Entrevistas com palestrantes de plenárias do XIV Encontro: Ulrike Diebold.



Os óxidos metálicos apresentam um amplo leque de propriedades. Em consequência, tornam-se úteis em aplicações muito diversas, como monitoramento de gases, catálise, proteção contra a corrosão, pigmentação, conversão de energia e muitas outras. Detalhe importante: para compreender e utilizar esses materiais, o estudo de suas superficies é fundamental.

Prof. Ulrike Diebold.

As superfícies de óxidos metálicos serão tema de uma palestra plenária no XIV Encontro da SBPMat, a cargo de Ulrike Diebold, cientista que está entre os principais especialistas do mundo nesse assunto. Diebold se dedica à ciência de superfícies desde a época de seu doutorado, defendido em 1990 pela Universidade de Tecnologia de Viena (UT Wien), na Austria. Alguns anos depois, fazendo pós-doutorado num grupo de superfícies da Universidade Rutgers, em New Jersey (EUA), ela começou suas pesquisas sobre dióxido de titânio.

Em 1993 tornou-se professora da Universidade Tulane, na cidade de New Orleans (EUA), e fundou e coordenou um grupo de ciência de superficies. Ao ter seus laboratórios atingidos pelo furacão Katrina em 2005, Diebold foi acolhida por diversas instituições e se instalou em Rutgers junto a alguns membros de seu grupo de Tulane. Finalmente, voltou ao local onde começara sua carreira científica, a UT Wien, desta vez como professora e coordenadora do grupo de Física de superfícies. Com seus grupos de pesquisa, Diebold tem continuado avançando nos estudos de ciência básica e aplicada sobre óxidos metálicos, apoiando-se, entre outras técnicas, na microscopia de varredura por tunelamento (STM), por meio da qual a cientista consegue investigar esses materiais na escala atómica.

Ulrike Diebold é autora de 180 artigos publicados em periódicos com revisão por pares. Seus artigos contam com mais de 12 mil citações. Seu índice H, conforme a Web of Science, é de 52. A cientista já proferiu cerca de 250 palestras convidadas. Ao longo de sua carreira, recebeu numerosos prêmios e distinções de diversas entidades, como Alexander von Humboldt Foundation, American Chemical Society, Austrian Academy of Sciences, Austrian Ministry for Science, Catalysis Society of South Africa, Czech Republic Academy of Sciences, European Academy of Sciences, German National Academy of Sciences Leopoldina, National Science Foundation, entre outras. É editora associada da divisão de Física de materiais do periódico Physical Review Letters.

Segue uma minientrevista com esta plenarista do XIV Encontro da SBPMat.

Imagem de STM de átomos individuais de Au em superfície de Fe3O4. Esse sistema é usado como modelo para estudar reações simples de catálise em escala atómica. O experimento relacionado é descrito em: Novotný, Z. et al. Ordered Array of Single Adatoms with Remarkable Thermal Stability: Au/Fe_{3}O_{4}(001). Phys Rev Lett 108, (2012).

Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua opinião, suas contribuições mais significativas ou de maior impacto social na ciência de superfícies de óxidos metálicos? Explique-as muito brevemente e compartilhe as referências dos artigos ou livros gerados, ou comente se esses estudos geraram patentes ou produtos. 

Ulrike Diebold: – O campo começou com o livro “The Surface Science of Metal Oxides” de Vic Henrich e P.A. Cox, que foi publicado em 1993 pela Cambridge University Press. O livro motivou muitas pessoas a desenvolverem um interesse em superfícies de óxido metálico e as pesquisas progrediram demasiadamente desde então.  Algumas ainda são válidas até hoje, por exemplo, a importância dos defeitos para entender as propriedades das superfícies de óxidos, e como é essencial dominar a preparação da superfície. Pesquisas significativas podem apenas ser realizadas em sistemas “bem caracterizados” com uma estrutura de superfície conhecida e controlada.  Há aproximadamente dez anos, em 2003, escrevi uma revisão que focou apenas no dióxido de titânio, que é um material muito utilizado tanto em aplicações quanto em pesquisa fundamental (Surface Science Reports 48 (2003) 53).  Esta revisão recebeu bastante atenção. Uma década depois, uma edição completa da Chemical Reviews (vol. 113, 2013) focou em superfícies de óxidos metálicos, e resumiu bem o estado da arte da pesquisa de superfícies de óxidos metálicos.

Boletim da SBPMat: – Comente as possibilidades que a microscopia por tunelamento oferece ao estudo das superficies, em particular, de óxidos metálicos.

Ulrike Diebold: – O microscópio de varredura por tunelamento (scanning tunneling microscopy – STM), que foi inventado por Heinrich Rohrer e Gerd Binnig no início da década de 1980, revolucionou a nossa compreensão do mundo nano. Pode-se usar esta técnica para geração de imagens da estrutura geométrica e eletrônica de uma superfície a escala local, átomo por átomo. Isto é particularmente importante para óxidos, onde muitas vezes as irregularidades na rede são as entidades mais interessantes, por exemplo, defeitos tais como átomos ausentes, intersticiais, ou impurezas. O STM é a ferramenta ideal para investigar esses defeitos no nível atômico e literalmente “assistir” às reações químicas mediadas por defeitos.

Imagem de STM de defeitos em superfície de TiO2. O experimento relacionado está descrito em: Dulub, O. et al. Electron-induced oxygen desorption from the TiO2(011)-2×1 surface leads to self-organized vacancies. Science 317, 1052–1056 (2007).

Boletim da SBPMat: – Se desejar, deixe uma mensagem ou convite para sua palestra para os leitores que participarão do XIV Encontro da SBPMat.

Ulrike Diebold: – Eu acho que é simplesmente emocionante observar fenômenos tais como defeitos desaparecendo de uma superfície e depois voltando, ou moléculas individuais se dissociando ou difundindo através de uma superfície.  Se você quiser ver belas imagens e filmes de processos potencialmente relevantes para sua própria pesquisa, por favor, venha para minha palestra.

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