Proceedings da “6th Internacional Conference on Electroceramics” (ICE 2013).


Os proceedings da “6th Internacional Conference on Electroceramics” (ICE 2013), realizada em João Pessoa em novembro de 2013 sob os auspícios da SBPMat, foram publicados online no volume 975 do periódico  “Advanced Materials Research” (AMR), da Trans Tech Publications Inc.

A Comissão de Publicação, formada pelos doutores Daniel Zanetti de Florio, Fábio Coral Fonseca, Eliana N.S. Muccillo e Reginaldo Muccillo, foi responsável pela edição desse volume da AMR, após um amplo trabalho de revisão por pares.

Cada autor correspondente tem o login para acessar seu artigo online.

Acesso ao volume: www.scientific.net/AMR.975.

Boletim SBPMat – edição 25 – setembro 2014 – especial XIII Encontro da SBPMat.


Edição nº 25 – Setembro de 2014

Especial XIII Encontro da SBPMat – João Pessoa, 28 de setembro a 2 de outubro

Saudações, .

Últimos preparativos para o encontro de João Pessoa!

– Veja a mensagem dos coordenadores do evento, que neste ano conta com 2.141 trabalhos aceitos e cerca de 2.000 inscrições de 28 países até o momento. Na mensagem, os professores Ieda Garcia e Severino de Lima apontam os destaques da programação do encontro deste ano! Aqui.

– Depois do almoço a antes das plenárias da tarde, você poderá assistir em João Pessoa às palestras técnicas de patrocinadores do encontro: a Shimadzu falará sobre MEV com feixe de íons e detector TOF SIMS, e a FEI abordará DualBeam TEM. Saiba mais.
João Pessoa, a “porta do sol”. Saiba mais sobre a cidade, uma das mais antigas do Brasil, e suas atrações naturais e culturais. E prepare-se para mergulhar em águas verdes a 28° C! Leia sobre João Pessoa.
– O que levar na mala? Acompanhe a previsão do tempo, cujas temperaturas devem ficar entre os 22° C e os 30° C. Mas atenção, a organização adverte que, no Centro de Convenções, o ar condicionado deixará o ambiente friozinho… Link para clima em João Pessoa.
Inscrições para participar do evento: aqui.
– Panorama geral da programação: aqui.
– Busca de horários e locais das apresentações dos simpósios: aqui.

–  Algumas opções de hospedagem, locação de carros, transporte desde aeroportos da região, transporte hotéis-centro de convenções e passeios: veja na página inicial do site do evento. Aqui.

– E a festa? Neste ano, será realizada na noite da quarta-feira no Espaço da Caixa Econômica Federal no Cabo Branco. Os ingressos poderão ser comprados na secretaria a partir da segunda-feira às 13h00.

Entrevistas com plenaristas (em português)

Entrevistamos Robert Chang, professor do primeiro departamento de Ciência de Materiais do mundo, na Northwestern University. Além de possuir uma notória carreira como pesquisador (seu índice H é de 56), “Bob” tem se dedicado, nos últimos 20 anos, a conduzir o desenvolvimento do programa Materials World Modules, que desenvolve material educativo de caráter interativo e lúdico (por exemplo, jogos de cartas) sobre Materiais e Nanotecnologia para estudantes do Ensino Básico e seus professores. Na sua palestra plenária no XIII Encontro da SBPMat, o professor Chang tentará mobilizar cidadãos do mundo a solucionar problemas globais, juntos. Veja nossa entrevista com o cientista.

Também falamos com o professor Colin Humphreys, professor da University of Cambridge.  Entre outras honrarias, o cientista recebeu da Rainha de Inglaterra o título de “Sir”, por seus serviços prestados à ciência. Além de ser autor de mais de 600 publicações, o professor desenvolveu materiais para a indústria que hoje voam em motores de aviões e criou LEDs de baixo custo baseados em nitreto de gálio, material no qual é especialista. Em João Pessoa, mostrará, entre outras questões, como o nitreto de gálio poderia reduzir o consumo de eletricidade do mundo em 25%. Veja nossa entrevista com Colin Humphreys.
Entrevistamos o físico alemão Karl Leo, especialista em semicondutores orgânicos. Além de ser autor de mais de 550 papers com mais de 23.000 citações e de 50 famílias de patentes, o cientista já participou da criação de 8 empresas spinoff. Na sua palestra plenária no XIII Encontro da SBPMat, Karl Leo falará sobre dispositivos orgânicos de alta eficiência, como OLEDs e células solares. Veja nossa entrevista com Karl Leo.
Também falamos com o físico português Luís António Ferreira Martins Dias Carlos, da Universidade de Aveiro, que dará uma palestra plenária em nosso encontro de João Pessoa sobre luminescência aplicada à nanomedicina. Na entrevista, o professor compartilhou conosco seus trabalhos mais destacados na área de Materiais. Ele também nos falou sobre alguns desafios da área de luminescência para aplicações médicas, tanto no diagnóstico por imagens quanto no mapeamento da temperatura intracelular, e citou exemplos de aplicações de materiais luminescentes que estão no mercado e já são utilizadas no diagnóstico e tratamentos de diversas doenças. Veja nossa entrevista com Luís Dias Carlos.
Conversamos com o cientista francês Jean-Marie Dubois, especialista em quasicristais (estruturas ordenadas mas não periódicas de materiais sólidos) e pioneiro no patenteamento de aplicações dos quasicristais. Ele nos contou um pouco quais são suas principais contribuições à área de Materiais e adiantou o tema da sua plenária, na qual falará sobre essa ordem não periódica que está presente em ligas metálicas, polímeros, óxidos e nanoestruturas artificiais e que gera propriedades sem precedentes. Na foto, Jean-Marie Dubois (esquerda) e Dan Shechtman, quem recebeu um Prêmio Nobel em 2011 pelos quasicristais, usando gravatas iguais, decoradas com um mosaico de Penrose – um exemplo típico de aperiodicidade. Veja nossa entrevista com Jean-Marie Dubois.
Também entrevistamos o químico italiano Roberto Dovesi, um dos criadores de CRYSTAL, ferramenta computacional para cálculos quânticos ab initio usados no estudo de diversas propriedades de materiais sólidos. O código CRYSTAL hoje é utilizado em mais de 350 laboratórios no mundo. Na sua palestra plenária, Dovesi tentará demonstrar que, atualmente, simulações quânticas podem ser ferramentas muito úteis para complementar os experimentos. Veja nossa entrevista com Roberto Dovesi.
Entrevistamos o professor Alberto Salleo, da Universidade de Stanford, que falará no XIII Encontro da SBPMat sobre dispositivos eletrônicos orgânicos. Jovem, porém dono de uma carreira que já se destaca internacionalmente, Salleo nos contou sobre os trabalhos de seu grupo, que tem se aprofundado no estudo do papel exercido pelas imperfeições no transporte de cargas em semicondutores orgânicos. Ele também compartilhou conosco seus papers mais destacados, publicados na Nature Materials. Finalmente, Salleo falou sobre os próximos desafios e aplicações da eletrônica orgânica e adiantou o que pretende abordar na sua plenária, que promete ser informativa e amena para um amplo público. Veja nossa entrevista com Alberto Salleo.
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Tempo livre em João Pessoa: algumas atrações, do amanhecer até o pôr do sol.


João Pessoa no fundo e, na frente, recifes do Picãozinho, a cerca de 1.500 metros da praia de Tambaú. Foto: Cacio Murilo.

João Pessoa é terceira cidade mais antiga do Brasil, sendo a capital do estado da Paraíba, localizada na região nordeste do país. Conta com uma população de aproximadamente 770.000 pessoas, enquanto sua região metropolitana abrange 8 cidades satélites com 1.223.000 habitantes. Caracterizada por um clima quente e úmido, a temperatura média anual de João Pessoa fica em volta dos 26º C, chegando aos 29º C entre os meses de setembro e outubro.

João Pessoa é conhecida como a “Porta do Sol”, ou “a cidade onde o sol nasce primeiro”, tendo o ponto mais oriental do Brasil. Também possui um belo pôr do sol, que pode ser admirado ao som do Bolero de Ravel na Praia do Jacaré. Além disso, é uma das cidades mais verdes do mundo, devido à presença de duas reservas de Mata Atlântica na cidade.

João Pessoa tem uma importante cultura local. Seu conjunto histórico-arquitetônico é riquíssimo, com construções barrocas do século XVI que merecem ser visitadas.

Estação Cabo Branco de Ciência, Cultura e Artes. Foto: Cacio Murilo.

Outro ponto turístico é a Estação Cabo Branco de Ciência, Cultura e Artes, localizada no ponto mais oriental das Américas (Ponta do Seixas), a qual é uma instituição educativa e cultural, bem como um marco nacional. O complexo, inaugurado em 2008, foi concebido pelo arquiteto brasileiro Oscar Niemeyer, e é um dos seus últimos projetos.

Contudo, as principais atrações turísticas de João Pessoa são suas 18 belas praias de águas mornas e verdes – águas essas com uma temperatura média de 28º C. Sete dessas praias estão localizadas em áreas urbanas, são de fácil acesso, e muito convidativas para um bom mergulho.

XIII Encontro da SBPMat: inscritos, destaques do programa e agradecimentos em mensagem dos coordenadores.


Caros leitores,

Esperamos vê-los no XIII Encontro da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais, a ser realizado de 28 de setembro a 02 de outubro de 2014, em João Pessoa, PB, Brasil. Este ano, o encontro aceitou 2.141 resumos e, até o momento, conta com cerca de 2.000 inscrições, vindas do Brasil e de outros 27 países.

O XIII Encontro será formado por 19 simpósios, seguindo o modelo empregado em encontros tradicionalmente organizados por Sociedades de Pesquisa em Materiais, tratando de tópicos como a síntese de novos materiais, simulações computacionais, propriedades ópticas, magnéticas e eletrônicas, materiais tradicionais como argilas e cimentos, metais avançados, nanoestruturas de carbono e grafeno, nanomateriais para nanoestruturas, sistemas de armazenamento de energia, compósitos, engenharia de superfícies e outros. Uma novidade será um simpósio dedicado à inovação e à transferência de tecnologia na pesquisa em materiais. O programa também inclui 7 palestras plenárias, apresentadas por pesquisadores de renome internacional.

Neste ano, a SBPMat fará apresentações sobre os resultados de duas importantes ações de nossa sociedade. A primeira será a reunião da diretoria da SBPMat com os grupos do programa University Chapters (UCs) já estabelecidos e com estudantes interessados em estabelecer novos UCs. A segunda é o lançamento de uma publicação do Institute of Physics IOP em nome da SBPMat, intitulada Materials Science Impact, relatando os avanços da pesquisa em Materiais no Brasil.

A cerimônia de abertura será seguida pela Palestra Memorial “Joaquim Costa Ribeiro” sobre a evolução da pesquisa em materiais no Brasil, apresentada pelo Professor José Arana Varela. Durante a cerimônia de encerramento, os coordenadores dos simpósios irão entregar o “Prêmio Bernhard Gross” aos estudantes pelo melhor pôster e pela melhor apresentação oral de cada simpósio.

Em nome do comitê organizador, gostaríamos de agradecer aos funcionários e à direção da SBPMat, além de suas agências contratadas, aos coordenadores de simpósio e membros dos comitês de programa, local e nacional, por sua dedicação e pelos grandes esforços empregados para que este encontro seja possível.

Esperamos que os participantes aproveitem um encontro muito agradável, marcado pela troca estimulante de informações científicas e pela criação de novas colaborações.

Ieda M. Garcia dos Santos e Severino Jackson Guedes de Lima

Coordenadores do Encontro

Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Robert Chang (Northwestern University, EUA).


Prof. Chang e outros desenvolvedores de Nanocos, um jogo de cartas que incentiva estudantes a aprender conceitos de ciência e seu papel na escala nano.

Robert Chang é professor de Ciência e Engenharia de Materiais no primeiro departamento acadêmico de Ciência de Materiais do mundo, criado há mais de 50 anos na Northwestern University, na qual ele também é diretor do Instituto de Pesquisa em Materiais.

Ele recebeu o título de Bacharel em Ciências, com habilitação em Física, no Massachusetts Institute of Technology (MIT) e o de doutor em Física de Plasmas na Princeton University. Por 15 anos, ele conduziu pesquisas básicas na Bell Labs. Durante os últimos 28 anos na Northwestern University, também dirigiu diversos centros e programas de pesquisa e educação na área de materiais da National Science Foundation (NSF).

O professor Chang foi presidente da Sociedade de Pesquisa em Materiais dos Estados Unidos, a Materials Research Society (MRS) em 1989. Ocupa o cargo de Secretário Geral e Presidente Fundador da União Internacional de Sociedades de Pesquisa em Materiais (IUMRS, na sigla em inglês). Recebeu várias distinções por seu trabalho, como o Prêmio Woody, da MRS, em 1987, a bolsa Siu Lien Ling Wong, da Universidade Chinesa de Hong Kong, em 1999, e o Prêmio Director´s Distinguished Teaching Scholar da NSF, em 2005. Além de membro da Sociedade Americana de Vácuo e da MRS, ele é membro honorário das Sociedades de Pesquisa em Materiais da Índia, Japão e Coreia.

Ele é (co)autor de 400 artigos em publicações arbitradas, com aproximadamente 13.000 citações e um índice H de 56.

Segue a nossa entrevista com o professor Chang, que dará uma palestra plenária no XIII Encontro da SBPMat.

Boletim SBPMat: – No seu ponto de vista, quais sãos as suas principais contribuições para a área de Ciência e Engenharia de Materiais?

Robert Chang: 1. O processamento a plasma de materiais semicondutores;

2. Materiais baseados em carbono, como o diamante, fulerenos e nanotubos de carbono, e os dispositivos relacionados a eles;

3. Células solares de 3ª geração;

4. Materiais plasmônicos infravermelhos e sensores.

5. Filmes finos de óxidos para dispositivos eletrônicos e fotônicos.

Publicações mais importantes abaixo.

H. Cao, Y. G. Zhao, S. T. Ho, E. W. Seelig, Q. H. Wang, and R. P. H. Chang. Random Laser Action in Semiconductor Powder. Phys. Rev. Lett. 82, 2278 (1999); DOI:http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.2278.

Michael D. Irwin, D. Bruce Buchholz, Alexander W. Hains, Robert P. H. Chang, and Tobin J. Marks.p-Type semiconducting nickel oxide as an efficiency-enhancing anode interfacial layer in polymer bulk-heterojunction solar cells. PNAS, vol. 105 no. 8, 2783–2787 (2008); doi: 10.1073/pnas.0711990105.

Q. H. Wang, A. A. Setlur, J. M. Lauerhaas, J. Y. Dai, E. W. Seelig and R. P. H. Chang. A nanotube-based field-emission flat panel display. Appl. Phys. Lett. 72, 2912 (1998);http://dx.doi.org/10.1063/1.121493.

Quanchang Li, Vageesh Kumar, Yan Li, Haitao Zhang, Tobin J. Marks, and Robert P. H. Chang. Fabrication of ZnO Nanorods and Nanotubes in Aqueous Solutions. Chem. Mater., 2005, 17 (5), pp 1001–1006. DOI: 10.1021/cm048144q.

Boletim SBPMat: – E quais são as suas principais contribuições para a educação científica, especialmente na área de Ciência de Materiais?

Robert Chang: – Nos últimos 20 anos, eu conduzi o desenvolvimento do programa Materials World Modules para ensinar estudantes pré-universitários sobre materiais e nanotecnologia: materialsworldmodules.orgnclt.usgsasprogram.orgimisee.net.

Boletim SBPMat: – Poderia nos dar uma prévia da sua palestra plenária no Encontro da SBPMat? Do que o senhor pretende tratar?

Robert Chang: – Mobilizar cidadãos do mundo a solucionar problemas globais, juntos!

Boletim SBPMat: – Fique à vontade para deixar uma mensagem aos nossos leitores na comunidade de Pesquisa em Materiais, se quiser.

Robert Chang: – A pesquisa e a educação em materiais e nanotecnologia são a força que impulsionará todas as tecnologias futuras, inclusive nas áreas de energia, meio ambiente, saúde e segurança.

Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais na USP, campus Pirassununga.


Estarão abertas, no período de 06 a 24 de outubro de 2014, as inscrições para o curso de Mestrado e Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo (USP), campus de Pirassununga.

Os cursos compreendem as linhas de pesquisa de “Tecnologia de Polímeros Naturais” e “Materiais Cerâmicos e Compósitos”.

Aos alunos classificados no exame de seleção, o programa oferece bolsas de estudos distribuídas de acordo com as cotas disponíveis.

Inscrição: 06 a 24 de outubro de 2014

Início do processo seletivo: 10 de novembro de 2014.

Matrícula: 26 de janeiro a 17 de julho de 2015.

Para se inscrever, o candidato deverá acessar a página: http://www.usp.br/fzea/ecm12.php

Processo seletivo para bolsas de pós-doutorado CAPES/PNPD no Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC-Florianópolis.


O Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC-Florianópolis) anuncia a disponibilidade de 4 (quatro) bolsas de pós-doutorado PNPD/CAPES, para o período de 2 (dois) anos, com possível prorrogação.  A mensalidade da bolsa é de 4.100.00 reais e o valor de custeio anual é de 12.000,00 reais.

O candidato pode atuar em linhas de pesquisa TEÓRICAS ou EXPERIMENTAIS, em uma das seguintes áreas: Astrofísica, Física Atômica e Molecular, Física da Matéria Condensada e Mecânica Estatística, Física Nuclear e de Hádrons, Física de Partículas e Campos.
Informações sobre os projetos e linhas de pesquisa:

– Duas (2) bolsas para o projeto “Fortalecimento das linhas de pesquisa do Programa de Pós-Graduação da Física da UFSC” link projeto

– Uma (1) bolsa para o projeto “Fronteiras da Física Teórica e Computacional” link projeto

– Uma (1) bolsa para o projeto “Nanotecnologia e Instrumentação Virtual” link projeto

Edital CAPES- PNPD institucional: Click aqui

Inscrições:

O candidato deverá enviar e-mail para  com os seguintes documentos*:

1) Curriculum Vitae Lattes atualizado;

2) Descrição de interesses científicos, incluindo projeto de pesquisa para o período (outubro/2014 a setembro/2016) com no máximo 10 páginas;

3) Nome e e-mail de duas pessoas para eventuais cartas de recomendação;

4) O candidato deve, no ato da inscrição, informar o título do projeto para o qual estará concorrendo.

*Toda documentação deve ser enviada em um único e-mail. Os documentos 1 e 2 devem ser anexados ao e-mail, ambos em formato pdf.

Período de inscrições: 26/08/2014 a 12/09/2014

Divulgação do Resultado: até o dia 22 de setembro de 2014.

Critérios para seleção:

Os candidatos terão sua documentação avaliada pelos seguintes quesitos:

– Potencial e domínio do candidato em sua área de pesquisa;
– Diversidade de sua formação;
– Qualidade e quantidade de sua produção intelectual;
– Autonomia e maturidade científica;
– Potencialidade de interação efetiva com os grupos de pesquisa do Programa.

Requisitos do candidato à bolsa (item 4.4 do Edital da CAPES)

O candidato indicado para recebimento da bolsa do PNPD deverá atender aos seguintes requisitos:

a)   ser brasileiro ou possuir visto permanente no País. No caso de candidato estrangeiro, este deverá estar, no momento da implementação da bolsa, em situação regular no País;
b)    estar em dia com as obrigações eleitorais;
c)    possuir em seu currículo Lattes qualificações que demonstrem capacitação suficiente para desenvolver o projeto;
d)    não ser beneficiário de outra bolsa de qualquer natureza;
e)    dedicar-se integralmente e exclusivamente às atividades do projeto;
f)     não ter vínculo empregatício (celetista ou estatutário);
g)    não ser aposentado ou encontrar-se em situação equiparada;
h)    estar apto a iniciar as atividades relativas ao projeto tão logo seja aprovada a sua candidatura pela respectiva agência;
i)   ter obtido o título de doutor há, no máximo, 5 (cinco) anos quando da implementação da bolsa, estando de posse do seu diploma. Em caso de diploma obtido em instituição estrangeira, este deverá possuir o reconhecimento de validação, conforme dispositivo legal;
j)     ter seu currículo atualizado e disponível na Plataforma Lattes.

Um aniversário na comunidade de pesquisa em Materiais: 10 anos do PGMAT – UCS.


Mutirão de professores, estudantes e funcionários para receber, através de uma janela desmontada, equipamentos para o Laboratório de Caracterização de Materiais I do PGMAT-UCS. Ano 2007. (Foto do acervo do PGMAT-UCS)

Este mês de agosto registra o 10º aniversário de um dos 31 programas de pós-graduação recomendados atualmente pela Capes dentro da Área de Materiais: o Programa de Pós-Graduação em Materiais (PGMAT) da Universidade de Caxias do Sul (UCS) – universidade comunitária presente em nove cidades do nordeste do Rio Grande do Sul, com sede em Caxias do Sul.

A história do PGMAT-UCS remonta-se ao ano de 2003, quando Israel Baumvol, físico e pesquisador da área de Materiais, foi convidado por autoridades da UCS a liderar a criação de um programa de pós-graduação nesse campo do conhecimento. Baumvol estava, na época, se aposentando de seu cargo de professor titular na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Em agosto de 2004, após realizar um processo seletivo que teve 85 inscritos para 15 vagas, o PGMAT-UCS iniciava as atividades de seu curso de mestrado recém aprovado pela CAPES com nota 3, sob a coordenação do professor Baumvol. O programa contava então com alguns laboratórios que já existiam na universidade e poucos professores com diploma de doutor, e oferecia o único curso de pós-graduação da universidade na área de Ciências Exatas e Engenharias.

Hoje com nota 5 na CAPES (conceito “muito bom”), o programa possui mais de 20 laboratórios e um corpo docente com 70% de bolsistas de produtividade. Desde 2012, o PGMAT oferece também um curso de doutorado, que tem atualmente 19 alunos.

No mesmo local da foto anterior, hoje funciona o Laboratório de Caracterização de Superfícies em Nanoescala. Frente à janela, um equipamento para análises pela técnica GDOES. (Foto do acervo PGMAT)

Outra conquista do programa foi a assinatura de um convênio com a Escola Europeia de Engenheiros em Engenharia de Materiais (EEIGM, na sigla em francês) para dupla diplomação em nível de mestrado. Duas mestras já se formaram com esse duplo diploma depois de realizar atividades acadêmicas na UCS e na EEIGM, sediada na cidade francesa de Nancy.

Quanto à produção científica, mais de 300 artigos foram publicados em periódicos internacionais pelos docentes e discentes do programa em seus 10 anos de existência.

Impacto da pesquisa na indústria

Desde o início, a equipe do PGMAT-UCS procurou a interação com empresas da região, embasada na afinidade que a Ciência e a Engenharia de Materiais têm com quase todos os segmentos industriais. Assim, já em 2003, os docentes da UCS envolvidos na criação do programa visitaram empresas de Caxias do Sul para levantar suas demandas.

Em várias oportunidades ao longo de sua história, o PGMAT-UCS pôde contar com recursos de empresas e entidades do setor industrial, principalmente, do Sindicato das Indústrias Metalúrgicas, Mecânicas e de Material Elétrico de Caxias do Sul (SIMECS), os quais complementaram as verbas públicas na compra de equipamentos para os laboratórios do programa.

Inauguração do Laboratório de Engenharia de Superfícies e Tratamentos Térmicos, realizada em 2007, contou com representantes da indústria. Ao microfone, o prof. Israel Baumvol, na época coordenador do PGMAT-UCS. (Foto do acervo da UCS)

Em seus 10 anos de existência, o PGMAT-UCS diplomou 90 mestres. Dentre eles, 45% trabalham em empresas da região, 10% são docentes universitários e 30% fazem ou fizeram doutorado.

Em alguns casos, os próprios trabalhos de mestrado foram fundamentais para o desenvolvimento de novos produtos na região. Esse foi o caso do Celtrav®, um material de alto desempenho para ser usado em molas e batentes, que compõe o portfólio de produtos da empresa Travi. Uma pesquisa de mestrado no PGMAT também foi importante no desenvolvimento de um revestimento para ornamentos utilizados em algumas linhas de calçados da fabricante Grendene. Segundo informações da empresa, cerca de 18 milhões de pares de calçados com esses enfeites foram comercializados em 2013.

Jovens empreendedores que fundaram empresas de base tecnológica a partir de trabalhos desenvolvidos no PGMAT também estão entre os estudantes e egressos do programa. A Plasmar Tecnologia, uma dessas empresas spin-off, atende hoje centenas de indústrias da região com tratamentos de superfície a plasma que melhoram o desempenho e a vida útil de moldes, matrizes e outras peças e componentes. O outro exemplo é a Fineza, empresa recém-lançada ao mercado, dedicada a fabricar e comercializar produtos de casa e cozinha com revestimentos decorativos que foram otimizados dentro de um trabalho de mestrado do programa.

Artigo em destaque: Engenharia precisa na fabricação de válvulas de spin.


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

T. E. P. Bueno, D. E. Parreiras, G. F. M. Gomes, S. Michea, R. L. Rodríguez-Suárez, M. S. Araújo Filho, W. A. A. Macedo, K. Krambrock and R. Paniago. Noncollinear ferromagnetic easy axes in Py/Ru/FeCo/IrMn spin valves induced by oblique deposition. Appl. Phys. Lett. 104, 242404 (2014). DOI: 10.1063/1.4883886.

Artigo de divulgação:

Engenharia precisa na fabricação de válvulas de spin.

A produção e caracterização de válvulas de spin é o tema de um trabalho de colaboração entre pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG),  do Laboratório de Física Aplicada do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) e da Pontifícia Universidade Católica do Chile, cujos resultados foram recentemente publicados no prestigiado periódico Applied Physics Letters (APL).

Válvulas de spin são dispositivos formados por três ou mais camadas de espessura nanométrica compondo um sanduíche de materiais magnéticos e não magnéticos. Sensores constituídos por tais estruturas cumprem papel fundamental na leitura das informações gravadas nos discos rígidos, entre outras aplicações.

O funcionamento das válvulas de spin se baseia num efeito chamado “magnetorresistência gigante”, que foi o motivo do Prêmio Nobel de Física de 2007. A magnetorresistência gigante nas válvulas de spin consiste numa grande alteração da resistência elétrica frente à ação de um campo magnético. Essa resistência depende da orientação relativa entre as magnetizações das camadas compostas por material magnético.

A magnetização de um material magnético é determinada pela orientação dos spins de seus elétrons. Os elétrons possuem duas características intrínsecas: carga elétrica e momento magnético, esta última conhecida como spin. Explorar o grau de liberdade do spin do elétron em adição à sua carga levou ao surgimento de um novo campo de pesquisa, denominado spintrônica.

Então, na magnetorresistência gigante das válvulas de spin, quando as camadas de material magnético têm a mesma direção e sentido de magnetização, o dispositivo diminui sua resistência elétrica e se torna um melhor condutor da eletricidade. Já quando as camadas magnéticas adquirem sentidos opostos de magnetização, acontece um significativo aumento da resistência elétrica.

Para compreender melhor esse efeito e, mais adiante, os resultados apresentados no artigo da APL, é importante lembrar que a magnetização é uma grandeza física vetorial e que, portanto, além de possuir uma intensidade (chamada módulo), ela tem uma direção (paralela, perpendicular) e um sentido (indicado pela ponta da seta que representa o vetor). Geralmente, multicamadas metálicas compostas por materiais magnéticos separados por uma camada não magnética, como as válvulas de spin, têm as magnetizações das camadas ferromagnéticas acopladas, explica Thiago Bueno, primeiro autor do artigo da APL e aluno do Doutorado em Física da UFMG, orientado pelo professor Roberto Magalhães Paniago. Esse acoplamento pode resultar em magnetizações paralelas (chamadas “colineares”) com mesmo sentido ou com sentidos opostos, e também em magnetizações não colineares, como mostra esta figura:

Camadas ferromagnéticas “sanduichando” uma camada não magnética de rutênio. As setas vermelhas e verdes representam a direção e o sentido da magnetização das camadas compostas por Py e FeCo, respectivamente. (a) Magnetizações paralelas e com mesmo sentido; (b) Magnetizações paralelas com sentidos opostos; (c) Magnetizações perpendiculares entre si.

Entretanto, magnetizar as camadas magnéticas da válvula de spin não ocorre de forma homogênea em todas as direções; elas apresentam a chamada anisotropia magnética. “A anisotropia magnética é uma importante propriedade magnética, pois estabelece a direção fácil de magnetização”, destaca Thiago Bueno. “Esta propriedade é determinada por uma série de fatores, dentre eles os tipos de materiais, a espessura das camadas, e os detalhes do método de fabricação de amostras”.

No trabalho que originou o artigo da APL, a equipe de cientistas realizou alguns ajustes no método de fabricação das válvulas de spin, conseguindo interessantes resultados nas propriedades desses dispositivos.

Controlando a direção da magnetização

“Este trabalho só foi possível devido à ótima colaboração entre as partes, da preparação de amostras de ótima qualidade, medidas experimentais precisas, interpretação dos dados, até a publicação dos resultados”, destaca Thiago Bueno.

Inicialmente, no Laboratório de Física Aplicada do CDTN, localizado em Belo Horizonte (MG), a equipe fabricou filmes finos compostos por multicamadas com espessura de algumas dezenas de nanometros. Os filmes foram obtidos por meio da técnica conhecida como magnetron sputtering, na qual íons de argônio são acelerados contra os alvos que contêm os materiais a ser depositados, arrancando seus átomos. Com o auxílio dos magnetrons, esses átomos são depositados sobre um substrato, formando as camadas dos filmes. “Por meio dessa técnica é possível obter filmes com composição química, espessura e morfologia estrutural bem determinada”, explica Thiago Bueno.

Esquema de deposição oblíqua com 5 fontes de sputtering (magnetrons) fazendo um ângulo de 72o entre elas. O ângulo (β) entre a direção de deposição e a normal do filme é estimado em 38o para todas as fontes.

Neste estudo, os cientistas montaram um esquema de deposição oblíqua ao dispor os magnetrons do equipamento fazendo um ângulo de 72entre eles e inclinados com relação à amostra, conforme mostra a imagem à direita.Usando esse esquema de deposição oblíqua, os cientistas fabricaram válvulas de spin com camadas ferromagnéticas de até 10nm de espessura, compostas pelas ligas metálicas permalloy(Py) e FeCo, e separadas por uma camada não magnética de rutênio (Ru) de espessura entre 1 nm e 3,5 nm. Os dispositivos foram caracterizados no Departamento de Física da UFMG usando ressonância ferromagnética (FMR), uma técnica extremamente sensível que fornece relevantes informações sobre a magnetização dos materiais.

Após a interpretação dos resultados experimentais, da qual participaram pesquisadores da Pontifícia Universidade Católica do Chile, os cientistas concluíram que a deposição oblíqua induziu direções de magnetização não paralelas (não colineares) nas camadas ferromagnéticas das válvulas de spin fabricadas.  “O ângulo entre os eixos fáceis, aproximadamente igual ao ângulo entre os magnetrons, fora determinado pela geometria de fabricação”, reforça o autor Bueno. “Uma das principais contribuições do nosso trabalho é a demonstração de que é possível se fabricar válvulas de spin onde os eixos de fácil magnetização das camadas ferromagnéticas (Py e FeCo) são não colineares”, resume.

De acordo com o doutorando, que foi o idealizador do projeto, ao iniciar o trabalho os autores já conheciam os efeitos da deposição oblíqua em bicamadas ferromagnética/antiferromagnética. Com este estudo, a equipe deu um passo além e investigou esses efeitos em uma estrutura mais complexa, a válvula de spin.

“Acreditamos que nosso trabalho impulsionará outros pesquisadores a fabricar esses dispositivos buscando novas configurações magnéticas entre as camadas da válvula de spin, além das tradicionalmente usadas”, completa Bueno.

Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Luís Carlos (Universidade de Aveiro, Portugal).


Prof. Luís Carlos.

“Luminescência aplicada à nanomedicina” é o tema de uma das palestras plenárias que a comunidade de pesquisa em Materiais vai poder assistir em nosso XIII Encontro da SBPMat (João Pessoa, 28 de setembro a 2 de outubro). O palestrante será o físico português Luís António Ferreira Martins Dias Carlos, professor titular da Universidade de Aveiro (Portugal), o qual obteve seu Doutorado pela Universidade de Évora (Portugal) em 1995 com um trabalho sobre fotoluminescência de eletrólitos poliméricos incorporando sais de lantanídeos.

Na Universidade de Aveiro, em 2000, Luís Carlos fundou um grupo de pesquisa voltado para híbridos orgânico-inorgânicos funcionais. O grupo estabeleceu uma rede internacional de contatos dedicada a esses materiais híbridos luminescentes, contando com mais de 30 grupos de pesquisa na Europa, China, Japão, Singapura, Brasil e Austrália. Também em Aveiro, desde 2009, Luís Carlos é o vice-diretor do Centro de Investigação em Materiais Cerâmicos e Compósitos (CICECO) , um dos maiores institutos europeus de pesquisa em Materiais e Nanotecnologia.

Ele é membro da Academia das Ciências de Lisboa (seção de Física) desde 2011. Também foi professor visitante da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP) em 1999, 2012 e 2013, e da Universidade de Montpellier 2 (França) em 2008. Além disso, recebeu uma bolsa de “Pesquisador Visitante Especial” do CNPq, através do Programa Ciência em Fronteiras, em 2013.

Ele é coautor de mais de 345 trabalhos em publicações internacionais, 8 artigos de revisão convidados, 5 capítulos de livros e 2 patentes internacionais. Conta com mais 8.000 citações, tendo um índice H de 47. Já apresentou 40 palestras plenárias e convidadas em conferências. Também é o editor associado do Journal of Luminescence

Segue nossa entrevista com o palestrante.

Boletim da SBPMat: –  Existem aplicações de materiais luminescentes em nanomedicina que já estejam no mercado/na sociedade? Por favor, dê alguns exemplos de impacto.

Luís Carlos: – Sim, sem dúvida, existem materiais luminescentes com importantes aplicações em nanomedicina que estão já no mercado. Posso destacar dois exemplos:

– Complexos orgânicos de iões lantanídeos (como, por exemplo, criptatos e β-dicetonatos) são comercializados como agentes de contraste para imagem por ressonância magnética (usando essencialmente Gd3+) e como marcadores luminescentes (usando Eu3+, Sm3+ e Tb3+) para fluoroimunoensaios. Fluoroimunoensaio é um método de imunologia para diagnóstico clínico particularmente relevante na triagem neonatal e pré-natal e na detecção de proteínas, vírus, anticorpos, bio marcadores tumorais e resíduos de fármacos. É interessante mencionar neste contexto o trabalho realizado por vários pesquisadores do INCT INAMI (Brasil) na implementação em ambiente hospitalar de um protótipo para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico por fluoroimunoensaio da leishmaniose tegumentar americana, do câncer da próstata (PSA) e da lipoproteína de baixa densidade (LDL) utilizando antígenos recombinantes marcados com complexos de iões lantanídeos (e.g. Eu3+, Tb3+ e Nd3+). O mercado mundial de agentes de contraste e marcadores luminescentes baseados em iões lantanídeos é avaliado em várias centenas de milhões de dólares americanos.

– Nanopartículas luminescentes (“quantum dots”, QDs – ou pontos quânticos, em português -, e nanocristais incorporando iões lantanídeos) têm ganho um protagonismo incrível nos últimos anos graças a importantíssimas aplicações no diagnóstico por imagem óptica e em técnicas de terapia. Estimativas recentes avaliam o mercado mundial de nanopartículas luminescentes na área da saúde em mais de 20 milhões de dólares americanos. Um exemplo a destacar no tratamento de tumores é a hipertermia local. A hipertermia local, também designada como termoterapia local, é um tipo de tratamento em que os tecidos biológicos (geralmente células cancerosas) são expostos a temperaturas superiores a 45°C danificando-os irreversivelmente e provocando a sua morte (as lesões colaterais nos tecidos normais circundantes ao tumor são, em geral, mínimas). Inúmeros ensaios clínicos de hipertermia são realizados actualmente em todo o mundo para melhor compreender e aperfeiçoar a técnica. Por exemplo, a utilização de nanopartículas luminescentes ou magneto-luminescentes (com iões magnéticos como o Ferro ou o Cobalto) vectorizadas para se ligarem a pontos específicos nas células cancerígenas, para permitir, respectivamente, o aquecimento local por absorção de radiação electromagnética e por indução magnética é um novo tipo de hipertermia local. O controlo preciso da temperatura na área de irradiação limitando os efeitos deste aumento de temperatura sobre outras partes do corpo é, ainda, um desafio decisivo para a vulgarização da técnica.

Boletim da SBPMat: –  Muito brevemente, quais seriam os principais desafios na área de luminescência aplicada à nanomedicina?

Luís Carlos: – Destaco dois exemplos. A melhoria de técnicas de imagem de diagnóstico e o desenvolvimento de micro/nanotermómetros luminescentes que permitam mapear com uma resolução da ordem do décimo de grau a temperatura intracelular.

Centros emissores na região do infravermelho próximo (e.g. iões lantanídeos como o Nd3+ e o Yb3+, QDs e corantes orgânicos) têm grandes vantagens relativamente aos emissores na região do visível para aplicações de imagem em nanomedicina. Por exemplo, os tecidos biológicos têm uma menor autofluorescência na janela do infravermelho próximo, permitindo uma melhor discriminação sinal-ruído e melhorando a sensibilidade à detecção. Além disso, os fotões no infravermelho próximo interagem menos com os tecidos biológicos, em comparação com os fotões na região do visível, diminuindo, assim, o risco de perturbar ou danificar os sistemas biológicos que estão a ser observados. Assim, a síntese de novas nanopartículas luminescentes emitindo eficientemente no infravermelho próximo (apresentando, nalguns casos, luminescência persistente, isto é, emissão de luz que se prolonga por minutos, horas ou mesmo dias, após o final da excitação) provocará, sem dúvida, uma revolução na microscopia de fluorescência com o desenvolvimento de técnicas de imagem in vitro e in vivo no infravermelho próximo (cuja radiação penetra mais profundamente nos tecidos biológicos, quando comparada com a luz visível).

O desenvolvimento de micro/nanotermómetros luminescentes que permitam mapear a temperatura intracelular, em particular em células cancerígenas, vai, seguramente, melhorar a percepção que temos actualmente sobre a sua patologia e fisiologia optimizando diagnósticos prematuros e processos terapêuticos (como vimos acima no caso da hipertermia local). Estes termómetros não invasivos serão uma ferramenta decisiva para compreendermos melhor um conjunto de processos celulares que são acompanhados por alterações da temperatura, por exemplo, a divisão celular, a expressão genética, ou alterações na actividade metabólica. Finalmente, o desenvolvimento de nanotermómetros luminescentes na região do infravermelho próximo capazes de sensoriamento térmico e penetrando mais profundamente nos tecidos biológicos abrirá a porta para o sensoriamento térmico e de imagem in vivo (numa primeira fase em pequenos animais).

Boletim da SBPMat: –  Na sua própria avaliação, quais são as principais contribuições à Ciência e Engenharia de Materiais que você fez durante sua carreira científica? Por favor, acrescente à resposta uma seleção de 3 ou 4 publicações destacadas da sua autoria.

Luís Carlos: – Normalmente os nossos trabalhos mais recentes têm tendência a parecer-nos os mais importantes…Apesar desta constatação, entendo que as minhas principais contribuições para a Ciência e Engenharia de Materiais estão relacionados com o desenvolvimento de i) materiais híbridos orgânicos-inorgânicos luminescentes, ii) nanotermómetros raciométricos baseados na emissão característica de pares de iões lantanídeos (Eu3+/Tb3+ e Er3+/Yb3+) e iii) nanoplataformas combinando nanoaquecedores (partículas metálicas de Ouro ou Prata) e nanotermómetros, que permitem o aumento local da temperatura por irradiação laser e simultaneamente a medida precisa desse mesmo aumento de temperatura. Os quatro trabalhos seguintes ilustram estas contribuições:

1. Full Colour Phosphors From Eu(III)-Based Organosilicates. L. D. Carlos, Y. Messaddeq, H. F. Brito, R. A. Sá Ferreira, V. de Zea Bermudez, S. J. L. Ribeiro, Adv. Mater. 12, 594–598 (2000)

2. Nanoscopic Photoluminescence Memory as a Fingerprint of Complexity in Self-Assembled Alkylene/Siloxane Hybrids. L. D. Carlos, V. de Zea Bermudez, V. S. Amaral, S. C. Nunes, N. J. O. Silva, R. A. Sá Ferreira, J. Rocha, C. V. Santilli, D. Ostrovskii, Adv. Mater. 19 341–348 (2007)

3. A Luminescent Molecular Thermometer for Long-Term Absolute Temperature Measurements at the Nanoscale. C. D. S. Brites, P. P. Lima, N. J. O. Silva, A. Millán, V. S. Amaral, F. Palacio, L. D. Carlos, Adv. Mater. 22, 4499–4504 (2010)

4. All-In-One Optical Heater-Thermometer Nanoplatform Operative From 300 to 2000 K Based on Er3+ Emission and Blackbody Radiation. M. L. Debasu, D. Ananias, I. Pastoriza-Santos, L. M. Liz-Marzan, J. Rocha, L. D. Carlos, Adv. Mater. 25, 4868–4874 (2013)