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Tag: pesquisa em materiais
XII Encontro da SBPMat: simpósios e calendário do evento. Submissões e inscrições abertas.
O Encontro da SBPMat deste ano, que será realizado em Campos do Jordão (SP), de 29 de setembro a 3 de outubro, contará com 16 simpósios.
Seguem os nomes dos simpósios e o calendário de submissão de trabalhos para os simpósios. A submissão de trabalhos e as inscrições já estão abertas!
Simpósios do XII Encontro da SBPMat
- Symposium A. Sol-gel materials: from fundamentals to advanced applications.
- Symposium B. Inorganic thin films methods and applications.
- Symposium C. Synthesis and properties of nanometric materials.
- Symposium D. Materials and devices for renewable energy, sustainability and environmental protection.
- Symposium E. Structure-properties relationship of advanced metallic materials.
- Symposium F. Organic electronics and hybrids: materials and devices.
- Symposium G. Molecular modeling materials science.
- Symposium H. New trends in biomaterials and nanomaterials applied to biosystems.
- Symposium I: Biohybrids and biomaterials.
- Symposium J: Damage inspection – techniques and applications.
- Symposium K: X-ray tomography and radiography imaging.
- Symposium L: Surface characterization: techniques and applications.
- Symposium M: Electron microscopy: from micro to nanoanalysis.
- Symposium N: Materials education symposium.
- Symposium O: Science, engineering, and commercialization of next generation of industrial, electronic and biomedical devices.
- Symposium P: Advanced materials – poster session.
Datas
Data inicial de submissão: 01/03/2013
Data final de submissão: 20/05/2013
Divulgação dos aceites: 24/06/2013
Mais informações: http://sbpmat.org.br/12encontro/.
Artigo científico em destaque: variações no diâmetro de nanofios e o papel das instabilidades no crescimento.
O artigo científico de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é:
D. S. Oliveira, L.H.G. Tizei, D. Ugarte, M. A. Cotta. Spontaneous Periodic Diameter Oscillations in InP Nanowires: The Role of Interface Instabilities. Nano Letters, 2013, 13 (1), pp 9–13. DOI: 10.1021/nl302891b.
Texto de divulgação:
Nanofios semicondutores com variações periódicas de diâmetro: instabilidades no crescimento dos nanofios.
Ao produzir nanofios do composto semicondutor fosfeto de índio (InP), pesquisadores do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp observaram no microscópio eletrônico de varredura uma particularidade interessante. Um dos grupos de nanofios exibia marcadas variações de seu habitual formato cônico, apresentando partes mais grossas, tipo pneuzinhos, periodicamente ao longo do nanofio.
As variações no diâmetro apareciam em quase 80% dos nanofios de cinco nanometros de diâmetro no ápice, os mais finos, e eram muito mais visíveis perto do topo do nanofio do que na base dele. As variações tinham se gerado de maneira espontânea, mas os pesquisadores tinham mantido constantes os parâmetros de produção durante todo o processo. Por que, então, essas variações morfológicas? Os cientistas tinham pela frente o desafio de elucidar os detalhes da cinética de crescimento dos nanofios. O modelo desenvolvido por eles seria publicado, em janeiro deste ano, no periódico Nano Letters.
O crescimento dos nanofios de fosfeto de índio
Para compreender a explicação desenvolvida pelos pesquisadores brasileiros sobre a origem dessas oscilações periódicas de diâmetro, é necessário entender o processo de produção dos nanofios.
Dentre as diferentes formas de produzir um nanofio, a mais popular atualmente utiliza o mecanismo de crescimento “vapor-líquido-sólido”, conhecido pela sigla VLS. No VLS, uma pequena partícula catalisadora é depositada em um substrato dentro de uma câmera de crescimento, na qual se introduz vapor do material que vai compor o nanofio.
Na pesquisa do artigo da Nano Letters, os pesquisadores utilizaram uma nanopartícula de ouro como catalisador, um substrato de arseneto arseneto de gálio (GaAs) e uma câmera de crescimento epitaxial por feixe químico (CBE). Como o intuito era fazer nanofios de fosfeto de índio, usaram, como vapor, fosfina (PH3) e trimetil-índio (TMI), que são os precursores do índio e do fósforo para o crescimento.
Seguindo o percurso normal do processo VLS, o vapor foi absorvido pela nanopartícula de ouro mais rapidamente do que pelo substrato. Dessa maneira, a nanopartícula ficou supersaturada de índio e fósforo, possibilitando a seguinte etapa do processo, a nucleação. Assim, um núcleo sólido de fosfeto de índio se formou entre a nanopartícula de ouro, que estava em fase líquida, e o substrato. Esse núcleo se propagou e formou uma monocamada de fosfeto de índio. Com sucessivas nucleações, novas monocamadas se formaram uma em cima da outra, gerando um nanofio cada vez mais comprido. A nanopartícula catalisadora, como em todo processo VLS, ficou no topo do nanofio.
O modelo da cinética de crescimento dos nanofios
A pesquisa abordada no artigo da Nano Letters foi realizada no contexto do mestrado do aluno Douglas Soares de Oliveira, realizado no IFGW – Unicamp e orientado pela professora Mônica Cotta. Douglas está agora fazendo o doutorado com a mesma orientadora, ainda em nanofios semicondutores – tema que vem estudando desde sua primeira iniciação científica, iniciada em 2008. Também participaram da pesquisa publicada na Nano Letters o professor Daniel Ugarte (IFGW-Unicamp) e seu ex-aluno de doutorado Luiz Tizei. “A participação deles foi imprescindível para o resultado final obtido”, diz Cotta.
Os grupos de Cotta e Ugarte têm uma longa história de colaborações e tinham publicado em 2011 um outro trabalho [Chiaramonte, T., Tizei, L. H. G., Ugarte, D., & Cotta, M. A. Kinetic Effects in InP Nanowire Growth and Stacking Fault Formation: The Role of Interface Roughening. Nano Letters, 2011, 11 (5), PP 1934–1940. DOI:10.1021/nl200083f] que motivou o tema do mestrado de Douglas. “Queríamos compreender melhor a rota de incorporação de átomos do grupo III, ao qual pertence o índio, na nanopartícula catalisadora, e o papel da deformação induzida na interface entre a nanopartícula e a fase sólida (substrato ou nanofio)”, contextualiza a professora Cotta.
Para isso, os pesquisadores introduziram um grande fluxo de TMI (o vapor do índio) durante o processo VLS. “Acreditamos que nesse regime ocorre uma competição entre as duas rotas mais prováveis para a incorporação de índio no nanofio durante o crescimento, que são: via interior da nanopartícula para o nanofio, ou, diretamente, da fase vapor no ambiente para o local de crescimento na interface”, justifica Cotta.
Segundo o modelo proposto pelos pesquisadores da Unicamp, essa competição entre as rotas pode modificar estruturalmente a interface entre a nanopartícula de ouro e o nanofio durante o crescimento, alterando assim o ângulo de contato entre eles ou, em outras palavras, gerando instabilidades. “Com um ângulo de contato diferente, não é mantido o equilíbrio de forças que mantém a nanopartícula no topo do nanofio. Isso induz a nanopartícula, líquida, a descer e englobar parte do nanofio. A descida da nanopartícula pela lateral do nanofio favorece a formação de novos núcleos de fosfeto de índio que aumentam o diâmetro do nanofio”, explica a professora.
Mas por que as oscilações do diâmetro são periódicas? Porque o processo é cíclico. A professora Cotta explica que, quando a nanopartícula engloba uma parte da lateral do nanofio, o balanço das forças muda novamente, empurrando a nanopartícula para o topo do nanofio. E tudo volta a começar.
Relevância do trabalho
O modelo da cinética foi desenvolvido com base na análise da geometria, morfologia e composição de pouco mais de 100 nanofios, usando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) com dispersão de energia de raios X (EDS) e microscopia eletrônica de transmissão. A pesquisa foi inteiramente realizada em Campinas (SP), no IFGW-Unicamp e no Laboratório de Microscopia Eletrônica do LNNANO/CNPEM.
“O estudo da cinética de crescimento de nanofios por si só já é muito importante para o desenvolvimento de materiais semicondutores com novas propriedades”, afirma Cotta. Nesse sentido, o trabalho publicado na Nano Letters mostrou um novo mecanismo para o controle, não apenas morfológico, mas também cristalográfico, dos nanofios de fosfeto de índio. Mas o fato de os nanofios de Douglas e Cotta apresentarem ápices de até cinco nanometros de diâmetro agrega ainda mais valor ao trabalho. “Em estruturas tão pequenas, pesquisas recentes indicam que variações de diâmetro têm grande potencial para aplicações na conversão de energia, por exemplo, utilizando o efeito termoelétrico”, completa a professora.
Para saber mais:
Dissertação de mestrado de Douglas Soares de Oliveira, intitulada Nanofios semicondutores: síntese e processos de formação: http://webbif.ifi.unicamp.br/tesesOnline/teses/IF1549.pdf
INCT de Fotônica divulga dados de pesquisa sobre vidros luminescentes.
Pesquisadores do INCT conseguiram gerar luz branca em vidros germanatos dopados com íons de holmio, itérbio e túlio. Veja o material de divulgação.
Boletim SBPMat – edição 5 – janeiro 2013.
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Boletim SBPMat – edição 2 – outubro de 2012
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Plenárias do XI encontro: resumos, fotos e os arquivos cedidos pelos autores.
Compartilhamos com nossos visitantes os arquivos das palestras plenárias recebidos até o momento, acompanhados dos resumos das palestras.
Science and technology of multifunctional oxide and ultrananocrystalline diamond (UNCD) films and applications to a new generation of multifunctional devices/systems.
A primeira plenária do XI Encontro da SBPMat foi de Orlando Auciello, distinguished fellow do Laboratório Nacional de Argonne e, desde o dia 1 de outubro de 2012, endowed chair professor da Universidade de Texas em Dallas, nos Estados Unidos.
Na palestra, Auciello abordou, principalmente, a ciência, tecnologia e engenharia de filmes de diamante ultrananocristalino (UNCD). Esses materiais apresentam uma combinação única de propriedades, incluindo uma excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas e tribológicas superiores.
O palestrante também discorreu sobre a integração dos filmes UNCD em uma nova geração de dispositivos e sistemas voltados a diversos setores da indústria, principalmente o micro/nanoeletrônico e o biomédico. Segundo Auciello, existe um mercado pronto para receber esses produtos.
Entre os numerosos exemplos de aplicações apresentados na palestra, um dos mais impactantes foi o do revestimento de UNCD usado para viabilizar a implantação de um microchip na retina humana com o objetivo de recuperar a visão de pessoas cegas.
Em sintonia com a proposta desta edição do encontro da SBPMat de incluir o tema da transformação do conhecimento da área de Materiais em inovação, Auciello apresentou duas empresas, das quais ele foi co-fundador, que comercializam produtos baseados em filmes UNCD, a Advanced Diamond Technologies e a Original Biomedical Implants.
Saiba mais.
Veja o arquivo da palestra plenária, gentilmente cedido pelo autor:
Página do grupo de pesquisa do palestrante: http://nano.anl.gov/
Resumo do trabalho apresentado, em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/9292_1339166464.pdf
Adhesives accelerating innovation.
Na palestra realizada no dia 24 de setembro no início da tarde, o IFAM (Instituto de Tecnologia de Manufatura e Materiais Avançados) do Instituto Fraunhofer (Alemanha) foi apresentado por seu diretor, Bernd Mayer.
No início da palestra, Mayer lembrou Josef von Fraunhofer (1787-1826) por seu empenho em transformar invenções em inovações. “É o que ainda tentamos fazer no IFAM”, disse.
Mayer compartilhou com o público experiências de pesquisa e desenvolvimento no IFAM, mais precisamente, na Divisão de Tecnologia de União Adesiva e Superfícies, à qual se referiu como um grupo especialista em interfaces. Em alguns casos, o palestrante relatou processos de desenvolvimento que se iniciaram com pesquisa básica e culminaram com produtos do interesse do mercado.
Entre outros casos, Mayer descreveu um tratamento a plasma usado para revestir moldes de aço. Com o revestimento, o processo de desmoldagem é facilmente realizado, eliminando a necessidade de utilizar produtos para soltar o conteúdo do molde, com uma série de vantagens na produção quanto a custos e qualidade.
Mayer também citou alguns exemplos de desenvolvimento de tecnologia inspirados na natureza, como um revestimento para uso na indústria aeroespacial usado para reduzir o arrasto, inspirado na pele do tubarão.
Saiba mais:
Veja o arquivo da palestra plenária, gentilmente cedido pelo autor:
Resumo do trabalho em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/8458_1338383815.pdf
Materials science, innovation and industry.
Na plenária vespertina do dia 25, o diretor do campus Minatec de inovação em micro e nanotecnologia, Jean Charles Guibert, apresentou o modelo de transferência de tecnologia que é praticado ali.
Localizado na cidade de Grenoble (França), o Minatec reúne, em um quilômetro quadrado, pesquisa, educação e indústria. Os recursos materiais para P&D (laboratórios e salas limpas) estão organizados na forma de plataformas “por atividade” (nanocaracterização, CMOS 200, design, nanobiotecnologia, entre outras). As plataformas são compartilhadas por pesquisadores, estudantes de graduação e pós-graduação e profissionais de empresas.
Nesse ambiente que visa promover a colaboração, surgem os principais agentes de transferência de tecnologia do campus, as startups, empreendimentos criados por pesquisadores a partir de ideias que envolvem a aplicação de pesquisa. Segundo Guibert, o mais importante para conseguir implementar o modelo de transferência por startups é criar uma cultura da transferência tecnológica, além de contar com pesquisadores de bom nível e dar apoio a eles em questões como estudos de mercado e propriedade intelectual. Para difundir essa cultura, Guibert promove apresentações abertas à comunidade do campus sobre casos de sucesso de pesquisadores que fundaram empresas de base tecnológica.
Outra atividade importante do Minatec é a dos contratos de P&D com empresas que chegam ao campus em busca de recursos materiais e humanos para viabilizar seus projetos de inovação. Esses contratos são responsáveis por mais de 60% da receita do Minatec. De acordo com o diretor, quando as startups se transformam em empresas consolidadas, os investimentos feitos nelas voltam ao campus por meio dos contratos que acabam fazendo com o Minatec.
No final da palestra, Guibert apresentou vários exemplos de startups do segmento de nanomateriais.
Saiba mais.
Veja o arquivo da palestra plenária, gentilmente cedido pelo autor.
Resumo do trabalho em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/11796_1342634162.pdf
Integration science and technology of advanced ceramics for energy and environmental applications.
A palestra vespertina do dia 26 abordou o conceito de ciência e tecnologia de integração, que se refere, na visão do palestrante Mrityunjay Singh, ao conhecimento necessário para incorporar um material (no caso, cerâmicas avançadas) a sistemas e componentes. O conceito inclui as tecnologias para unir ou fixar mecanicamente, em diversas escalas, cerâmicas com cerâmicas ou compósitos, e cerâmicas com metais.
Cientista chefe do Instituto Aeroespacial de Ohio, ligado ao Centro de Pesquisa Glenn da NASA, Singh começou a palestra falando sobre o importante papel que as cerâmicas avançadas desempenham ou podem desempenhar no segmento de energia, tanto na geração da energia quanto na sua acumulação, distribuição, conservação e eficiência.
Durante a palestra, Singh mostrou que, para ter sucesso na incorporação de cerâmicas, criando sistemas robustos e de desempenho adequado, alguns fatores essenciais são a seleção dos melhores materiais e o encaminhamento adequado dos problemas dos sistemas, em especial, das interfaces.
O palestrante compartilhou alguns exemplos de integração de cerâmicas no segmento de energia, como o de componentes de turbinas a gás e o de injetores de gasolina que podem reduzir as emissões dos motores.
Nas conclusões, Singh reforçou que as tecnologias de integração são essenciais para avançar nas aplicações das cerâmicas avançadas no setor de energia. O cientista destacou que esse avanço ainda apresenta muitos desafios, não apenas na compreensão dos efeitos envolvidos na integração dos materiais, como também no desenvolvimento de modelos preditivos e na padronização de testes.
Saiba mais.
Veja o arquivo desta palestra plenária, gentilmente cedido pelo autor, que também disponibilizou o e-mail dele para pessoas interessadas em mais informações ou colaborações: m.singh@juno.com.
Resumo do trabalho em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/11799_1342716575.pdf
How complexity can help: the case of Aluminum-based intermetallics.
Na última palestra plenária do XI Encontro da SBPMat, o pesquisador Jean Marie Dubois, que dirige o instituto de pesquisa Jean Lamour de Nancy (França) falou sobre um grupo de materiais intermetálicos compostos por ligas de alumínio e outros metais como ferro, cobre ou magnésio.
Esses compostos podem ter uma grande variedade de estruturas. Alguns deles são compostos por unidades (células unitárias) muito grandes, com milhares de átomos cada uma, que se repetem periodicamente, em padrões simétricos. Outros possuem unidades muito pequenas, com apenas alguns átomos. Finalmente, há um grupo de intermetálicos baseados em alumínio no qual não podem ser identificadas essas unidades nem há, portanto, periodicidade. Estes últimos são da família dos quasicristais, cuja descoberta deu o Prêmio Nobel a Dan Shechtman em 2011.
Do número de átomos por célula unitária depende a complexidade, que pode ser quantificada por meio de um índice que foi apresentado por Dubois. E da complexidade dependem algumas propriedades dos materiais intermetálicos, conforme mostrou o professor.
Finalmente, Dubois mostrou muitas aplicações desses materiais intermetálicos baseados em alumínio. Talvez o exemplo mais lembrado seja o da liga quasicristalina com propriedades antiaderentes. Desenvolvida pelo próprio Dubois, ela substitui o famoso Teflon em algumas frigideiras e panelas que estão no mercado.
Saiba mais.
Veja o arquivo da palestra plenária, gentilmente cedido pelo autor.
Resumo do trabalho em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/7991_1337891769.pdf
Chamada da Fapesp para projetos na área de Materiais em colaboração com instituições dos EUA.
“Memorial Lecture Joaquim Costa Ribeiro” honrará Sergio Mascarenhas Oliveira no XI Encontro da SBPMat.
Sergio Mascarenhas Oliveira será o segundo cientista honrado com a “Memorial Lecture Joaquim Costa Ribeiro”, honraria instituída pela SBPMat em 2011 em homenagem ao brasileiro Joaquim Costa Ribeiro, pioneiro nas pesquisas de fronteira na área de Materiais. A primeira palestra foi concedida no ano passado ao professor da UFPE Sergio Machado Rezende.
Nesta palestra, Mascarenhas apresentará uma revisão da pesquisa em Materiais e suas aplicações no Brasil, começando justamente por Costa Ribeiro e chegando até o boom da transdisciplinaridade do século XXI, e apresentará propostas e cenários para o médio e longo prazo. O palestrante também abordará a questão dos sistemas complexos e o conceito de metamateriais.
A apresentação ocorrerá no primeiro dia do XI Encontro da SBPMat (domingo 23) no Espaço Cascaes.
Resumo do trabalho em inglês: http://www.eventweb.com.br/xisbpmat/specific-files/manuscripts/index.php?file=xisbpmat/13079_1347230660.pdf
Boletim da SBPMat – edição 1 – setembro de 2012.
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