Interviews with plenary lecturers of the XII SBPMat Meeting: Mercouri G. Kanatzidis (Northwestern University – USA).

About two-thirds of all used energy is lost as waste heat. Bulk thermoelectrics (materials that can directly convert temperature differences to electric voltage and vice-versa) can improve this current situation by transforming some of the waste heat into useful electricity, but, in most cases their conversion efficiency is not sufficient to allow for commercial use. This efficiency is related to the ability of electrons to traverse the materials as they are excited by heat and to phonon scattering, and it is measured by the so-called ZT values (the higher a material’s ZT, the higher its conversion efficiency).

Efforts have been made to enhance the efficiency of thermoelectric materials, mainly by nanostructuring them. In his plenary talk at the XII SBPMat Meeting, professor Mercouri Kanatzidis (Northwestern University, USA) will present his panoscopic approach to highly efficient thermoelectrics. This approach considers not only the nanostructure of the material but also its mesoscale architecture. Using this strategy, professor Kanatzidis and his collaborators developed the top-performing thermoelectric system at any temperature, a lead telluride (PbTe) – based material. The achievement was published in the journal Nature in September 2012 (doi:10.1038/nature11439). The speaker will also address in his talk the substitution of tellurium by sulfur or selenium in thermoelectric materials for cost reduction.

Professor Kanatzidis obtained his BSc from Aristotle University (Greece) and his PhD in chemistry from the University of Iowa. He was a University Distinguished Professor of Chemistry at the Michigan State University before moving to the Northwestern University, where he heads a research group focused in solid-state inorganic chemistry. Mercouri is also the editor-in-chief of the Journal of Solid State Chemistry and Senior Scientist at the Materials Science Division of the Argonne National Laboratory.

See below our interview with the lecturer.

SBPMat: – Could you exemplify some possible concrete applications of high-performance thermoelectric materials in daily life? In your opinion, how far is the real use of thermoelectric materials from the state-of-the-art?

Mercouri Kanatzidis (M.K.):  – Thermoelectric materials can be applied to internal combustion engines to help harvest exhaust heat and generate electricity that can be applied to the vehicle’s electrically driven devices. This will raise the overall efficiency of the vehicle. There is a staggering amount of energy in exhaust heat of a fossil fuel powered engine. Major auto companies in the US, Germany and Japan are actively developing this technology. Depending on the price of oil, government regulations and cost of the technology the implementation of thermoelectric materials in autos, trucks, etc may take anywhere from a couple of years to decades.

SBPMat: – Which are the thermoelectrics´ next challenges for materials science and engineering?

M.K.: – The current state of performance of thermoelectric materials is adequate for commercial applications. The next challenges lie in the fabrication of actually thermoelectric modules and devices that will pass the necessary testing before final application. Challenges such as long term stability, low cost assembly and fatigue testing need to be addressed.

SBPMat: – Can you share with us, very briefly, the story of the genesis of your panoscopic approach to highly efficient thermoelectric materials?

M.K.:  – About ten years ago we had a novel material composition which had two unlikely characteristics. It had a very high electrical conductivity and thermoelectric power combined with surprisingly low thermal conductivity. The thermal conductivity was lower than theory could explain. This material was first of its kind (referred to as LAST for lead, antimony, silver, tellurium) at that time to display a breakthrough ZT of 1.6, nearly double of the then state of the art. Because of this we delved deeply onto its “guts” using transmission electron microscopy in collaboration with Professors Polychroniadis and Frangis of the University of Thessaloniki in Greece. A few months after they received the samples they reported to us on their findings with a somewhat disappointing note saying that the materials were very complex and inhomogeneous on the nanoscale, therefore impure. In discussions I detected reluctance to deal with the material again. They did. In my lab however we immediately recognized that this very inhomogeneity and the nanoscale precipitates it contained was the root cause of the surprisingly very low thermal conductivity and the very high ZT. This was consistent with theoretical predictions emerging at the time that nanoscale precipitation in a matrix can result in great reduction in thermal conductivity. So we got very excited. We had discovered nanostructuring in thermoelectrics. After our paper appeared in Science in 2004, the thinking of the thermoelectrics community quickly shifted from pursuing single phase materials to focusing on more complex two-phase nanostructured materials. Now the great majority of activity in the community is in nanostructured materials.

The new paradigm led to additional breakthroughs such as how to design and synthesize nanostructured materials, and to higher ZT as well. The panoscopic approach was realized when we were challenged to create two-phase materials that did not degrade electronic transport through them. While matrix of a thermoelectric material with a small amount of a second phase in it can achieve unprecedented levels of low thermal conductivity, it nevertheless is an “impure system” and electrons transported through such a medium know this. Thus, in most cases the second phase degrades the electrical properties and higher ZTs are not realized.

State of the art thermoelectric: (a) A mesoscaled granular composite of broad range of grain sizes to scatter long mean free path phonons. (b) Wwithin a single grain a ubiquitous nanostructuring is in place of a second phase that scatters short and intermediate mean free path phonons. The (a)/(b) combination results in a very low levels of thermal conductivity.

My group members Kanishka Biswas and Lidong Zhao and our collaborators Ctirad Uher and Vinayak Dravid noticed that when SrTe was added to p-type PbTe in as much as 2-4% concentration the hole carriers were behaving as if no SrTe was there. The explanation to this puzzle came from the recognition which was backed by theoretical calculations that the conduction bands in PbTe and SrTe were similar in energy and the holes as a result could traverse the SrTe nanoparticles with no scattering. This led to the concept to band alignment between matrix and second phase. The PbTe-SrTe material with its nanostructuring and band alignment was another material with ZT~1.7. As we realized that different ZT improving mechanisms could be integrated in a single system without the effect of one interfering with those of the other, we extended our approach to trying to integrate all possible mechanisms. We managed to properly introduce electronic band engineering for thermoelectric power enhancement and mesoscale engineering for further reduction on the thermal conductivity to reach the point we now are a record breaking ZT of 2.2. This is very exciting and bodes well for further breakthroughs in the near future.

SBPMat: – Feel free to leave any other comments about your plenary lecture for our readers.

M.K.: – My lecture will be aimed at reaching the broad but scientifically informed audience at the meeting to outline the current state and thinking in the field of thermoelectrics.

See the abstract of Mercouri Kanatzidis plenary lecture “Electrical power from heat: All-scale hierarchical thermoelectrics with and without earth-abundant materials”.

See Professor Kanatzidis biographical sketch.

Boletim SBPMat – edição 10 – junho 2013.

 

Edição nº 10 – Junho de 2013

Saudações,

XII Encontro da SBPMat

  • Acompanhe os dados sobre os simpósios: até ontem, computamos mais de 1.800 trabalhos submetidos e cerca de 1.500 aprovados. Saiba mais.

Avisos

  • Lembrete: o prazo para modificação dos trabalhos corrigidos encerra neste domingo, dia 30 de junho.
  •  Até dia 5 de agosto, as inscrições para o XII Encontro da SBPMat podem ser feitas com descontos significativos. Saiba mais. 

XII Encontro da SBPMat: plenárias

Entrevistas com palestrantes das plenárias

  • O pesquisador, inventor, professor e empresário Carlos A. Paz de Araujo (EUA), que vai palestrar sobre memórias avançadas não voláteis, nos falou, entre outros assuntos, sobre os desafios que essas memórias apresentam à área de Materiais e, em particular, sobre as memórias ferroelétricas desenvolvidas por ele, que hoje são amplamente usadas em cartões inteligentes no Japão. Veja.
  • Douglas Soares Galvão, professor do IFGW da Unicamp, nos falou sobre algumas questões relacionadas ao tema da sua palestra, modelagem de nanomateriais. Por que esses recursos computacionais são importantes na área, quais são as ferramentas atualmente disponíveis e os principais desafios a superar. Ele também compartilhou conosco belas imagens computacionais de nanomateriais. Veja.

História da pesquisa em Materiais

Há exatos treze anos, os sócios-fundadores da SBPMat realizavam uma assembleia na PUC-Rio e aprovavam a constituição de um conselho diretivo provisório para a sociedade. Desde então, seis diretoriasse sucederam na liderança da SBPMat. Sabe quem são os cientistas que as compuseram?Veja a relação de membros das diretorias ao longo da história da nossa sociedade. 

Gente da nossa comunidade

  • O professor Victor Pandolfelli (DEMa – UFSCar) é “guest professor” em universidade da China. Veja.
  • Prêmio para trabalho da UNIFESP e UFSCAR sobre o efeito de material bioativo na consolidação de defeitos ósseos. Veja.

Dicas de leitura

Novidades do meio acadêmico

  • Nova molécula orgânica luminescente aumenta eficiência de OLEDs (com base em paper da Physical Review Letters). Aqui.
  • Protótipo de memória de alta velocidade e baixo consumo, baseada no efeito fotovoltaico de materiais ferroelétricos (com base em paper da Nature Communications). Aqui.
  • Material microporoso com íons de zinco suprime seletivamente algumas células cancerígenas (com base em paper da RSC Advances). Aqui.
  • Nova abordagem em energia solar: lâminas ultrafinas e ultraleves, de grafeno e TMDs, com alta eficiência por peso (com base em paper da Nano Letters). Aqui.
  • Para manipular nanopartículas, inclusive em sistemas biológicos, um novo método baseado na microfluídica (com base em paper da Nano Letters). Aqui.
  • Guia de ondas plasmônicas feito de grafeno e material ferroelétrico, para chips e memórias mais rápidas e de baixo consumo (com base em paper da Applied Physics Letters). Aqui. 
Novidades do mercado
  • Novo aço da Villares Metals para moldes de injeção de plástico das indústrias automotiva e de eletrodomésticos (notícia do Instituto Aço Brasil). Aqui.
  • Nanotubos de carbono no mercado: resultados concretos versus expectativas iniciais (boletim LQES news). Aqui.
  • Editorial da Nature Materials destaca dispositivos orgânicos, como OLEDs, que concorrem com inorgânicos no mercado (Nature Materials). Aqui.
  • Máquina de empresa japonesa transforma alguns plásticos em petróleo (vídeo da United Nations University com milhões de acessos). Aqui.

Oportunidades

  • Edital Inova AeroDefesa (Finep) tem oportunidades para empresas e instituições de pesquisa da área de Materiais. Aqui.
  • Concurso para professor na UFVJM (MG). Aqui.
  • Seleção para mestrado e doutorado em Física na UEM (Maringá, PR). Aqui.
  • Acordo da Fapesp com rede de universidades australianas prevê recursos para projetos colaborativos em Materiais. Aqui.
  • Curso gratuito online de escrita científica. Aqui.

Prêmios

  • Prêmio Capes de Tese 2013 recebe inscrições até 5 de julho. Aqui.
  • Prêmio Odebrecht para o Desenvolvimento Sustentável está com inscrições abertas para projetos de engenharia de estudantes de graduação. Aqui.
  • Se sua pesquisa em Materiais contribui para a despoluição ou tratamento da água, pode participar do Prêmio Jovem Cientista, que está com inscrições abertas. Aqui.
  • O III Prêmio Fotografia – Ciência&Arte do CNPq está com inscrições abertas. Aqui.
  • Encerram em 19 de julho as inscrições para o Prêmio Engenharia de Superfícies em Imagens, promovido pelo INCT de Engenharia de Superfícies com apoio do CNPq. Aqui.

Próximos eventos da área

  • XXXIX Congresso Internacional de Químicos Teóricos de Expressão Latina (QUITEL 2013). Aqui.
  • MSSC2013 – Ab Initio Modeling in Solid State Chemistry. Featuring CRYSTAL13 and CRYSCOR13. Aqui.
  • 22 International Congress on X-ray Optics and Microanalysis. Aqui.
  • Euromat 2013 – European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes. Aqui.
  • 8º Brazilian-German Workshop on Applied Surface Science. Aqui.
  • MSSC2013 London edition – Ab initio modelling in Solid State Chemistry (new users). Aqui.
  • 8th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites (HTCMC-8). Aqui.
  • Graphene Brazil 2013. Aqui.
  • Humboldt Kolleg 2013 – Sciences and technology in contemporary life: impacts and horizons. Aqui.
  • 4th International Congress on Alternative Energies and 1st International Meeting of the IPN Energy Network. Aqui.
  • XII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • International Polysaccharide Conference (EPNOE 2013). Aqui.
  • III ENBRAER. Encontro Brasileiro de Espectroscopia Raman. Aqui.
  • 6º Congresso Internacional de Electrocerâmica. Aqui.

Veja a agenda de eventos.

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Minientrevistas com palestrantes do XII Encontro da SBPMat: Carlos Paz de Araujo (UCCS – EUA).

O professor Carlos Paz de Araujo (UCCS - EUA).O pesquisador, inventor, professor e empresário Carlos Paz de Araujo nasceu no Brasil, na cidade de Natal (RN). Realizou seus estudos superiores em Engenharia Elétrica na Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos. Ao concluir seu doutorado em 1982, também na Universidade de Notre Dame, iniciou sua carreira de professor na Universidade de Colorado – Colorado Springs (UCCS), onde permanece até hoje. Em 1984 foi um dos fundadores da empresa Ramtron – atualmente líder em semicondutores ferroelétricos para diversas aplicações. Em 1986 cofundou a empresa Symetrix Corporation, dedicada à pesquisa em materiais avançados e processos para a indústria de semicondutores. Hoje, Paz de Araujo é chairman executivo da companhia. O palestrante é detentor de mais de 500 patentes concedidas nos Estados Unidos e outros países, sendo cerca de 200 delas sobre materiais para FERAM (ferroelectric random access memory). Paz de Araujo participou de 25 projetos de licenciamento e colaboração com entidades da indústria e do governo, como, por exemplo, Panasonic, Delphi, Harris, Hughes Aircraft, Siemens, Sony, Epson, Ramtron Corporation, STMicroelectronics, IMEC, Micron, Raytheon, NASA e Hynix. Em 2006 foi distinguido com o prêmio Daniel E. Noble da IEEE, por meio do qual a maior associação profissional do mundo, a IEEE, destaca contribuições notáveis em tecnologias emergentes. Paz de Araujo foi selecionado por suas contribuições fundamentais à área de memórias FERAM e à sua comercialização. O seu constante trabalho de desenvolvimento de tecnologias e transferência ao mercado resultou em bilhões de dispositivos comercializados em diversos países e utilizados em telefones celulares, leitores de DVD, computadores e cartões inteligentes, entre outros produtos.

No XII Encontro da SBPMat, Carlos Paz de Araujo proferirá uma palestra plenária na qual revisará o estado da arte em memórias não voláteis – memórias que conservam a informação armazenada mesmo estando desligadas da fonte de energia, como, por exemplo, as ROM, FLASH e as próprias FERAM. Memórias de tipo FERAM têm significativas vantagens com relação aos outros tipos de memórias não voláteis no que diz respeito a sua alta durabilidade, capacidade de serem regravadas, baixo consumo de energia e velocidade de gravação, entre outras características. As memórias não voláteis constituem um dos temas mais estudados desde final dos anos 1960 e são atualmente objeto de vigorosa pesquisa e desenvolvimento. O tema ainda apresenta muitos desafios à área de Materiais. Na palestra, Paz de Araujo também comentará oportunidades de pesquisa, desenvolvimento e comercialização desses dispositivos.

Segue uma entrevista com o palestrante.

Boletim da SBPMat (B. SBPMat): – Quais são os principais desafios que as memórias não voláteis apresentam atualmente à área de Materiais?

Carlos Paz de Araujo (C.P.A): – Como se sabe, existem dois tipos de memórias, as voláteis e as não voláteis. As primeiras, como a DRAM e SRAM (dynamic random access memory e static random access memory, repectivamente), dominaram o mercado por muito tempo, mas sempre se sonhou com ter uma memória universal que “não esquecesse” quando a potência é desligada. As memórias não voláteis hoje são dominadas pela FLASH, a qual está no fim da sua capacidade de melhorar.
Mas tanto as voláteis como as não voláteis estão chegando a seu limite de capacidade, velocidade e baixa potência. Então, o futuro está em achar uma boa memória não volátil que tenha os seguintes requisitos: baixo custo por bit; alta velocidade para ler, escrever e apagar; pouco uso de potência elétrica e grande capacidade de memória. Isso sempre foi um sonho, pois todas as memórias não voláteis criadas até hoje vivem pouco tempo – podem ser apagadas e reescritas apenas 100 mil vezes, no máximo – e são muito vagarosas na escrita (na base de 10 microsegundos por bit). Com o tempo, a memória FLASH bateu até a capacidade da DRAM, apesar de seu uso restrito em tempo de vida. Mesmo assim, o laptop que estou usando já não tem disco rígido e sim uma “FLASH drive”.
Atualmente, toda a pesquisa vai na direção das memórias não voláteis, e isso tem muitas implicações em termos de desafios. Primeiro, a cada geração de litografia (espessura de uma linha de metal num circuito integrado), existem problemas que forçam o desenvolvimento de novos materiais e tecnologia de processos físico-químicos. Por exemplo, um microprocessador Pentium feito com litografia de 45 nanometros fica muito mais complexo quando é feito a 22 nanometros. O próprio transistor básico, o MOSFET plano, não existe mais nesse segundo nível e passa a ser o FinFET. E, como tudo depende do transistor, toda a tecnologia muda. Imagine que o comprimento de onda da luz está na faixa de 200 a 400 nanometros… Então, uma linha de um material como o cobre de apenas 10 nanometros de largura é uma coisa muito complexa. Já a 32 nanometros, a memória FLASH tem apenas menos de 50 elétrons para guardar um bit. Dessa maneira é impossível ter boa qualidade, por isso fica difícil depender de uma memória FLASH para guardar informações com muita segurança – e muito menos no nível de 22 nanometros.
Na procura de uma nova memória, chegou a ferroelétrica (FERAM), mas ela não desce além de 90 nanometros porque o tratamento térmico para criar o material ocorre acima de 400° C, que é o limite máximo para tecnologias de 65 nanometros ou menos. Mesmo assim, a nível de microcontroladores embarcados e circuitos rápidos e de baixa potência, a FERAM é hoje a memória mais avançada e tem um mercado enorme.
Mas as duas memórias que concorrem para ganhar o nome de “memória universal” são resistivas, e, assim, não usam um capacitor para guardar a carga ou a informação. A resistiva que guarda a informação por meio de mudança de fase do material de condutor a isolador é chamada RERAM e a que usa um processo magnético de alinhamento de spin é a STTRAM (spin torque transfer RAM).
Eu criei uma nova versão da RERAM que chamo de CERAM (correlated electrons RAM), pois o processo de guardar informação depende da ocupação ou não de um orbital da camada 3d em elementos chamados metais de transição. Assim, elétrons de alta correlação são controlados para abrir ou fechar gaps na sua estrutura eletrônica, e assim serem responsáveis pelo efeito ultrarrápido de memória. Essa memória já é para a geração de 28, 22, 15 e 10 nanometros. Imagine então os desafios, não só de usar novos processos, mas também de compreender e desenhar essa interação em nível subatômico, onde as distâncias agora são de menos de 0,01 nanometro. Tanto a Física como a Ciência de Materiais e a Engenharia de Dispositivos mudam completamente, pois o elétron é agora uma onda, e não uma partícula como nos transistores de tamanhos maiores.

B.SBPMat:- Olhando para sua carreira de pesquisador e de inventor, quais foram suas principais contribuições ao avanço da pesquisa em Materiais? E quais foram os seus desenvolvimentos de maior impacto social?

Aplicação da tecnologia FERAM desenvida por Araujo em cartões inteligentes.

C.P.A.: – Na área de Materiais, eu diria que a chave mestre foi a capacidade de desenvolvermos toda uma tecnologia de materiais com atividades não semicondutoras, isto é, dielétricos e ferroelétricos, de 200 a 5 nanometros, com propriedades úteis para novos dispositivos eletrônicos. Esse foi um avanço muito grande em materiais de origem metalorgânica em líquido e deposição tipo MOCVD (metalorganic chemical vapor deposition). Com isso, nós fizemos microcapacitores em chips que ainda hoje são usados em telefones celulares e aparelhos auditivos.
Além disso, com o desenho de materiais com a estrutura perovskita, nós aperfeiçoamos a memória ferroelétrica (FERAM) para funcionar 1.000 trilhões de vezes em escrever e apagar, com potência de apenas 1,2 volt. Muitos tipos de chips foram criados com isso. No mercado já tem 2 bilhões de unidades. A aplicação mais interessante é o circuito embarcado usado nos cartões de metrô e linha ferroviária japonesa, que é o mais seguro do mundo. Esses cartões são usados como cartão de crédito, transporte, para pagamento em lojas e restaurantes… Em fim, o e-cash do Japão todo usa esse componente. É extraordinário que já faça cinco anos que todos os PCs do Japão trazem a leitora de RFID embutida no teclado do computador para ler esses cartões. Todas as transações na Internet são feitas com esse cartão, com tecnologia originalmente do nosso grupo. O Brasil, infelizmente, ainda não quis essa tecnologia, mas quase todas as impressoras de jato de tinta ou a laser, assim como aparelhos de DVD, Playstation e outros já usam memórias FERAM.
Acho que essas são as coisas mais importantes que fizemos e que afetam a sociedade global.

B.SBPMat: – De acordo com a sua rica experiência em transferir tecnologia ao mercado, quais são os mecanismos mais eficientes para fazê-lo? Como você consegue que suas patentes sejam licenciadas por empresas e sejam aplicadas em tantos produtos?

C.P.A.: – Esta é uma pergunta muito complexa, e que não tem resposta muito simples. Eu diria que, depois de mais de 200 patentes já publicadas nos Estados Unidos e mais de 300 no resto do mundo, eu não tenho uma resposta perfeita que dê para todo mundo. No meu caso, em particular, eu só acredito em pesquisa que resolva um problema fundamental. Assim, depois de achado o problema, eu procuro não reinventar a roda, e procuro, quando necessário, ter “a física” completamente entendida. Trabalho numa relação muito forte entre experimentos e teoria. Depois que o modelo é achado, os experimentos são controlados e parâmetros de qualidade e repetibilidade são estreitados, até se sair do nível de laboratório e entrar na produção em massa. Assim, eu foco no que está sendo procurado (alguma coisa útil) e vejo onde está faltando a ponte entre pesquisa e aplicação. Essa ponte é mais pesquisa e mais teoria, mas seu fim é algo útil. Dessa maneira, mesmo chegando tarde ou não tendo a capacidade monetária de, por exemplo, uma Samsung, fica simples estar cara a cara ou na frente das grandes empresas, pois a gente acha a peça chave e patenteia e, com a patente, a gente barra o uso comercial até a indústria se render e comprar os direitos de nossas patentes. Nós fizemos isso várias vezes. A dificuldade é sempre achar o problema certo. As respostas são mais fáceis do que achar o problema certo.

B.SBPMat: – Fique à vontade para deixar algum outro comentário sobre sua palestra plenária para nossos leitores da comunidade de pesquisa em Materiais.

C.P.A.: – Eu vou tentar colocar a audiência em contato com o que é de maior importância na área de micro ou nanoeletrônica do ponto de vista do engenheiro de estado sólido. Isto significa que, na pesquisa, Materiais, Física e até Química são recursos que precisarão ser integrados para criar novas gerações de tecnologia. A nova eletrônica é criada por engenheiros de estado sólido de dispositivos trabalhando com físicos e cientistas de materiais.
Hoje quase todos os circuitos são compostos de memórias. A memória chega a ser 90% do chip. Nesse contexto, e considerando que hoje todos os dispositivos devem ser móveis e usar baixa potência, o ponto chave para o futuro bem próximo é a memória não volátil.
No momento, com esses novos sistemas de materiais para magnetismo e elétrons altamente correlacionados, o meio de guardar informações não é só o semicondutor. Na realidade, ele é válido só para circuitos lógicos, pois na estrutura de nenhum semicondutor existe efeito de memória.
Assim, existe sempre a chance de um país como o Brasil ficar na linha de frente em microeletrônica se ele souber que o semicondutor é uma commodity, e que o valor agregado está no final do processo, em acoplar a memória. Não vale a pena fazer uma fábrica de 3 bilhões de dólares quando se pode comprar uma lâmina com todos os transistores por 600 dólares e lhe agregar valor numa fábrica de 30 milhões de dólares.

Veja o resumo da palestra plenária do professor Carlos Paz de Araujo.

Veja o miniCV do palestrante.

Simpósios do XII Encontro da SBPMat: mais de 1.800 trabalhos submetidos e cerca de 1.500 já aprovados.

Entre os dias 24 e 30 de junho está sendo finalizado o envio das notificações de aceite e correção dos trabalhos submetidos pela comunidade de pesquisa em Materiais aos simpósios do XII Encontro da SBPMat.

De acordo com os dados processados até o momento (27/06/13), foram 1.874 trabalhos recebidos para avaliação, dos quais 1.496 já foram aceitos. Cerca de 200 trabalhos estão sendo modificados por seus autores, por recomendação dos pareceristas, para serem novamente avaliados. O prazo para modificação dos trabalhos corrigidos acaba neste domingo, dia 30 de junho.

Alguns simpósios contaram com mais de 150 trabalhos submetidos: o C, sobre síntese e propriedades de materiais nanométricos (356 trabalhos); o D, sobre materiais e dispositivos para energia renovável, sustentabilidade e proteção ambiental (203 submissões), o P, dedicado à apresentação de painéis de temas não contemplados nos outros simpósios (187 trabalhos) e o H, sobre biomateriais e nanomateriais para biossistemas (181 trabalhos).

Os trabalhos aprovados para os simpósios J, K e M (Damage Inspection – Techniques and Applications, X-ray Tomography and Radiography Imaging e Electron Microscopy: from micro to nanoanalysis) serão apresentados no evento dentro de um único simpósio.

Vale lembrar que, no encontro deste ano, serão premiados os melhores painéis de cada simpósio apresentados por estudantes de pós-graduação ou graduação, considerando a qualidade dos resumos, contribuição científica, qualidade dos painéis e apresentação.

Minientrevistas com palestrantes do XII Encontro da SBPMat: Douglas Soares Galvão (Unicamp).

O professor Douglas Soares Galvão (divulgação).

Douglas Soares Galvão é mestre e doutor pelo Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, aonde ingressou como professor em 1990. Na graduação, formou-se, também em Física, pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Realizou trabalhos de pós-doutoramento nos Estados Unidos, na empresa de pesquisa e desenvolvimento em telecomunicações Bell Communications Research e na Universidade de Princeton. É autor de mais de 160 artigos publicados em periódicos indexados, totalizando aproximadamente 3.800 citações.

Na palestra plenária do XII Encontro da SBPMat, o pesquisador falará sobre desafios e perspectivas da modelagem de nanomateriais num contexto de problemas e demandas surgidas da nanotecnologia. Em particular, Galvão abordará propriedades mecânicas incomuns de materiais a base de carbono na escala nano, o aproveitamento dessas propriedades para criar macromateriais funcionais e a formação espontânea de estruturas metálicas complexas que só podem existir na nanoescala – assuntos tratados em artigos científicos de sua autoria que foram publicados em revistas científicas de alto impacto como a Science e a Nature Nanotechnology.

Segue uma minientrevista com o palestrante.

Boletim da SBPMat (B. SBPMat): – Qual é a importância da modelagem na nanociência e na nanotecnologia? Quais papéis essa modelagem está cumprindo atualmente?

Nanofios de ouro e prata.

Douglas Soares Galvão (D.S.G.): – Com os avanços recentes na parte de hardware e software e a redução dos preços dos computadores, a modelagem se tornou hoje uma ferramenta importante na área de Materiais, em particular para nanomateriais. É possível hoje construir modelos confiáveis que permitem evitar testes desnecessários nos laboratórios, consequentemente reduzindo os custos e o tempo para produzir novos produtos e/ou materiais.

B. SBPMat: – Comente particularidades da interação do pesquisador experimental e o teórico na área de nanomateriais. Há muitos pesquisadores no Brasil e no mundo trabalhando com modelagem de nanomateriais?

D.S.G.: – É de fundamental importância. Infelizmente no Brasil ainda não existe uma tradição consolidada dessas interações, principalmente quando envolve parceiros industriais. O número de grupos no Brasil ainda é pequeno, mas está crescendo rapidamente. No mundo é uma área em forte expansão.

B.SBPMat: – Comente sobre a evolução das ferramentas computacionais para se adaptarem à escala nano.

D.S.G.: A escala nano coloca novos desafios para a modelagem. Nós temos muito boas ferramentas para a escala atômica e para as escalas meso e macroscópica. Na escala nano algumas dessas ferramentas não funcionam bem; o desafio agora é construir e/ou adaptar essas ferramentas para a escala nano. Algumas vezes isso não é fácil.

B.SBPMat: – Na sua avaliação, quais são os principais desafios na área de modelagem de nanomateriais?

D.S.G.: – O grande desafio é construir modelos que permitam projetar o uso de nanomateriais para aplicações multifuncionais em macroescala. Um dos problemas em que estamos muito interessados é o de construir modelos para explicar como fibras de nanotubos de carbono funcionam como músculos artificiais.

Veja o resumo da palestra plenária do professor Douglas Soares Galvão.

Serpentinas de carbono (capa da Physical Review Letters).

 

Osciladores de nanotubos de carbono (capa da Physical Review Letters.

Concurso para professor da UFVJM (MG).

Estão abertas até o dia 11 de julho as inscrições para o concurso da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), campus Diamantina, na área de Processos de Fabricação e Planejamento de Indústrias Mecânicas. São requisitos para os candidatos possuir graduação e mestrado em Engenharias, inclusive de Materiais.

Mais informações no Edital 120/2013, em:

http://www.ufvjm.edu.br/rh/index.php?option=com_content&view=article&id=1587&Itemid=37&fb_source=message

Prêmio para trabalho da UNIFESP e UFSCAR sobre o efeito de material bioativo na consolidação de defeitos ósseos.

O trabalho intitulado “Terapia laser de baixa intensidade e scaffolds de Biosilicato® no reparo ósseo em ratos”, desenvolvido pelo pós-doutorando Paulo Sérgio Bossini sob a supervisão da professora Ana Cláudia Muniz Rennó, do Departamento de Biociências da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), campus Baixada Santista, foi premiado pela North American Association for Light Therapy (NAALT) em um congresso realizado em Palm Beach Gardens, na Flórida, no início deste ano.

O trabalho está sendo realizado em parceria com os professores Edgar Dutra Zanotto, Oscar Peitl e Ana C. M. Rodrigues e o bolsista de doutorado Murilo Crovacce , do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa), pesquisadores do Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV), e o professor Nivaldo Antonio Parizotto, do Departamento de Fisioterapia, todos da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

O objetivo do estudo premiado foi avaliar os efeitos do Biosilicato®, material bioativo desenvolvido no LaMaV DEMa-UFSCar, na consolidação de defeitos ósseos induzidos em tíbias de ratos.

Todos os integrantes da equipe são pesquisadores principais ou colaboradores do CeRTEV (Center for Research, Technology and Education in Vitreous Materials) – um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) aprovados neste ano pela Fapesp.

Edital Inova AeroDefesa, da Finep, tem oportunidades para Materiais.

A Finep está divulgando seu plano Inova AeroDefesa, cujo edital atualmente aberto tem como papel fomentar as indústrias e centros de pesquisa aeroespacial, aeronáutica, de defesa, segurança e materiais especiais com até R$ 2,9 bilhões, em créditos reembolsáveis a juros subsidiados pelo Estado e recursos não-reembolsáveis (subvenção econômica).

A parte de materiais com foco nas aplicações de aeroespacial, defesa e segurança também está incluída neste edital nos seguintes temas:

“Linha 4: Materiais Especiais
– Materiais para Aplicações Diversas: fibras de carbono e compósitos; ligas metálicas para altas temperaturas e outros materiais;

– Materiais para Aplicações na Indústria de Defesa: resinas para propelentes sólidos; materiais absorvedores de radiação eletromagnética; blindagens e proteção balística; e outros para aplicações em defesa, aeronáuticas e espaciais.

– Ligas Metálicas para Aplicações Especiais: aços maraging M300 e M350; componentes de aços e ligas especiais para gerador de vapor; tubos extrudados de parede grossa de ligas de alumínio; superligas à base de níquel e aços inoxidáveis especiais.”

O prazo para envio de carta de manifestação de interesse vence no dia 01/07/2013.

Edital:
http://download.finep.gov.br/chamadas/inova_aerodefesa/editais/EDITALINOVAAERODEFESA.pdf

Gente da nossa comunidade: prof. Pandolfelli (UFSCar) é “guest professor” em universidade da China.

Victor Pandolfelli junto a equipe da WUST.

O  professor Victor. C. Pandolfelli, do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), foi eleito guest professor da Wuhan University of Science and Technology (WUST), da China.

De acordo com Pandolfelli, a WUST é a instituição que possui o maior curso de materiais cerâmicos para alta temperatura, formando cerca de 500 alunos por ano nessa área de especialização. Esses materiais são principalmente usados na indústria siderúrgica, de alumínio, petroquímica e para produção de cimento para a construção civil. Como referência, Pandolfelli comenta que a produção de aço na China é de aproximadamente 700 milhões de toneladas por ano enquanto que no Brasil é 20 vezes inferior (35 milhões por ano).

Entre as atividades a serem desenvolvidas em conjunto após esta eleição, será estabelecido um acordo formal de cooperação entre as instituições, intercâmbio de estudantes de pós-graduação, cursos técnicos, projetos conjuntos, publicações e visitas técnicas. Um dos professores da WUST já esta desenvolvendo pesquisas no laboratório coordenado pelo professor Pandolfelli na UFSCar, onde permanecerá por um ano.

Pandolfelli é membro titular da Academia Brasileira de Ciências e da World Academy of Ceramics.

Boletim SBPMat – edição 9 – maio 2013.

 

Edição nº 9 – Maio de 2013

Saudações,

XII Encontro da SBPMat

Avisos

  • A pedido dos Coordenadores de Simpósio, o prazo para submissão de resumos foi prorrogado até as 18 horas do dia 03/06. Faça aqui sua submissão.
  • Pesquisadores doutores de São Paulo podem solicitar auxílio à Fapesp para apresentação de trabalhos no XII Encontro. Saiba mais.

Novidades da programação: algumas palestras plenárias

  • Carlos A. Paz de Araujo (University of Colorado, Colorado Springs e Simetrix corporation – EUA)  falará sobre memórias avançadas não voláteis, como a FRAM que ele desenvolveu e colocou no mercado e lhe valeu um prêmio da IEEE. Saiba mais.
  • Douglas Soares Galvão (Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, Campinas, SP) falará sobre modelagem de nanomateriais e temas correlatos, publicados em trabalhos de sua autoria em periódicos como Science e Nature Nanotechnology. Saiba mais.
  • Entrevistamos o professor Elson Longo (UNESP) sobre o tema da sua palestra memorial: evolução da pesquisa em Materiais no Brasil. Saiba mais.

Artigos científicos em destaque

Enquanto investigavam propriedades do tungstato de prata no microscópio eletrônico, cientistas da UNESP viram crescer, ao vivo, nanofilamentos de prata. Eles estavam frente à descoberta de uma nova rota de síntese desse material, produzida pela ação dos elétrons do microscópio. A descoberta rendeu um paper na Scientific Reports, do grupo Nature.Veja a matéria de divulgação que preparamos para este boletim.

Gente da nossa comunidade

Parabéns para os novos membros titulares da Academia Brasileira de Ciências (ABC) da comunidade brasileira dos Materiais, Daniel Mario Ugarte, Elson Longo (ex-presidente da SBPMat), José Arana Varela (ex-presidente da SBPMat) e Roberto Mendonça Faria(atual presidente da SBPMat).Veja notícia sobre a cerimônia de posse.

Dicas de leitura

Novidades do Brasil

  • Aplicando tecnologias de controle de granulometria de partículas, brasileiros desenvolvem cimento ecoeficiente. Aqui.
  • Tese de Materiais da USP sobre síntese de nanotubos de carbono recebe prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade. Aqui.
  • Novos CEPIDs (Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão) da Fapesp incluem centros da área de Materiais. Aqui.
  • Propostas da área de Materiais aprovadas no PIPE/PAPPE (apoio à pesquisa para inovação em empresas paulistas). Aqui.

Novidades do exterior

  • Buscando gerar oxigênio na lua, cientistas acabam criando método para produzir aço sem emitir CO2 (com base em paper da Nature). Aqui.
  • Transparente e flexível, rede de nanofios de prata e grafeno pode melhorar células solares e telas touch screen (com base em paper da Advanced Functional Materials). Aqui.
  • Nanofolhas porosas de nitreto de boro: muito eficientes para remover óleo, solventes e tintas das águas (com base em paper da Nature Communications). Aqui.
  • Zeólito nanoporoso é capaz de aprisionar metano – gás gerador de efeito estufa de difícil captura (com base em paper da Nature Communications). Aqui.
  • Caracterização da pele de víbora africana mestre de camuflagem abre possibilidades para a biomimética  (com base em paper da Scientific Reports – Nature). Aqui.
  • Tinta orgânica fluorescente melhora a eficiência de células solares poliméricas (com base em paper da Nature Photonics). Aqui.
  • Artigo de revisão sobre o comportamento de nanopartículas florescentes de alguns nanometros na interface nano-bio (artigo da Materials Today). Aqui.
Novidades no mercado
  • Revestimento super hidro e oleofóbico em spray, de empresa dos EUA (vídeo do produto com mais de 6 milhões de acessos no YouTube). Aqui.

Oportunidades

Graduação, mestrado e doutorado

  • Inscrições abertas para bolsas de iniciação científica nos laboratórios nacionais do CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais). Aqui.
  • Inscrições abertas para doutorado pleno nos EUA pelo Instituto Laspau. Aqui.
  • Escolas de inverno em temas de Materiais, em julho, na Unicamp, para estudantes de graduação e pós-graduação. Aqui.
  • Doutorado Brasil (USP) – França em transformação de fases em ligas Fe-Ni-C. Aqui.

Para doutores

  • Pós-doutorado em plasmônica em grafeno no MackGrafe com bolsa Fapesp. Aqui.
  • Pós-doutorado no MackGrafe: grafeno em laser multifuncional, com bolsa Fapesp. Aqui.
  • Pós-doutorado em grafeno em lasers Raman no MackGrafe, com bolsa Fapesp. Aqui.
  • Pós-doutorado no MackGrafe, em guias de onda acoplados a grafeno. Aqui.
  • Vagas para pesquisadores no LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), em difração de raio X e microtomografia em raio X. Aqui.
  • Bolsas da Capes para doutores para realizar projetos de pesquisa em Materiais no CNPEM (LNLS, LNNano, LNBio e CTBE). Aqui.

Prêmios

  • Prêmio de imagens científicas “Engenharia de Superfícies em imagens”, do INCT em Engenharia de Superfícies, com apoio do CNPq. Aqui.
  • Prêmio L’ORÉAL para mulheres na ciência: inscrições prorrogadas até 31 de maio. Aqui.

Próximos eventos da área

  • XXXIX Congresso Internacional de Químicos Teóricos de Expressão Latina (QUITEL 2013). Aqui.
  • 22 International Congress on X-ray Optics and Microanalysis. Aqui.
  • Euromat 2013 – European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes. Aqui.
  • 8º Brazilian-German Workshop on Applied Surface Science. Aqui.
  • 8th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites (HTCMC-8). Aqui.
  • Graphene Brazil 2013. Aqui.
  • Humboldt Kolleg 2013 – Sciences and technology in contemporary life: impacts and horizons. Aqui.
  • XII Encontro da SBPMat. Aqui.
  • International Polysaccharide Conference (EPNOE 2013). Aqui.
  • 6º Congresso Internacional de Electrocerâmica. Aqui.

Veja a agenda de eventos.

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