No dia 27 de janeiro passado, em Daytona Beach (Florida, Estados Unidos), durante a 38ª edição da International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites, o prêmio Bridge Building Award da American Ceramic Society foi outorgado pela primeira vez a um brasileiro, o professor José AranaVarela, presidente da nossa SBPMat de 2010 a 2011. A honraria distingue, anualmente, pessoas de fora dos Estados Unidos que tenham feito contribuições notáveis na área das cerâmicas de engenharia.
Formado em Física pela USP em 1968, Arana Varela fez o mestrado, também em Física, no Instituto Tecnológico de Aeronáutica, obtendo o título de mestre em 1975. Realizou seu doutorado de 1977 a 1981 na University of Washington (Estados Unidos), com pesquisa na área de materiais cerâmicos.
Atualmente, Arana Varela é professor titular da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP) e diretor-presidente do Conselho Técnico-Administrativo da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), além de membro do Conselho Superior de Inovação e Competitividade da Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (FIESP). O professor Arana Varela também é membro titular da Academia Brasileira de Ciências (ABC), entre outras sociedades, e membro do corpo editorial das revistas Ceramics International, Science of Sintering, Cerâmica e Materials Research. Além disso, coordena a divisão de inovação do Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da Fapesp.
Seus artigos científicos reúnem mais de 6.500 citações. Só nos últimos treze anos, foi autor de mais de 500 artigos publicados em revistas internacionais. Até o momento, orientou ou coorientou 30 trabalhos de mestrado e mais de 40 de doutorado.
Ao longo da sua carreira, recebeu mais de vinte prêmios de entidades como a American Ceramic Society, Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, CNPq, Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais e Associação Brasileira de Cerâmica.
Segue uma minientrevista com o pesquisador.
Boletim da SBPMat: – Conte-nos um pouco sobre sua história: quais foram as oportunidades e escolhas que o levaram a se tornar um pesquisador da área de materiais cerâmicos?
José Arana Varela: – A nossa escolha em ser um cientista de materiais começou durante o curso de mestrado no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) em 1972. Neste período (em 1975) conheci o professor O. J. Whittemore da Universidade de Washington em Seattle, durante a sua visita de um ano junto a Universidade Federal de São Carlos. Como a minha pesquisa em mestrado era relacionada com a Físico-química da decomposição térmica do talco, uma matéria prima cerâmica, o professor Whittemore se interessou pela pesquisa e fez uma série de considerações em processamento cerâmico (a sua especialidade). Daí nasceu o convite para fazer o doutorado em Seattle (período de 1977 a 1981).
Boletim da SBPMat: – Na sua própria avaliação, quais são as suas principais contribuições à ciência e à tecnologia de Materiais? Em particular, comente suas principais contribuições à área das cerâmicas de engenharia (engineering ceramics), foco do Bridge Building Award.
José Arana Varela: – Como o tema principal de nossa tese de doutorado estava relacionado com os modelos de sinterização, fizemos um estudo básico sobre o efeito de variáveis como vapor de água e taxa de aquecimento na densificação e microestrutura da cerâmica de óxido de magnésio. Fizemos um modelo para levar em conta o rearranjo estrutural no processo de sinterização.
Considerando a evolução da aplicação de materiais cerâmicos na microeletrônica, devido a funcionalidade desses materiais, iniciamos no década de 1990 a linha de eletrocerâmicas. A funcionalidade escolhida inicialmente foi a variação da resistividade com o campo elétrico (varistores cerâmicos) devido a sua aplicação, principalmente, como para-raios e como protetor de circuitos elétricos. Após entender e contribuir no sistema varistor com base no óxido de zinco (ZnO), propusemos mudar o sistema considerando outro óxido semicondutor (óxido de estanho). Nesse caso, desenvolvemos ao longo dos anos um varistor de óxido de estanho com propriedades muito superiores ao tradicional varistor de ZnO.
Outras contribuições estão relacionadas com o desenvolvimento de filmes finos de cerâmicas com estrutura perovskitas visando otimizar as suas propriedades dielétricas, piezoelétricas e ferroelétricas utilizando-se deposição química. Avançamos muito no conhecimento da deposição química que chamamos de métodos de precursores poliméricos. Uma das aplicações desses filmes corresponde à fabricação de memórias ferroelétricas. Com isto nossos alunos trabalharam em caracterização de filmes finos com propriedades ferroelétricas em alguns sistemas como o titanato de bario, titanato zirconato de chumbo, bem como miobatos e tantalatos de estrôncio. Foi nestes sistemas que foi proposta pelo grupo do professor Carlos Paz de Araujo, na Universidade do Colorado, uma patente em memórias ferroelétricas, licenciada à Panasonic.
A contribuição mais recente tem sido em sensores com estrutura nanométrica em colaboração com o grupo do professor Harry Tuller do MIT. Os resultados recentes, muito promissores, mostraram uma sensibilidade gigante em nanosensores com base em monóxido de estanho. Salienta-se que foi depositada recentemente nos Estados Unidos uma patente relacionada com este estudo.
Boletim da SBPMat: – “Bridge building”, construindo pontes. Compartilhe conosco uma retrospectiva sobre as principais pontes construídas ao longo da sua carreira e as pontes que ainda gostaria de construir.
José Arana Varela: – As nossas pontes têm sido construídas desde a finalização de nosso doutorado na Universidade de Washington. Continuei colaborando com o professor Whittemore durante uma década e comecei outros relacionamentos com o professor Gary Messing na Penn State University e depois com o professor Richard Bradt na Universidade do Alabama.
Concomitantemente, na Europa tivemos projetos conjuntos com o professor João Baptista da Universidade de Aveiro, Portugal e com o doutor José Fernandez do Instituto de cerâmica e Vidro de Madrid no tema de eletrocerâmicas. Iniciamos colaborações com grupos da França em Bordeaux (professor Marc Onillon), bem como de André Perrin da Universidade de Rennes. Seguiu-se com colaborações, com o grupo do professor Paolo Nanni da Universidade de Genoa, concomitantemente com o grupo do professor Danilo Suvorov do Instituto Josef Stephan da Eslovênia e o professor Harry Tuller do MIT em Boston.
Boletim da SBPMat: – Gostaria de deixar alguma mensagem para nossos leitores que estão construindo suas carreiras de pesquisadores em Materiais, seja na academia ou na indústria?
José Arana Varela: – A Ciência de Materiais é fundamental para o desenvolvimento de tecnologias úteis para resolver os grandes problemas da sociedade. O grande avanço no conhecimento de materiais cerâmicos, principalmente para a sua aplicação em produção de energia, comunicação, controle ambiental etc, tem ocorrido nos últimos 20 anos devido, principalmente, ao aumento das colaborações entre os pesquisadores de várias partes do mundo. A Ciência de Materiais deixou de ser polarizada entre os Estados Unidos e a Europa (Alemanha, Inglaterra e França) e conta com contribuições de outros atores localizados na Ásia, e com certeza, no Brasil. O conhecimento fundamental dos mecanismos de transporte de massa e de cargas, bem como da estrutura dos materiais em escala nanométrica é fundamental para novos desenvolvimentos e avanço da tecnologia.
