termos carência em infraestrutura, nosso departamento é um dos líderes de pesquisa em nanomateriais de carbono, sendo, nos últimos anos, o centro coordenador de várias redes de pesquisa, como o INCT de Nanomateriais de Carbono coordenado pelo professor Marcos Pimenta”, diz o professor. “Graças a estas iniciativas, obtivemos as condições mínimas experimentais para a realização do trabalho”, completa.

Para realizar os experimentos, foi fabricado um dispositivo consistente em duas camadas de grafeno depositadas num substrato de óxido de silício. O dispositivo foi colocado numa câmara de testes na qual foram realizadas as medidas elétricas in situ a diversas temperaturas enquanto se introduzia e retirava o fluxo de oxigênio.

A figura acima mostra a mudança na mobilidade dos elétrons e dos buracos em função da interação da bicamada de grafeno com as moléculas de oxigêno. Inset: Dispositivo de bicamada de grafeno sob exposição de moléculas de oxigênio.

Os pesquisadores observaram que, num efeito de caráter reversível, o oxigênio reduzia significativamente a mobilidade dos elétrons enquanto aumentava a dos buracos. Buscando o aprofundamento na compreensão dos resultados experimentais, o grupo experimental da UFMG desenvolveu uma intensa colaboração com um grupo teórico do mesmo departamento e universidade, liderado pelos professores Mário Sérgio Mazzoni e Hélio Chacham. “Inúmeras discussões produtivas conjugadas à intensa verificação da literatura nos levaram ao entendimento mais profundo do problema, possibilitando a conclusão deste bonito trabalho”, relata Lacerda.

O trabalho faz uma contribuição importante ao tema da mobilidade de cargas no grafeno ao identificar a ação simultânea de dois tipos de centros espalhadores de cargas, os de longo alcance e os de curto alcance, sendo estes últimos de tipo ressonante. “Anteriormente ao nosso trabalho, não havia sido reportada experimentalmente na literatura uma evidência tão marcante da presença de centros ressonantes em grafeno (e bicamadas)”, destaca o professor Lacerda.

Quanto ao oxigênio, ele desempenha dois papeis fundamentais nos mecanismos de espalhamento descritos no artigo da ACS Nano. Por um lado, o oxigênio preso entre o grafeno e o óxido de silício age como barreira à ação de imperfeições do substrato que atuariam como centros de espalhamento de longo alcance e acaba aumentando a mobilidade dos buracos. Por outro lado, moléculas de oxigênio adsorvidas pelo grafeno exercem o papel de centros espalhadores ressonantes, os quais reduzem a mobilidade dos elétrons. “A assimetria que notamos para a mobilidade dos portadores na bicamada exposta às moléculas de oxigênio foi sem dúvida um aspecto relevante”, diz Lacerda. “Até então, as observações de que moléculas adsorvidas (provenientes de uma fonte externa como um gás) podiam exercer um papel de centros espalhadores do tipo ressonante era apenas prevista teoricamente”, conclui.

 

 

História da SBPMat: Guillermo Solórzano, líder do processo de criação da SBPMat, compartilha lembranças sobre esses primórdios.

Nascido no Equador, Ivan Guillermo Solórzano-Naranjo desenvolveu sua formação e carreira científica em vários lugares do mundo.  Cursou Engenharia Mecânica na Escuela Politecnica Nacional em Quito, Equador, Engenharia Metalúrgica na Université Catholique de Louvain, na Bélgica, e graduou-se pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) no Brasil. Realizou seu mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais também na PUC-Rio e doutorou-se em Ciência de Materiais pela McMaster University, no Canadá. Desenvolveu pesquisas de pós-doutorado no Max-Planck Institute – campus Sttutgart, na Alemanha, e foi professor visitante no Institut National Politechnique de Grenoble (França), no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e na Stanford University (EUA). É professor no Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia da PUC-Rio.

Entrevistado aqui por ter sido o principal articulador do processo de criação da SBPMat, Solórzano presidiu nossa sociedade enquanto presidente fundador de 2001 a 2003 e hoje é um de seus conselheiros titulares.  O pesquisador foi também presidente do Inter American Committee of Societies For Electron Microscopy (CIASEM) e da Sociedade Brasileira de Microscopia e Microanálise (SBMM). É chairman do International Committee da Materials Research Society (MRS) e membro de diversas comissões executivas internacionais, assim como de comitês editoriais de revistas científicas internacionais, como a Materials Characterization (Elsevier) Journal of Materials Science (Springer) e Microscopy and Microanalysis (Cambridge University Press).

Veja a seguir as lembranças de Guillermo Solórzano sobre os primórdios do processo de criação da SBPMat, complementando a matéria já publicada sobre o tema, da qual não pôde participar por problemas de agenda.

Boletim da SBPMat (B. SBPMat): – O que o levou, no início do ano 2000, a iniciar os esforços de organização para criar uma sociedade brasileira de pesquisa em Materiais?

Participantes do workshop panamericano, que foi um marco no processo que levou à fundação da SBPMat. (Foto do arquivo pessoal de Guillermo Solórzano)

Guillermo Solórzano (G.S.): – No ano 1999, havia no Brasil comunidades e/ou sociedades e/ou eventos setoriais ou monodisciplinares. Tinha a dos físicos, a dos químicos, a dos engenheiros. A Associação Brasileira de Metalurgia (ABM), por exemplo, que nos anos de 1990 acrescentou a seu nome “e de Materiais”, congregava engenheiros, principalmente metalúrgicos, mas tinha muito pouca participação de físicos, químicos e outros engenheiros, como os eletrônicos, por exemplo. Por outro lado, havia associações monodisciplinares, como a de polímeros e de materiais cerâmicos. Muitas sociedades têm o mérito de sua existência no fato de serem setoriais, mas a área de Materiais é abrangente, interdisciplinar e ampla. Isso já se notava nos anos 1980, e agora é muito evidente. Na época, era a MRS (Materials Research Society) nos EUA a entidade que reunia em seus eventos os últimos avanços da pesquisa em Materiais. Nos dois eventos anuais da sociedade, um em San Francisco e um em Boston, você sempre encontrava brasileiros.

Eu fiquei no MIT (Massachusetts Institute of Technology) alguns anos, em Boston. Pude participar desses eventos e achava muito importante implantar esse tipo de atividade aqui no Brasil. Eu já era professor da PUC-Rio e achava difícil me engajar numa iniciativa dessas que consome muito tempo e esforço. Mas houve uma ocasião em que a National Science Foundation propôs para o a MRS e o CNPq a realização no Brasil de um workshop pan-americano que seria dedicado aos avanços da pesquisa em Materiais. Via-se que, através da pesquisa em Materiais, ia se atingir vários setores estratégicos da sociedade, não apenas para o desenvolvimento econômico, mas também para o social, já que as transformações da sociedade dependem de energia, infraestrutura, comunicações – setores em que os materiais são fundamentais. Em 1995, tinha havido uma reunião desse tipo no México, reunindo os países da América do Norte, e em 1996, um workshop europeu. No Brasil aconteceria a terceira etapa desta iniciativa, a qual reuniria os países do continente americano.

Já tinha havido algumas missões da NSF no Brasil que tinham encontrado grupos de pesquisa em Campinas, Rio de Janeiro e São Paulo, notando que existia uma comunidade importante no Brasil. Então, ao ser contatado, o CNPq acolheu essa iniciativa importante e decidiu fazer esse workshop no Rio de Janeiro. Aí, naturalmente, surgiu a questão de contatar a sociedade de materiais do Brasil, mas… não tínhamos tal sociedade! Assim, para atingir toda essa comunidade, alguém teria que coordenar o esforço. O CNPq me pediu que eu coordenasse o evento e eu convidei o Edgar Dutra Zanotto.

Esse workshop visou avançar a colaboração pan- americana criando mesas de discussão de alto nível em tópicos que na época eram, e ainda são, chave: energia, infraestrutura, transporte, comunicação e educação. Juntamos os experts dos EUA, Brasil, Argentina, Chile, Venezuela e Colômbia. Além de ser um sucesso e dar lugar a programas pan-americanos de pesquisa que existem até agora, esse workshop, que ocorreu em junho de 1998, serviu para perceber que deveríamos ter uma sociedade brasileira de pesquisa em Materiais.

O segundo a partir da esquerda na fila da frente é o professor Solórzano, um dos coordenadores do evento. (Foto do arquivo pessoal de Guillermo Solórzano)

B. SBPMat: – Nesse momento você tinha em mente quais seriam os próximos passos para a criação da sociedade? Como prosseguiu a história?

G.S.: – Em primeiro lugar, eu queria identificar a comunidade representativa de Materiais no Brasil. Para isso, contatei o CNPq e pedi uma lista dos pesquisadores que estavam nos conselhos e comitês assessores e dos bolsistas de produtividade das áreas de Materiais, Física e Química. A lista tinha uns 300 nomes. A eles enviei uma carta assinada junto a Zanotto propondo uma discussão para criar uma sociedade. Só duas pessoas questionaram; todos os outros foram muito entusiastas. Além disso, sabendo que todo ano tinha 40 a 50 brasileiros no congresso de Boston da MRS, solicitei ao presidente da MRS em 1999 que me mandasse a lista dos brasileiros que participavam do congresso e pedi se podia fazer uma reunião lá em Boston durante o evento.  A MRS me enviou a lista e cedeu uma sala, cafezinho, e toda a infraestrutura para que eu pudesse receber esses brasileiros. Fizemos a reunião em Boston, num clima de muito entusiasmo. Com esse feedback, quando voltei de Boston convidei o Zanotto a dar corda à iniciativa e fizemos uma carta convidando toda a comunidade a fazer parte da discussão. Além disso, eu fiquei um ano fazendo reuniões em diversas cidades. Pagava por conta própria, aproveitando as oportunidades. Onde tinha um congresso que eu pudesse aproveitar, eu ia.  Um exemplo foi o Encontro de Física da Matéria Condensada em São Lourenço, que reuniu cerca de 2 mil físicos. Quem me apresentou foi o Sergio Rezende, que era o chairman. Nas minhas viagens sempre tinha alguém influente daquele lugar que chamava todo mundo a participar. Como não tinha financiamento, não pude ir até Recife, mas pedi ao Sergio Rezende que fizesse a reunião. Ele a fez e me disse que a ideia tinha sido muito bem recebida.

Ai, para dar uma consistência maior à questão, eu propus a criação de uma comissão interdisciplinar de Materiais que congregava personalidades científicas reconhecidas no país, oriundas da Física, Química e Engenharia, como Aldo Craievich e Evandro Mirra, entre vários outros. Juntos fizemos visitas a eventos importantes.

Nesse momento, como não tínhamos nem um tostão, surgiu a ideia de estabelecer a possibilidade de ser sócio fundador.  Esses sócios fundadores pagariam uma soma pequena, uma primeira anuidade, algo em torno de 40 reais, e os membros da comissão interdisciplinar algo assim como o dobro, e com isso teríamos uma caixinha para dar início a algumas atividades. Houve uns 400 sócios fundadores, todos receberam um diplominha. Dessa maneira conseguimos os primeiros recursos financeiros da SBPMat.