Entrevistas com plenaristas do XIII Encontro da SBPMat: Sir Colin Humphreys (University of Cambridge, Reino Unido).


Professor Sir Colin Humphreys.

Sir Colin Humphreys, PhD pela University of Cambridge e Bacharel em Ciências pelo Imperial College, é Professor do Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia da University of Cambridge, no Reino Unido. Sua pesquisa abrange três temas principais: materiais e dispositivos baseados em nitreto de gálio (GaN), microscopia eletrônica avançada e materiais aeroespaciais para temperaturas ultraelevadas. Ele já publicou centenas de trabalhos sobre microscopia eletrônica e apresentou diversas palestras plenárias e convidadas em todo o mundo. Recebeu prêmios nacionais e internacionais por suas pesquisas sobre difração e microscopia eletrônica, bem como sobre nitreto de gálio.

Sir Colin Humphreys fundou uma empresa spinoff  chamada CamGaN para aplicar a pesquisa com nitreto de gálio de seu grupo em LEDs de baixo custo para a iluminação de casas e escritórios. A empresa foi adquirida em fevereiro de 2012 pela Plessey, que fabrica LEDs baseados nessa tecnologia. O professor Humphreys é o fundador e diretor do Cambridge Centre of Gallium Nitride, um centro de nível internacional com instalações voltadas para caracterização, onde a pesquisa é conduzida desde os estudos fundamentais do GaN até suas aplicações em LEDs e lasers. Também fundou e dirige o Cambridge/Rolls-Royce Centre for Advanced Materials for Aerospace, desenvolvendo materiais que agora voam nos motores Rolls-Royce.

Ele é membro da Royal Society, associação independente que reúne vários dos mais renomados cientistas do mundo, vindos de todas as áreas das Ciências, Engenharias e Medicina, e da Royal Academy of Engineering, do Reino Unido. Também é membro do Selwyn College, uma das 31 unidades autônomas da Cambridge University onde os estudantes vivem, comem, socializam e assistem a algumas aulas. Em 2010, ele foi nomeado Cavaleiro (recebeu uma honraria especial e o título de “Sir” da Rainha da Inglaterra) por serviços prestados à ciência.

O professor Sir Colin Humphreys é autor de mais de 600 trabalhos publicados em revistas arbitradas, com mais de 9.400 citações, e seu índice H é 43. Em suas poucas horas vagas, ele escreve livros sobre ciência e religião, como “The Mistery of the Last Supper: Reconstructing the Final Days of Jesus”, (publicado no Brasil com o título “O Mistério da Última Ceia: uma viagem histórica aos últimos dias de Jesus”) recentemente traduzido para o russo, alemão, português, japonês e grego.

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

Boletim SBPMat: – Por que o senhor acha que o nitreto de gálio é um dos mais importantes materiais semicondutores? Quais são os principais desafios no campo do nitreto de gálio para cientistas e engenheiros em materiais?

Sir Colin Humphreys: – Acho que o nitreto de gálio é um dos materiais semicondutores mais importantes graças à sua ampla variedade de potenciais aplicações e aos benefícios que serão gerados à humanidade a partir delas. Os principais desafios para alcançar essas aplicações são reduzir os custos dos aparelhos baseados em GaN e elevar ainda mais a sua eficiência.

Boletim SBPMat: – Quais são as suas principais contribuições para o desenvolvimento da Ciência e Engenharia de Materiais?

Sir Colin Humphreys: – Minhas principais contribuições para o desenvolvimento da Ciência e Engenharia de Materiais foram solucionar alguns problemas fascinantes de ciência básica, além de desenvolver materiais para a indústria. Por exemplo, eu dirijo um centro de pesquisa em Materiais Avançados da Rolls-Royce, em Cambridge, e alguns dos materiais que desenvolvemos agora estão voando nos motores Rolls-Royce. Além disso, eu dirijo o Cambridge Centre for Gallium Nitride, e os LEDs de baixo custo que produzimos, baseados em GaN sobre silício, hoje são fabricados no Reino Unido pela Plessey.

Boletim SBPMat: – O Brasil tem se esforçado para transferir tecnologia para a indústria. Enquanto isso, o senhor fundou uma empresa spinoff e centros de pesquisa, e em ambos os casos obteve bons resultados com a transferência de tecnologia. Com base nessa experiência, o que o senhor diria para a comunidade de Pesquisa em Materiais do Brasil sobre concretizar a transferência de tecnologia?

Sir Colin Humphreys: – Em primeiro lugar, cientistas e engenheiros precisam ter uma ideia para um produto novo e melhor. Para convencer a indústria, é importante que preparem e apresentem protótipos dos aparelhos. Caso decidam montar sua própria empresa, geralmente é útil trazer um CEO de fora para dirigir os negócios, porque, em sua maioria, cientistas e engenheiros não são muito bons nisso. A escolha do CEO é crucial. E é realmente importante ser muito bem aconselhado. Eu tive sorte ao montar duas empresas porque recebi vários bons conselhos de graça, já que, no Reino Unido, muitas pessoas de Cambridge criaram suas empresas e podem dar boas orientações. Por fim, concretizar a transferência de tecnologia é divertido, mas também trabalhoso! Pode haver muitas adversidades, mas é preciso perseverar! Além disso, entusiasmem-se com seu produto, porque, se vocês mesmos não se entusiasmarem, os outros tampouco o farão! É preciso realmente acreditar no que se está fazendo.

LEDs de GaN sobre substrato de silício de cerca de 15 cm.

Boletim SBPMat: – Se possível, nos fale um pouco sobre o tema da sua palestra plenária no Encontro da SBPMat.

Sir Colin Humphreys: – Na minha palestra plenária em João Pessoa, planejo começar apresentando algumas micrografias eletrônicas em resolução atômica impressionantes, mostrando átomos únicos de impureza de silício em grafeno e indicando como podem ocupar dois pontos diferentes. Também vou mostrar imagens de átomos de silício dançando em grafeno (sei que os brasileiros são excelentes dançarinos!). Então, vou falar sobre o nitreto de gálio (GaN) e como esse incrível material criado pelo homem provavelmente vai nos poupar mais energia e reduzir mais emissões de CO2 do que a energia solar, a eólica e a biomassa juntas! Descreverei como a microscopia eletrônica avançada e a tomografia de sonda atômica têm sido usadas para responder uma questão fascinante: por que os LEDs de GaN são tão brilhantes quando a densidade de deslocamento é tão alta. Também vou descrever como desenvolver LEDs de GaN em substratos de silício de grande área pode reduzir substancialmente o custo dos LEDs, e como é provável que essa economia permita que os LEDs de GaN sejam a forma predominante de iluminação em nossas casas, escritórios, ruas etc. no futuro próximo. Além disso, vou demonstrar como dispositivos eletrônicos baseados GaN são 40% mais eficientes do que aqueles baseados em silício (Si), e que, portanto, substituir os eletrônicos de Si por GaN nos pouparia mais 10% de eletricidade, além da economia de 10 a 15 % vinda do uso dos LEDs de GaN. Assim, o GaN poderia, potencialmente, reduzir o consumo de eletricidade do mundo em 25%, o que é incrível.

Além da economia de energia e das emissões de carbono, se acrescentarmos alumínio ao GaN, ele emitirá luz ultravioleta (UV) profunda, o que pode matar todas as bactérias e vírus. Então, esses LEDs de UV profunda poderiam ser usados para purificar água em todo o mundo, salvando milhões de vidas. Por fim, falarei sobre como a iluminação otimizada por LEDs pode melhorar tanto a nossa saúde quanto as notas de crianças em idade escolar! Minha palestra vai abordar desde a ciência básica até as aplicações.