Gente da comunidade: entrevista com o cientista João Alziro Herz da Jornada.

joaojornada (1)João Alziro Herz da Jornada nasceu em 1º de junho de 1949 em São Borja (RS). Entre 1968 e 1971, realizou a graduação em Física na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em Porto Alegre. Logo após receber o diploma de bacharel, iniciou o mestrado em Física, também na UFRGS, o qual concluiu em 1973. A dissertação de mestrado versou sobre um dos temas aos quais se dedicaria ao longo de sua carreira científica, o efeito das altas pressões nos materiais.

Em agosto de 1974, assumiu o cargo de professor adjunto do Instituto de Física da UFRGS. De 1977 a 1979 realizou o doutorado em Ciências da UFRGS, no qual desenvolveu um novo trabalho de pesquisa sobre efeitos das altas pressões em materiais, orientado pelo professor Fernando Claudio Zawislak. Sua tese de doutoramento recebeu uma distinção de louvor da UFRGS. Em 1983 e 1984, fez pós-doutorado no National Institute of Standards and Technology (NIST), instituto dedicado a promover a inovação e competitividade industrial por meio da metrologia, ciência e tecnologia nos Estados Unidos. Em abril de 1985, tornou-se professor titular do Instituto de Física da UFRGS, posição que manteve até a sua aposentadoria em fevereiro de 2016. Desde então, é colaborador convidado dessa instituição. Ao longo de sua carreira acadêmica na UFRGS, desempenhou vários cargos de administração, entre eles, o de presidente da Câmara de Pesquisa da universidade e o de coordenador de pós-graduação do Instituto de Física. O professor Jornada também criou e coordenou o Laboratório de Altas Pressões e Materiais Avançados do IF-UFRGS.

Desde 1993 até o ano 2000, Jornada foi coordenador do comitê executivo da Associação Rede de Metrologia e Ensaios do Rio Grande do Sul (Rede Metrológica RS), uma entidade criada em 1992, que atua como articuladora na prestação de serviços qualificados de metrologia e de qualidade por parte de seus laboratórios associados.

De 2000 a 2004, Jornada foi diretor de metrologia científica e industrial do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), autarquia federal vinculada ao Ministério de Indústria, Comércio Exterior e Serviços criada em 1973, cuja missão é fortalecer as empresas nacionais, aumentando sua produtividade por meio da adoção de mecanismos destinados à melhoria da qualidade de produtos e serviços.

Em dezembro de 2004, o professor Jornada assumiu a presidência do Inmetro, permanecendo no cargo por 11 anos, até dezembro de 2015. Em seu mandato, Jornada promoveu mudanças na estratégia, capacitação, infraestrutura e gestão do Inmetro, que levaram a instituição a aumentar seu reconhecimento científico nacional e internacional e a desenvolver interações com a academia, empresas e governo.

Jornada recebeu uma série de distinções, como o Prêmio Pesquisador Destaque da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS) na área de Física (1998); a Comenda da Ordem Nacional do Mérito Científico da Presidência da República, na classe Comendador (2000) e Grã Cruz (2007), 2004 a Comenda da Ordem do Mérito Aeronáutico na Classe Comendador da Força Aérea Brasileira (2004), a Comenda da Ordem de Rio Branco no grau de Comendador do Ministério das Relações Exteriores (2008) e a Medalha Mérito Tamandaré da Marinha do Brasil (2015). É membro da Academia Brasileira de Ciências desde 2001, fellow da TWAS (The World Academy of Sciences for the advancement of science in developing countries) desde 2008. Desde 2016, é distinguished fellow da Global Federation of Competitiveness Councils, uma rede de pessoas e organizações envolvidas em estratégias de competitividade, sediada em Washington (EUA).

O cientista é autor de cerca de 100 artigos publicados em periódicos científicos, entre eles, os prestigiosos Science e Nature.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos o que o levou a se tornar um cientista e, em particular, a atuar na área de Física da Matéria Condensada.

João A. Herz da Jornada: – Desde cedo tive grande interesse pela Ciência. O ambiente no final dos anos 50 e início dos anos 60, época de minha infância e adolescência, era especialmente estimulante para a carreira científica, especialmente a Física.  Havia muito destaque na imprensa para assuntos que me fascinavam, como foguetes, sputnik, corrida espacial, energia nuclear, transistor, computadores… Era uma época em que o mundo via a Ciência com extremo otimismo e confiança, verdadeiramente a “fronteira sem fim”, nas palavras de Vannevar Bush. A Ciência representava certezas, fornecendo o caminho seguro para responder todas as questões, grandes e pequenas,  uma visão de mundo verdadeira, completa e unificada- talvez o ápice do ideário iluminista. Tudo isto me fascinava. Sempre gostei muito de ler, aprender, fazer experimentos e construir coisas envolvendo Física, Química e Eletrônica, desfrutar o prazer da descoberta e da realização. Assim, seguir a carreira científica foi muito natural. Graduei-me em Física e fiz mestrado e doutorado em Física Experimental, aplicando técnicas de Física Nuclear a problemas de Física da Matéria Condensada, sob a orientação do Fernando Zawislak. Nessa época a Física da Matéria Condensada despontava com dinamismo, havia bastante problemas interessantes para atacar e também relevantes demandas para aplicações em várias áreas. Meu trabalho de doutorado envolveu projetar e construir câmaras de muito altas pressões, exigindo conhecimento mais profundo sobre algumas propriedades de materiais; assim comecei a me interessar para além da Física da Matéria Condensada, entrando em  Ciência dos Materiais. Adicionalmente, fiquei entusiasmado com as potencialidades da técnica em Física da Matéria Condensada, por permitir variações consideráveis e controláveis de distâncias interatômicas, fatores determinantes das propriedades de sólidos, além de gerar transformações de fase. Como não havia expertise alguma em altas pressões no Brasil, decidi criar um Laboratório para desenvolver a técnica, implantar uma boa infraestrutura experimental e explorar suas possibilidades como um novo instrumental de pesquisa em nosso meio. Com efeito, montamos um bom laboratório, com diferentes tipos de sistemas para produção de altas pressões, projetados e construídos aqui mesmo, viabilizando processamentos em altas temperaturas e medidas in-situ usando várias técnicas de sondagem, como espectroscopia ótica e difração de raios-x. Assim, pudemos desenvolver várias linhas de pesquisa em Física da Matéria Condensada. Estou usando o plural para enfatizar o trabalho em equipe, com um fantástico time de estudantes e colaboradores. O domínio desta técnica aumentou mais ainda meu interesse por Ciência dos Materiais por oferecer uma nova janela de oportunidades para produção de novos materiais, em especial os materiais chamados superduros, como o diamante e seus compósitos. A produção de diamantes sintéticos em nosso Laboratório nos introduziu definitivamente dentro da Ciência dos Materiais, com algumas linhas de pesquisa  bem representativas, como síntese de diamante, por altas pressões e por CVD, produção de  compactos e compósitos de materiais de alta dureza, produção de ferramentas de corte com diamante e cBN etc. Posteriormente iniciamos trabalhos em materiais cerâmicos, envolvendo tanto pesquisa básica como pesquisa aplicada, em conexão com empresas, para produção de cerâmicas estruturais.

Mas há um também um fator que creio ter influído bastante na escolha de minha carreira: tanto a Física da Matéria Condensada como a Ciência dos Materiais oferecem tremendas possibilidades para inovações e geração de riqueza para a sociedade, esta mesma sociedade que com dificuldades apoia e custeia nosso trabalho.  Tenho um sentimento de dever, compartilhado por muitos de minha geração, no sentido de ajudar efetivamente o desenvolvimento do País.

Boletim da SBPMat: – Quais são, na sua própria avaliação, as suas principais contribuições à área de Materiais? Gostaríamos de pedir que você vá além da enumeração de resultados e descreva brevemente as contribuições que considera de mais impacto ou mais destacadas. Ao refletir sobre sua resposta, sugerimos que considere todos os aspectos da atividade científica.

João A. Herz da Jornada: – A resposta não é fácil, frente às múltiplas dimensões da pergunta e à natural dificuldade de falar dos próprios feitos. Vou comentar alguns aspectos resumidamente. Em primeiro lugar, a formação de pessoas, num variado espectro de níveis, dentro da área de Materiais: Doutores, Mestres, estudantes de graduação e bolsistas de iniciação científica. Aliás, a formação de recursos humanos de qualidade é para mim a maior contribuição da pesquisa básica num país ainda em desenvolvimento como o Brasil. Tenho muito orgulho de ter contribuído para o desenvolvimento científico de muitas pessoas, em particular os vários doutores que formei e que agora estão em importantes posições de liderança. Outro aspecto que considero relevante é a construção, junto com dedicados estudantes e colaboradores, de uma infraestrutura laboratorial única, na área de altas pressões e técnicas associadas, possibilitando muitos trabalhos de investigação e também alguns de apoio à Indústria. Implantamos a técnica de altas pressões no Brasil, construindo vários tipos de equipamentos, e aplicamos numa ampla gama de trabalhos científicos e tecnológicos, inclusive sintetizando pela primeira vez no País diamante e outros materiais avançados.

Como todo pesquisador brasileiro, minhas contribuições científicas, especialmente publicações, estão detalhadas no Currículo Lattes, mas do ponto de vista pessoal tenho muita satisfação com algumas publicações em revistas de grande impacto, como Science, Nature, PRL e PR, que foram resultados de trabalhos inteiramente realizados em nosso Laboratório, com ideias próprias e com equipamentos em grande parte construídos por nós, muitas vezes utilizando sucata de equipamentos velhos. Outra contribuição à Ciência dos Materiais foi a criação do Laboratório de Materiais no Inmetro, ao longo de meu período como presidente da instituição. Além de um programa científico interessante e de equipe de muito bom nível, foi implantada a maior infraestrutura de microscopia eletrônica do hemisfério sul, acessível a toda a comunidade científica e tecnológica do País. Dentro da UFRGS fui um dos fundadores do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais e do Centro de Microscopia e Microanálise. Destaco também a construção de uma rede de parcerias internacionais envolvendo estudo de materiais e altas pressões.

Boletim da SBPMat: –  Você será homenageado no XVI Encontro da SBPMat/B-MRS Meeting com a Palestra Memorial “Joaquim da Costa Ribeiro”. Comente brevemente o que você abordará nessa palestra e/ou deixe um convite para nossos leitores.

João A. Herz da Jornada: – Sinto-me honrado pela distinção e convido os leitores para a palestra; terei muito gosto em contar com a participação expressiva de nossa comunidade. O tema será a conexão entre Ciência dos Materiais e Inovação, sob uma perspectiva pouco discutida no Brasil, mais especificamente os complexos mecanismos que geram impacto econômico e social a partir da pesquisa básica.  Creio que o tema é bem relevante neste momento de graves restrições orçamentárias para a Ciência no Brasil. É importante termos um entendimento aprofundado do assunto, usando a mesma abordagem científica com que trabalhamos, baseada em evidências, boa lógica, rigor, espírito crítico, mente aberta e ampla discussão. Discutiremos a necessidade de se trabalhar com novos conceitos, como capacidade de absorção, capacidade de apropriação de conhecimentos  e conectividade, para melhor entender o problema. Veremos que a Ciência dos Materiais constitui-se numa área particularmente importante, não só pelos conhecimentos específicos associados estarem muito próximos de aplicações, mas também pelo seu caráter multidisciplinar envolver necessariamente  um amplo leque de conexões – um dos importantes fatores de um “ecossistema” inovativo.

Boletim da SBPMat: –  Deixe uma mensagem para os leitores que estão iniciando suas carreiras científicas. 

João A. Herz da Jornada: – Como mensagem aos que estão iniciando a carreira gostaria de sugerir uma reflexão sobre uma famosa ideia do grande filósofo do Iluminismo, David Hume, que pode ser resumida mais ou menos assim: a razão é uma serva das paixões. Qual seu significado no presente contexto? A Ciência é um empreendimento essencialmente  racional do espírito humano. Exige lógica, inteligência, trabalho disciplinado e rigoroso. Mas também exige criatividade, imaginação, conexão com pessoas, sonho, e muita vontade – fundamentalmente paixão. A paixão nos inspira e nos mobiliza para o trabalho, mas por outro lado é também nutrida pelos desafios e pelos resultados de um belo trabalho, e nutrida também pela natureza altamente social e estimulante do ambiente científico. Estas duas dimensões têm de ser igualmente reconhecidas e devidamente cuidadas. A Ciência dos Materiais nos propicia uma enorme gama de belos desafios, constantemente  renovados pela sua própria dinâmica e pelas demandas por aplicações, que estão sempre a nos conectar com a sociedade. Ela propicia boas chances de resultados gratificantes, tanto científicos como tecnológicos. Seu caráter multidisciplinar, exigindo sempre muita interação, nos propicia rica e estimulante experiência humana.

Artigo em destaque: Folhas de grafeno gravadas com íons de hélio.

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

Archanjo, B.S.; Fragneaud, B.; Cancado, L.G.; Winston, D.; Miao, F.; Achete, C.A.; Medeiros-Ribeiro, G. Graphene nanoribbon superlattices fabricated via He ion lithography. Appl. Phys. Lett. 104, 193114 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4878407.

Artigo de divulgação

Folhas de grafeno gravadas com íons de hélio

Em um trabalho coordenado por pesquisadores do Brasil e recentemente publicado na Applied Physics Letters (APL), cientistas gravaram, em cima de folhas de grafeno, padrões periódicos de tamanho nano, utilizando um método novo para essa aplicação, a litografia por feixe de íons de hélio focalizados.

A equipe de cientistas envolvida no trabalho se valeu de um microscópio HIM, do inglês helium ion microscope, para bombardear o grafeno com esses íons e, dessa maneira, gravar linhas paralelas de 1mm de comprimento e apenas 5 nm de largura, definindo, entre elas, fitas de 20 nm de largura (nanofitas).

Além de ser rápido e simples, o método se revelou muito preciso: gerou defeitos pontuais menores do que outras técnicas similares e preservou significativamente a estrutura atómica das nanofitas definidas.

O novo método amplia as possibilidades de aplicação do grafeno, que, vale lembrar, é um material plano (de apenas um átomo de altura) formado por átomos de carbono densamente compactados, e que se destaca por poder ser utilizado em escala nano e por sua altíssima resistência, ótima condução da eletricidade e do calor, transparência e flexibilidade, entre outras propriedades.

“A escrita direta em grafeno, utilizando o feixe de íons focalizados, permite a fabricação rápida de diferentes dipositivos”, diz Braulio Archanjo, pesquisador do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e primeiro autor do artigo da APL. Como exemplo, Archanjo cita a possibilidade de fabricar em grafeno puro, num futuro próximo, as chamadas “junções PN”, estruturas atualmente fabricadas basicamente em silício, as quais compõem dispositivos semicondutores, como díodos e transistores, amplamente usados na produção de eletrônicos.

Imagem topográfica (em 3 dimensões) da superfície do grafeno sobre SiO2, coletada em um microscópio de força atômica.

A história do trabalho

No contexto de trabalhos sobre metrologia do grafeno realizados nos últimos anos no Inmetro, relata Archanjo, surgiu a ideia de se fabricar, de maneira controlada, padrões periódicos de “defeitos”, como as linhas paralelas do trabalho da APL. Em 2012, uma equipe do Inmetro, em colaboração com pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), publicou um trabalho sobre padrões periódicos gravados em grafeno utilizando um feixe de íons de gálio por meio de um equipamento de FIB, do inglês focused ion beam.

Posteriormente, em uma reunião de Archanjo com os professores Carlos Achete, ligado à Universidade Federal do Rio de Janerio (UFRJ) e ao Inmetro, e Gilberto Medeiros, ligado à UFMG e ao laboratório de pesquisa e desenvolvimento da Hewlett-Packard (HP Labs), foi planejado um segundo trabalho em que se usaria, em vez do equipamento de FIB, um HIM, cuja resolução é até dez vezes superior, mas que não existe ainda em território brasileiro.

Então, Archanjo passou três semanas no Vale do Silício, nos Estados Unidos, utilizando o HIM do HP Labs para fazer litografia em amostras de grafeno produzidas no Inmetro. “Juntamos a expertise que temos aqui a respeito de defeitos em grafeno, com a expertise dos pesquisadores do HP Labs em utilizar um microscópio de feixe de íons de hélio focalizado”, resume o pesquisador do Inmetro.

Quando ele voltou ao Brasil com várias amostras de grafeno com padrões periódicos gravados, a equipe deu início ao estudo dessas amostras por microscopia de força atômica e espectroscopia Raman, desenvolvido no próprio Inmetro. “Esta etapa do trabalho foi realizada juntamente com os professores Benjamin Fragneaud, da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e Luiz Gustavo Cançado, da UFMG”, conta Archanjo.

HIM: proximamente no Brasil

No primeiro semestre de 2015, anuncia Archanjo, o Brasil deve ter seu primeiro microscópio de íons de hélio. “A experiência que ganhamos realizando o estudo no HP Labs nos permitirá instalá-lo e utilizá-lo”, diz o pesquisador. O equipamento estará disponível para os pesquisadores brasileiros interessados em utilizá-lo dentro do Núcleo de Laboratórios Multiusuário de Microscopia do Inmetro.