20º aniversário da criação do Instituto de Física de São Carlos, e seis décadas participando da história da pesquisa em Materiais no Brasil.


O ano de 2014 é de comemorações para uma das instituições protagonistas da história da pesquisa em Materiais no Brasil. O Instituto de Física de São Carlos (IFSC), da Universidade de São Paulo (USP), celebra seu 20º aniversário.

Entretanto, as origens do IFSC e de suas contribuições à Ciência e Engenharia de Materiais brasileira remontam a uns 60 anos atrás. “Desde a sua origem o IFSC teve um papel central no desenvolvimento da Ciência e Engenharia de Materiais, uma vez que a pesquisa em materiais esteve presente com os pioneiros do IFSC”, afirma o professor Antonio Carlos Hernandes, diretor do IFSC de 2010 a 2014 e pesquisador na área de Materiais.

O início da história pode ser fixado em 1953, quando a USP, que tinha sido fundada em 1934, inaugurou uma unidade de ensino e pesquisa na então pacata cidade de São Carlos, no interior do estado de São Paulo. Tratava-se da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), que existe até a atualidade. Na época, o diretor da escola, Theodoreto Souto, incumbido de formar a equipe de docentes-pesquisadores, levou até São Carlos professores recrutados, principalmente, na USP de São Paulo, no Rio de Janeiro e no exterior do país, mas não conseguiu que eles se assentassem na cidade por muito tempo.

Sergio Mascarenhas chegou a São Carlos em 1956 e protagonizou a história da pesquisa em Materiais na região. Crédito: SBPMat. Foto de 2012.

Do Rio de Janeiro, o primeiro a integrar a equipe de docentes da EESC foi o físico Armando Dias Tavares, assistente de Joaquim da Costa Ribeiro nos laboratórios de Física da Faculdade Nacional de Filosofia da Universidade do Rio de Janeiro (hoje Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ). Em seguida, colaboradores e alunos de Dias Tavares, formados sob a influência de Costa Ribeiro e Bernhard Gross (principais pioneiros da pesquisa em Materiais no Brasil) saíram da “cidade maravilhosa” para o interior paulista, a convite de Souto. Entre eles, chegaram a São Carlos em 1956 os recém- formados em Física e Química e recém-casados Sergio Mascarenhas Oliveira e Yvonne Primerano Mascarenhas – um casal que deixaria um importante legado na história da Ciência e Engenharia de Materiais na região e no país.

Num momento em que, no mundo e no Brasil, a maior parte dos recursos humanos e materiais para pesquisa em Física se destinavam à Física nuclear e de altas energias, o casal Mascarenhas optou por iniciar estudos em Física da Matéria Condensada, área na qual tinham trabalhado junto a Costa Ribeiro no Rio de Janeiro. Documentos elaborados pelo IFSC comentam que Sergio e Yvonne enxergaram nessa área duas possibilidades para o grupo de São Carlos: a de se destacar internacionalmente num campo onde existia menos concorrência, e a de gerar aplicações que tivessem um impacto positivo na economia da região e na qualidade de vida da sua população.

Assim, na década de 1960, Sergio Mascarenhas criou o Grupo de Física da Matéria Condensada. “Graças a um intercâmbio muito forte entre a USP em São Carlos, e as universidades de Princeton e Carnegie Mellon nos Estados Unidos, e também grupos da Inglaterra e da Alemanha, principalmente de Stuttgart, nós conseguimos estabelecer um programa de formação de pesquisadores bastante intenso, o qual dura até hoje”, comentou Mascarenhas em entrevista concedida em 2013 ao Boletim da SBPMat. Entre os trabalhos com maior impacto realizados naquela época pelo grupo de São Carlos, é possível citar as pesquisas ligadas a defeitos em cristais, como cristais iônicos com centro de cor, os quais foram usados posteriormente para memórias ópticas.

No final da década de 1960, uma nova instituição de ensino e pesquisa, a Universidade Federal de São Carlos (USFCar), era criada na cidade, com participação efetiva de professores do grupo da EESC. Em particular, Sergio Mascarenhas, que foi o primeiro reitor (pro tempore) da universidade, propôs a criação na instituição do primeiro curso de graduação na América Latina em Engenharia de Materiais, buscando construir uma ponte entre a Ciência de Materiais e a geração de produtos, processos e serviços. O curso iniciou suas atividades em 1970.

Em mais uma iniciativa pioneira na área de Materiais, o grupo de São Carlos, com Sergio Mascarenhas à frente da organização, recebeu na cidade a comunidade brasileira de físicos de estado sólido (na época formada por cerca de 50 pesquisadores) para realizar o “1º Simpósio Nacional de Física do Estado Sólido e Ciência dos Materiais” num pequeno galpão batizado graciosamente de Rancho das Marocas.

Prédio do Instituto de Física e Química de São Carlos em 1970, pouco antes da criação formal do IFQSC. Crédito: IFSC/USP.

Como conseqüência do caminho de crescimento, institucionalização e ganho de autonomia trilhado por Mascarenhas e seus colaboradores do grupo de São Carlos, em 1971 foi criado o Instituto de Física e Química de São Carlos (IFQSC), cujo primeiro diretor foi o próprio Mascarenhas. O IFQSC contou desde o início com um Departamento de Física e Ciência dos Materiais, além do Departamento de Química e Física Molecular. Mais um passo foi dado em 1994, quando o IFSC foi desmembrado, dando lugar ao Instituto de Química de São Carlos (IQSC) e ao IFSC, cuja primeira diretora foi Yvonne Primerano Mascarenhas.

Outro marco da participação do IFSC na história da pesquisa em Materiais no Brasil foi a criação, em 1993, do programa interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais da USP em São Carlos. Administrado pelo IFSC, o programa reúne docentes desse instituto, do IQSC e da EESC, além de pesquisadores de outras instituições da região.

Atuação com impacto acadêmico e social

Além de participar do programa interunidades, o IFSC possui um dos programas de pós-graduação em Física mais conhecidos e disputados do país, o qual tem obtido nota máxima nas avaliações da CAPES desde sua criação. Dentro de seu mestrado e doutorado, é possível pesquisar uma ampla variedade de temas, que inclui diversas possibilidades na área de Materiais, desde pesquisas fundamentais em Física da Matéria Condensada até estudos sobre materiais semicondutores, polímeros, cerâmicas e vidros. Ainda na área de Materiais, o IFSC atualmente possui grupos de pesquisa consolidados, como, por exemplo, o Grupo de Polímeros “Professor Bernhard Gross”, e abriga projetos de grande porte, como Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) e Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CePIDs).

Entretanto, o impacto acadêmico da atuação na área de Materiais do grupo de São Carlos que gerou o IFSC tem ultrapassado os limites do município de São Carlos. De acordo com o professor Antonio Carlos Hernandes, a primeira consequência dessa atuação foi a formação de doutores que passaram a atuar na área em outras instituições de ensino superior. “Com isso muitos centros universitários e de pesquisa que atuam em Materiais nos dias de hoje tem em seu DNA a formação no IFSC”, diz Hernandes.

“O IFSC reúne o que é essencial para a pesquisa de qualidade em materiais, com infraestrutura de equipamentos e pessoal com experiência em diversos tipos de materiais”, afirma o professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior, vice-diretor do IFSC para o período 2012-2016. Contando com esses recursos, acrescenta Novais, formaram-se centenas de mestres e doutores em Materiais, muitos dos quais se tornaram líderes de grupos de pesquisa em todas as regiões do Brasil. “Esses líderes de várias instituições, assim como outros que fazem parte do IFSC, têm hoje papel relevante na organização da comunidade de Materiais no país, com atuação na SBPMat, realização de eventos e programas de cooperação nacional e internacional, e formulação de políticas públicas”, completa.

Mas o impacto da atuação do IFSC na área de Materiais vai além do ambiente acadêmico. O professor Hernandes destaca, entre outros exemplos, a criação de empresas de base tecnológica instaladas na cidade de São Carlos. “Essas empresas de alta tecnologia nasceram do trabalho de pesquisadores do IFSC, quase sempre envolvendo pesquisa em Materiais”, acrescenta o professor Novais, que também traz à tona outro tipo de contribuição social realizada pelos professores e pesquisadores do instituto, o “incansável trabalho de popularização da ciência, com programas diversos de extensão universitária, voltados para alunos do ensino médio e fundamental, assim como para o público em geral”.

Para saber mais.

Gente da nossa comunidade: entrevista com o cientista Sergio Mascarenhas.


O cientista Sergio Mascarenhas na noite de 23 de setembro de 2012, durante a palestra memorial Joaquim Costa Ribeiro do XI Encontro da SBPMat, realizado em Florianópolis (SC).

Ao longo de sua trajetória de cientista, Sergio Mascarenhas Oliveira, hoje com 85 anos de idade, fez importantes contribuições ao desenvolvimento da pesquisa científica, principalmente no Brasil e, em particular, na área de Materiais. Partindo da Física do Estado Sólido, pilar da Ciência de Materiais, transitou por várias áreas do conhecimento como a Biofísica Molecular e a Física Médica, entre muitas outras. Guiado pela ideia de exercer a função social do cientista, ligada ao desenvolvimento social, Mascarenhas promoveu avanços na ciência e tecnologia com significativo impacto em setores como agropecuária, saúde e educação.

Um exemplo que ilustra o trabalho do professor Mascarenhas é o recente desenvolvimento de um sistema minimamente invasivo para medir a pressão intracraniana. A motivação surgiu quando o professor recebeu, em 2005, o diagnóstico médico de hidrocefalia e, durante o tratamento, teve que se submeter a perfurações do crânio para medir essa pressão. A partir desse momento, junto a estudantes e empresas, e com apoio de diversas entidades, realizou uma série de estudos, os quais resultaram num sistema minimamente invasivo, mais barato e aplicável a um vasto universo de pacientes.

Mascarenhas nasceu no Rio de Janeiro. Na graduação, entre 1947 e 1951, estudou Física na Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) e Química na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Após um período como pesquisador em universidades dos Estados Unidos, decidiu voltar ao Brasil. No país cumpriu papeis muito importantes na criação e coordenação de algumas instituições como, entre outras, o Instituto de Física e Química da USP de São Carlos, a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e seu curso de Engenharia de Materiais (o primeiro da América Latina), a unidade de instrumentação da Embrapa, o Instituto de Estudos Avançados de São Carlos da USP, o qual coordena até hoje, e seu Programa Internacional de Estudos e Projetos para a América Latina.

Sérgio Mascarenhas é professor titular, atualmente aposentado, da Universidade de São Paulo (USP). Foi professor visitante nas Universidades de Princeton, Harvard e MIT, nos Estados Unidos; na Universidad Nacional Autónoma de México, no Institute of Physical and Chemical Research do Japão, na London University (Reino Unido), e, na Itália, no Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics e na Università di Roma.

Orientou cerca de 50 teses de mestrado e doutorado e publicou cerca de 200 artigos e livros. Entre muitos prêmios e distinções, podem ser citados a Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico (Brasil, Presidência da República); os prêmios Guggenheim e Fulbright (Estados Unidos); Yamada Foundation (Japão),  Fundação Conrado Wessel 2006 na modalidade de Ciência Geral, e distinções de professor emérito e doutor “honoris causa” de várias universidades do Brasil e do exterior. Em 2012, foi a vez de a SBPMat lhe outorgar uma distinção, a palestra memorial Joaquim Costa Ribeiro. Mascarenhas é membro da Academia Brasileira de Ciências, da American Physical Society, membro fundador da Academia Latino Americana de Ciência e da Academia de Ciências do Estado de São Paulo.

A seguir, a transcrição da entrevista que o professor Mascarenhas nos concedeu às 20:30 horas do dia 26 de março, após o término de uma reunião de trabalho.  O cientista nos falou um pouco sobre sua trajetória, a função social do cientista e sua mensagem para os mais jovens.

As principais contribuições à ciência, tecnologia e inovação, principalmente na área de Materiais e no Brasil.

Como eu comecei a fazer ciência no Brasil num momento em que não havia, praticamente, Materiais, eu tive a sorte de poder introduzir esse tipo de pesquisa, tanto a aplicada quanto a básica. Então eu diria que, do ponto de vista institucional, uma contribuição importante foi a criação do Grupo de Física da Matéria Condensada no Instituto de Física da USP em São Carlos, na década de 1960. Graças a um intercâmbio muito forte entre a USP São Carlos, e as universidades de Princeton e Carnegie Mellon nos Estados Unidos, e também grupos da Inglaterra e da Alemanha, principalmente de Stuttgart, nós conseguimos estabelecer um programa de formação de pesquisadores bastante intenso, o qual dura até hoje.

Depois, tive ocasião de ser o primeiro reitor da UFSCar, e aí eu propus a criação do curso de Engenharia de Materiais. Essa foi a primeira carreira de Engenharia de Materiais da America Latina e teve um grande sucesso, tanto do ponto de vista acadêmico como empresarial. Essas foram duas contribuições institucionais que levaram à formação de uma verdadeira escola no Brasil de Ciência e Engenharia de Materiais.

Do ponto de vista da pesquisa, há contribuições que eu fiz com a colaboração de muitos professores jovens e seniores. Primeiramente, as pesquisas ligadas a defeitos em cristais, como cristais iônicos com centro de cor, através de radiação ou crescimento cristalino com impurezas. Esses cristais iônicos que apresentam centros de cor foram usados posteriormente para memórias ópticas. Isso resultou de uma colaboração bastante forte do nosso grupo de São Carlos com os laboratórios RCA de Princeton e a Bell Labs, nos Estados Unidos.

Outra área que tivemos a satisfação de ver desenvolvida é a de eletretos, materiais dielétricos que podem manter uma polarização elétrica por muito tempo, até 100 anos, como é o caso do teflon. Esses eletretos, então, foram estudados principalmente pelo grupo orientado pelo professor Bernard Gross, que eu tive a felicidade de trazer para São Carlos. Ele trabalhou com um grupo do MIT e da Bell Labs e desenvolveram o famoso microfone de eletretos que foi usado em todos os celulares, telefones e muitas outras aplicações. Essa foi uma aplicação que ganhou um status global de um produto que praticamente nasceu em São Carlos.

Depois, a minha extensão desse conceito de eletretos para os materiais biológicos levou ao conceito de bioeletretos, que são materiais biológicos também capazes de manter uma polarização elétrica por longo tempo. Esse conceito de bioeletretos eu acho que foi uma das contribuições que eu tive a ventura de poder fazer, e hoje em dia é globalmente conhecido. Tem um livro de eletretos publicado pela editora Springer [MASCARENHAS, S. 1979 . Bioelectrets: electrets in biomaterials and biopolymers. Electrets – Topics in Applied Physics., Springer-Verlag . vol. 33 , p. 341 – 346] em que, num dos capítulos, eu discuto essa noção dos bioeletretos. O conceito vale para proteínas, DNA, polissacarídeos. Eu acho que esse conceito tem uma importância grande por ter um significado na Biologia e na Medicina.

Finalmente passamos a trabalhar com conceitos de Materiais também na área de Biofísica Molecular e Física Médica. Isso decorreu do fato de eu ter sido convidado pelo prêmio Nobel Abdus Salam para dirigir em Trieste (Itália) uma série de cursos, durante doze anos, nessas duas áreas. Essas contribuições foram capazes de disseminar a ideia e a carreira de Física Médica em muitos países em desenvolvimento na África, Ásia e América Latina. Essa foi, então, uma das contribuições das quais levo grande satisfação.

Mas tudo isso depende de gente, principalmente de jovens. Eu sempre digo que professor só é bom se tem alunos melhores do que ele. Eu tive a felicidade de ter alunos melhores do que eu, que foram além e deram continuidade à escola de Física da Matéria Condensada, de Materiais, como é o caso do professor Roberto Faria, que hoje em dia é presidente da SBPMat e trabalha numa área de fronteira, a de polímeros condutores – uma revolução na área de eletrônica, energia, farmacologia etc.

As ocupações atuais e as novas fronteiras do conhecimento.

Ultimamente eu tenho me preocupado em olhar os fenômenos sob o ponto de vista dos fenômenos complexos, nos quais você tem um grande número de variáveis e fenômenos não lineares. São exemplos: o cérebro, a Internet, a origem da vida. Então, a engenharia de sistemas complexos para Materiais, ela da origem a uma série de efeitos importantíssimos que vão ser gradualmente explorados. Essa questão de sistemas complexos permeia a engenharia, biologia, educação, agronegócio, que uma das áreas importantes para a humanidade para a produção de alimentos, a questão da biomassa, que é um problema importantíssimo para a produção de energia, a compreensão do cérebro.

Então acho que a minha função agora é chamar a atenção dos jovens e dos centros de pesquisa de países em desenvolvimento sobre a importância que tem o estudo de sistemas complexos, que exige muita modelagem computacional, o entendimento do que é inteligência artificial, teoria dos jogos, sistemas caóticos, fractais… E a pesquisa em materiais complexos é de uma importância central.

Outra área que eu acho que vai progredir mais, e é uma revolução anunciada, é a dos biomiméticos. Você olha na natureza biológica que trabalhou durante milhões de anos para produzir material numa concha, osso, pêlo, órgão e aprende como houve a evolução das propriedades desse material. É como se a gente abrisse um grande tesouro biológico do conhecimento.

A função social do cientista

Eu acho que a função social do cientista ela é essencial por dois motivos. Primeiro, se você olhar a história da humanidade, todas as grandes evoluções do pensamento humano partiram de ciência básica que se transformou em tecnologia. É importante o cientista para gerar, não só a voz da sociedade, mas uma espécie de autoconsciência da sociedade que se consolida numa política científica, tecnológica, educacional. Eu acho que um dos melhores exemplos disso é olhar a convergência entre ciência e tecnologia. Quando se inventou o motor elétrico do Faraday, demorou uns 40 anos para ter plena utilização dele. Hoje em dia você não pode nem imaginar o que aconteceria com a sociedade se não houvesse motor elétrico. Quando foi inventada a energia nuclear, em 10 a 15 anos você já tinha suas aplicações. E no mesmo ano em que foi inventado o laser, já foi aplicado. Então a convergência entre ciência e tecnologia é enorme. Isso significa a importância que o cientista tem e a pesquisa tem para fazer o desenvolvimento econômico que leva ao desenvolvimento social que leva ao desenvolvimento cultural que leva ao que o Charles Percy Snow disse que é a terceira cultura. No livro dele “The two cultures”, ele mostrou que, na época da segunda grande guerra, havia uma distância muito grande entre humanismo e ciência e tecnologia, havia até falta de respeito entre esses dois atores do desenvolvimento humano. Mas essa distância tem que convergir numa terceira cultura em que você tenha uma visão muito mais holística, não só do homem, mas também do universo, como no exemplo da teoria da Gaia de James Lovelock.

Então, para o desenvolvimento social, a pesquisa é a única arma que o homem tem para trazer a humanidade a um estágio de respeito à natureza, ao próprio homem e a sua função no cosmos. Eu acho que se a gente não tiver universidade que faça pesquisa e extensão, leve suas pesquisas para fora, a gente não tem a formação desse ciclo virtuoso que transforma conhecimento em qualidade de vida, em novas possibilidades para o homem, para esse homem sapiens sapiens que saiu da caverna e foi para o espaço.

Mensagem para os leitores mais jovens, em início de carreira.

Eu acho que essa carreira de Ciência de Materiais, Engenharia de Materiais, Biomateriais, Materiais Complexos é um mundo enorme que está a disposição do futuro da humanidade, mas esse futuro da humanidade depende do futuro desse jovem de hoje que pode enfrentar esses desafios e ter o grande prazer de construir uma humanidade mais virtuosa através das pesquisas com Materiais. Se você pensar o que significam os materiais para a vida humana, até numa visão mais direta da felicidade e do bem-estar, nossa vida depende de materiais. A nutrição depende de materiais, a comunicação, a saúde, a fabricação de todos os equipamentos, máquinas, robôs, navios, satélites. Então os materiais são realmente uma grande fonte de inovação, de riqueza. O jovem que escolhe essa carreira está escolhendo trabalhar no futuro da ciência e da tecnologia.

“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