Imagem do mês de novembro. Entrevista com o autor.

01/12/2016
Microestruturas de polipirrol eletrodepositado sobre aço inox.

Microestruturas de polipirrol eletrodepositado sobre aço inox.

Sobre um “chão” de aço inox coberto pelo polímero orgânico polipirrol, jazem “coquinhos” de polipirrol (caídos de uma palmeira de polipirrol?). O cenário só pode ser visualizado com o auxílio de um microscópio, pois os coquinhos têm apenas algumas centenas de micrômetros.

A imagem, que ilustra a página de novembro do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, foi realizada pelo estudante do curso de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Stéfano Rahmeier Marquetto, usando um microscópio eletrônico de varredura (MEV) do centro de microscopia da federal gaúcha. As estruturas de polipirrol foram obtidas a partir de uma técnica chamada cronoamperometria, com o intuito de servirem como dispositivos para liberação controlada de fármacos através de impulsos eletroquímicos. Para participar do concurso “Superfícies em Imagens”, Stéfano coloriu artificialmente a imagem e conseguiu deixar bem explícita sua semelhança com um cantinho debaixo de uma palmeira…

Veja nossa breve entrevista com Stéfano.

Stéfano Marquetto.

Stéfano Marquetto.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte-nos um pouco sobre o contexto em que foi gerada a imagem.

Stéfano Marquetto: – A imagem foi gerada durante uma pesquisa de iniciação científica, sob orientação da professora Dr. Jacqueline Arguello, pelo programa BIC UFRGS – REUNI. Nós pesquisamos processos de eletropolimerização com o objetivo de criar sistemas capazes de armazenar compostos e responder a uma diferença de potencial.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Explique de modo simples e breve o passo-a-passo da eletrodeposição que gerou as estruturas de polipirrol. Por que foi depositado em aço inox? Por que o processo gerou os “coquinhos”?

Stéfano Marquetto: – Basicamente, montamos uma célula eletrolítica com uma solução contendo pirrol e surfactante, e aplicamos uma diferença de potencial cíclica entre os eletrodos de aço inox. A escolha do aço inox é porque precisamos de uma base firme e condutora e que durante o processo propicie a formação destas estruturas ocas. O processo de polimerização que empregamos faz com que parte do pirrol se polimerize em formas arredondadas.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Sobre a aplicação das microestruturas, elas chegaram a ser testadas na liberação controlada de fármacos? Como funciona essa liberação através de impulsos eletroquímicos?

Stéfano Marquetto: – Chegamos a fazer testes para a liberação de morfina, mas em pequena escala. A liberação funciona através de uma propriedade do polipirrol de se contrair ou expandir quando está sob efeito de uma diferença de potencial. Uma vez retido dentro do polímero, o fármaco poderia ser liberado quando o polipirrol se expandisse.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Stéfano Marquetto: – Gostaria de agradecer, e muito, à professora Dr. Jacqueline Arguello, que é uma orientadora excelente e foi a principal responsável por termos sido um dos vencedores com esta imagem.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Fique à vontade para outros comentários.

Stéfano Marquetto: – Gostaria apenas de novamente agradecer pela premiação e congratular os organizadores, e dizer que ficarei atento para as próximas edições do prêmio.

Para entrar em contato com Stéfano: stefano.marq@gmail.com.


Imagem do mês de outubro. Entrevista com o autor.

28/10/2016

Folhas caídas na grama enfeitam a página do mês de outubro do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies. Cada uma dessa folhas é, na verdade, um cristal de óxido de zinco (ZnO) de espessura nanométrica. As nanofolhas foram fabricadas na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) visando à sua aplicação como sensores de alta sensibilidade.

A imagem, antes de ser colorida digitalmente usando um editor de imagens, foi realizada num microscópio eletrônico de varredura (MEV) do Centro de Microscopia Eletrônica da UFRGS pelo vice-diretor do centro, o professor Daniel Lorscheitter Baptista. Mestre e doutor em Física pela UFRGS, com pós-doutorado na University of Cambridge (Reino Unido), Baptista foi pesquisador do Laboratório de Microscopia Eletrônica de Alta Resolução do INMETRO e, desde 2010, é professor do Instituto de Física da UFRGS. Na federal gaúcha, ele atua nos programas de pós-graduação em Microeletrônica e em Física. Além disso, é vice-diretor da Sociedade Brasileira de Microscopia e Microanálise (SBMM).

MEV de cristais de ZnO em formato de nanofolhas. Crédito: Daniel Lorscheitter Baptista, professor da UFRGS (RS).

Imagem MEV digitalmente colorida de cristais de ZnO em formato de nanofolhas.

A mesma imagem, antes de ser colorida.

A mesma imagem, antes de ser colorida.

Veja nossa breve entrevista com o professor Daniel.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte-nos um pouco sobre o contexto em que foi gerada a imagem.

Prof. Daniel Lorscheitter Baptista.

Prof. Daniel Lorscheitter Baptista.

Daniel Lorscheitter Baptista: – A imagem foi obtida durante o processo de otimização da síntese de nanofios de ZnO em um reator desenvolvido na UFRGS. Era um projeto de síntese de nanomateriais para aplicações em sensoriamento de alta sensitividade, nas quais estima-se a detecção de moléculas em baixas concentrações (parte por bilhão – ppb). Nanoestruturas de óxidos metálicos apresentam grande variação em suas propriedades de transporte elétrico ao contato com moléculas em um determinado ambiente. Tal propriedade pode ser utilizada no desenvolvimento de sensores muito mais eficientes do que aqueles fabricados com materiais “bulk”. Áreas biomédicas e de monitoramento ambiental podem ser fortemente impactadas. O projeto foi desenvolvido sobre minha coordenação no âmbito do Edital CNPq “Programa Nacional de Nanotecnologia”.

Boletim Engenharia de Superfícies: – A imagem mostra nanofolhas de óxido de zinco. Elas são nano na espessura? Por que possuem esse formato de folha? Ele se formou espontaneamente? Como foram fabricadas?

Daniel Lorscheitter Baptista: – As folhas têm espessura nanométrica e são o resultado do crescimento do cristal hexagonal de ZnO através da nucleação em duas direções. O método de síntese chama-se VLS (vapor-líquido-sólido), sendo iniciado através da fase vapor do material desejado. Muitas vezes, “sementes” metálicas catalisadoras são utilizadas para auxiliar a nucleação. Em geral, o objetivo desse tipo de síntese é a formação de nanofios. Nesse caso, teríamos o crescimento do ZnO ao longo da direção rápida de crescimento [001], formando um fio com alta razão de aspecto (diâmetro nanométrico e comprimento micrométrico). Entretanto, dependendo das condições de síntese, outros pontos de nucleação podem favorecer o crescimento da estrutura em diferentes direções, formando nanoestruturas peculiares: “folhas”, “flores”, entre outras.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Daniel Lorscheitter Baptista: – É importante mencionar que a técnica de síntese descrita foi inicialmente utilizada por mim durante um estágio pós-doutoral no “Electronic Devices & Materials Group” na Universidade de Cambridge, UK. Todo o processo foi trazido de lá. Atualmente, expandimos a técnica e a montagem de novos reatores, trabalhando com diferentes materiais 1D e 2D.

Para entrar em contato com o professor Daniel Lorscheitter Baptista: dbaptista@gmail.com.


Imagem do mês de agosto. Entrevista com a autora.

29/08/2016
TEM de nanopartículas de ouro em grade de cobre e carbono. Crédito: Rayssa Helena Arruda Pereira, estudante da UFES (ES).

TEM de nanopartículas de ouro em grade de cobre e carbono.

Sabia que o ouro nem sempre é de cor amarela? Que “ouro dourado” não é um pleonasmo? Quando se apresenta em forma de partículas ou clusters de tamanho nanométrico, o ouro pode ser de outras cores.

Na imagem que enfeita a página de agosto do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, nanopartículas de ouro de vários formatos e de tamanhos variando entre 20 e 40 nm se exibem em vários tons de quatro cores diferentes. Porém, neste caso, o responsável pela variedade na coloração não é a natureza e sim o software Photoshop®.

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A mesma imagem, antes de ser colorida.

As nanopartículas da imagem foram fabricadas na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) por meio de um processo químico que envolveu um extrato de grãos de café verde (o café em estado natural, antes de ser torrado). Por meio de um microscópio eletrônico de transmissão (TEM, na sigla em inglês), as minúsculas partículas se tornaram visíveis aos olhos humanos para serem analisadas dentro de um projeto de pesquisa que visa desenvolver nanopartículas metálicas biocompatíveis que possam carregar fármacos dentro do organismo ou ser usadas diretamente como agentes terapêuticos.

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Rayssa Helena Arruda Pereira

Finalmente, a imagem foi colorida com a finalidade de embelezá-la para concorrer ao Prêmio Superfícies em Imagens. E ganhou um dos doze prêmios do concurso.

Segue aqui uma entrevista com a autora da imagem, Rayssa Helena Arruda Pereira, bacharel em Farmácia pela UFES (2011), especialista em Manipulação Farmacêutica e Cosmetológica pela Escola Superior de Ciências da Santa Casa de Misericórdia de Vitória (2015), mestre em Bioquímica e Farmacologia pela UFES (2016) e doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia na UFES.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Fale sobre o contexto em que foi gerada a imagem.

Rayssa Helena Arruda Pereira: – A imagem foi adquirida no período do meu mestrado em um estudo paralelo e correlato à minha pesquisa.  Esse estudo integra uma linha de pesquisa do nosso núcleo de nanotecnologia (NICEnano), que visa produzir nanopartículas de ouro e prata utilizando extratos vegetais biocompatíveis, compreender os mecanismos envolvidos nas reações, induzir a formação direcionada de formas e tamanhos e avaliar o potencial terapêutico. As nanopartículas evidenciadas na imagem foram sintetizadas a partir da reação química entre o precursor do ouro e o extrato aquoso liofilizado de grãos de café verde. Nesse estudo, avaliamos estatisticamente a influência da temperatura e da concentração sobre a dispersão de formatos e tamanhos, perfis espectrométricos e o rendimento da reação.

O objetivo da pesquisa é padronizar e desenvolver nanopartículas metálicas biocompatíveis para servirem como carreadores de fármacos ou como próprio agente terapêutico.  Atualmente, obtivemos resultados importantes para a formação controlada e reprodutível das nanopartículas de ouro, identificamos os grupos estabilizadores das nanopartículas, padronizamos as melhores rotas e avaliamos o efeito antibacteriano de algumas delas.

Esse projeto é financiado pela CAPES, que fornece a minha bolsa, e pela FAPES, que financia a linha de pesquisa.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Descreva um pouco os elementos presentes na imagem e explique-nos como ocorreu o processo de fabricação das nanopartículas e por que elas ficaram dispostas nesta configuração.

Rayssa Helena Arruda Pereira: – A imagem foi obtida no nosso laboratório, Laboratório de Ultraestrutura Celular “Carlos Alberto Redins” da UFES, e mostra nanopartículas de ouro de tamanhos variados entre 20 e 40 nm sobre uma grade de cobre revestida por carbono, a qual é utilizada apenas para obtenção das imagens pelo microscópio eletrônico de transmissão. As nanopartículas de ouro são formadas quando os grupos redutores das moléculas antioxidantes presentes no extrato transferem seus elétrons para o precursor do ouro. Os elétrons cedidos são aceitos pelo átomo de ouro, o qual é reduzido. No meio reacional, o composto precursor formará um complexo, ou seja, uma combinação de um átomo metálico central com vários ligantes, cujo estado de oxidação é alto. Tais complexos auxiliam e estabilizam a formação das nanopartículas, que são formadas à medida que os elétrons são introduzidos no complexo, e, constituem, portanto, os primeiros núcleos. Essas pequenas estruturas crescem formando clusters de átomos de ouro em diferentes estados de oxidação. Com a diminuição da concentração dos íons no meio, novos pontos deixam de ser nucleados e os clusters passam a crescer de tamanho até o momento em que a depleção dos íons do precursor paralisa o crescimento das nanopartículas. O ajuste entre as concentrações dos reagentes e a temperatura irá reger a formação dessas nanopartículas; na imagem em questão, as condições foram ajustadas para permitir a formação de partículas não esféricas, tais quais triângulos e bastões. Por meio da espectrometria no infravermelho e da espectroscopia Raman foi possível identificar os grupos químicos envolvidos na reação.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Rayssa Helena Arruda Pereira: – Gostaria de agradecer ao meu orientador de mestrado professor Marco César Cunegundes Guimarães, aos acadêmicos que colaboraram marcadamente com o projeto, o professor do Instituto Federal  do Espírito Santo Adilson Ribeiro Prado e o biólogo e doutorando em Biotecnologia Jairo Oliveira Pinto e, ao biólogo e técnico do nosso laboratório Helio Santos pelo tratamento da imagem.

Para entrar em contato com Rayssa: rayssaharper@hotmail.com


Imagem do mês de julho. Entrevista com a autora.

29/07/2016
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MEV de aço AISI 316L nanoestruturado por bombardeamento iônico.

A imagem do mês de julho chama a atenção pela riqueza de planos e texturas.

Os planos são as faces micrométricas de cristais/grãos que emergem na superfície de uma amostra de aço vista através de um microscópio eletrônico de varredura do LNNano – CNPEM. As texturas ou padrões foram obtidos ao bombardear a amostra de aço com íons de xenônio.

Além de gerar os padrões superficiais, o bombardeamento iônico traz modificações internas nos aços, e inclusive pode otimizar o efeito da nitretação – um tratamento de superfície habitualmente utilizado na indústria para melhorar o desempenho de peças e componentes.

Segue uma entrevista com a autora da imagem, Silvia Azevedo dos Santos Cucatti, que está realizando o doutorado em Física na Unicamp, com orientação do professor Fernando Álvarez.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Fale sobre o contexto em que foi gerada a imagem.

Silvia Cucatti: – A imagem foi gerada como parte da minha pesquisa de doutorado. O projeto envolve o estudo de aço modificado pela técnica de bombardeamento iônico com gases nobres. Estudamos modificações em superfície, como as observadas na imagem do concurso, e modificações em volume como a presença de tensões residuais após o processo. Além disso, também estudamos como tais modificações influenciam a difusão de nitrogênio no aço após outro processo chamado nitretação a plasma, técnica que melhora o desempenho de aços na indústria mecânica através de alterações de dureza e resistência ao desgaste e à corrosão.

O objetivo do projeto é aumentar o entendimento dos fenômenos físicos e mecanismos fundamentais envolvidos tanto no processo de bombardeamento iônico como na nitretação. Até o momento, já temos resultados envolvendo o comportamento dos padrões observados na imagem do calendário e de tensões residuais em função de diferentes condições experimentais de bombardeamento iônico.

Esse projeto é financiado através do CNPq, que fornece minha bolsa de doutorado, e pela FAPESP (projeto temático  2012/10127-5).

Boletim Engenharia de Superfícies: – Na imagem, qualquer pessoa pode distinguir regiões que parecem corresponder a diferentes planos de uma estrutura tridimensional. Cada região tem um padrão/textura particular. Explique-nos o que estamos vendo.

Silvia Cucatti: – Na imagem vemos as faces dos diferentes cristais da superfície. A sensação de 3D é real e surge da diferença de altura que existe tanto entre os grãos como nos próprios padrões. Alguns cristais são mais altos que outros, e os padrões observados possuem picos e vales de altura, assim como ondas.

Esses padrões surgem como resultado da interação entre os átomos da superfície e os íons de xenônio. O formato dos padrões em um cristal depende do modo como os átomos dele estão posicionados, por isso surgem formas diferentes para cristais diferentes.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos em que consiste o bombardeamento iônico por xenônio realizado na amostra da imagem. Esse processo já é aplicado em peças da indústria metal-mecânica, em escala industrial?

Silvia Cucatti: – Na técnica de bombardeamento iônico, íons de um determinado gás são lançados em direção a um material (um processo análogo ao arremesso de uma bala de canhão em um alvo, por isso o mesmo nome “bombardeamento”). Esse processo já é utilizado na indústria metal-mecânica para limpar a superfície das peças antes de outros procedimentos. Parte da inovação do meu projeto de doutorado consiste em expandir a aplicação desse processo para outros fins, como a otimização da nitretação.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Silvia Cucatti: – Gostaria de agradecer ao meu professor orientador Fernando Alvarez, aos professores colaboradores Roosevelt Droppa Jr, Carlos Alejandro Figueroa e Luiz Fernando Zagonel, ao técnico do meu laboratório, Piacenti, e aos meus colegas de grupo Mónica, Diego e Vinicius.

Para entrar em contato com Silvia: scucatti@ifi.unicamp.br


Imagem do mês de abril. Entrevista com a autora.

25/04/2016
Nanopartículas core-shell seguindo as linhas de campo. Crédito: Helena Augusta Lisboa de Oliveira, estudante da UnB (DF).

Nanopartículas core-shell seguindo as linhas de campo.

Maio do ano passado no Laboratório de Fluídos Complexos da Universidade de Brasília. Partículas nanométricas feitas de óxidos metálicos, imersas num líquido contido num béquer, são atraídas por um ímã e se agrupam em linhas configurando um desenho de assombrosa semelhança com o íris de um olho. A então mestranda Helena Augusta Lisboa de Oliveira imortaliza a cena com a câmera de seu celular, com o objetivo de participar do concurso “Superfícies em Imagens”. Helena Augusta faz algumas alterações nas cores da foto e, no final do mês, ela candidata essa e mais duas imagens ao prêmio. A foto é escolhida como uma das imagens vencedoras e é publicada do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies na página do mês de abril.

A partir dessa experiência, Helena Augusta reuniu mais imagens científicas com valor estético e as publicou em sua página no Instagram, que hoje tem quase 500 seguidores. Em paralelo, a “fotógrafa científica” amadora finalizou o mestrado em Ciência de Materiais e iniciou, neste ano, o doutorado em Tecnologias Química e Biológica, também na Universidade de Brasília (UnB), no qual dará continuidade ao tema da pesquisa de mestrado: a fabricação e caracterização de nanopartículas magnéticas, e seu uso na remoção de metais pesados e poluentes orgânicos presentes em efluentes industriais e outros meios aquosos.

Segue uma entrevista com Helena Augusta.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte sobre o contexto em que foi realizada a imagem: o trabalho de pesquisa e seus resultados.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – O trabalho de mestrado teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova nanotecnologia para remediação ambiental em que foram elaborados, caracterizados e aplicados nanoadsorventes magnéticos baseados em nanopartículas core-shell do tipo CoFe2O4@ γ-Fe2O3 para remoção do Cr(VI), conhecido como cromo hexavalente, de meios aquosos. A maior vantagem em se utilizar nanoadsorventes magnéticos, além da grande área superficial em pequena quantidade de amostra -por se tratar de partículas em escala nanométrica-, é a separação magneticamente assistida, método rápido e de alta eficiência. Os nanoadsorventes e o Cr(VI) podem ainda ser recuperados e reutilizados. Esperamos ainda neste ano gerar um paper e também um pedido de patente. No doutorado, pretendemos expandir a utilização dos nanoadsorventes para aplicações ambientais na remoção de poluentes orgânicos, além dos metais pesados. Os órgãos que fomentaram esse trabalho foram: FAP-DF, FINATEC, CAPES e CNPq.

Boletim Engenharia de Superfícies: – A imagem é uma foto de um experimento realizado para fins de pesquisa ou uma montagem com fins estéticos? Se for para pesquisa, qual era o objetivo do experimento?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – A imagem foi obtida durante a realização de um dos experimentos do meu trabalho de dissertação. O objetivo do experimento na etapa retratada foi fazer a separação química dos nanoadsorventes magnéticos da solução de cromo hexavalente Cr(VI), com o auxílio de um ímã. Na imagem, o ímã foi afastado propositalmente do béquer para que as linhas de campo que orientam as partículas ficassem mais amplas, artisticamente para a foto.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Explique em que consistiu o experimento de modo que possamos saber o que estamos vendo na imagem.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Os nanoadsorventes – em preto – foram colocados num béquer de 250 mL, onde já havia uma solução de Cr(VI) – em rosa (que originalmente é amarela*). Abaixo do béquer, foi colocado o ímã. Rapidamente, os nanoadsorventes magnéticos (que até então estavam dispersos na solução) se alinharam conforme as linhas de campo do ímã, tridimensionalmente (ainda imersos no meio líquido).

* A foto original pode ser vista na minha página do Instagram: @haloliveira. Destaco que a inspiração para fazer a coletânea e divulgação das imagens na página surgiu graças ao Concurso Superfícies em Imagens, que me motivou a explorar este lado da vivência científica.

Boletim Engenharia de Superfícies: – O que faz as partículas da imagem funcionarem como nanoadsorventes em águas?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Os nanoadsorventes magnéticos elaborados são baseados em nanopartículas core-shell (com um núcleo e camada externa feitos de diferentes materiais) do tipo CoFe2O4@γ-Fe2O3. A superfície de maguemita tem grande afinidade com o Cr(VI). Ao serem colocados em contato e agitação com solução contaminada com Cr(VI), o Cr(VI) tende a ser adsorvido na superfície de maguemita. O núcleo de ferrita de cobalto, por sua vez, garante uma rápida separação assistida magneticamente, devido às suas propriedades magnéticas.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Partículas desse tipo já estão no mercado/ já são utilizadas em aplicações ambientais fora do laboratório?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – A ideia é que os nanoadsorventes sejam aplicados em efluentes industriais contendo Cr(VI). Antes de a indústria liberar seu efluente contaminado com altas concentrações de Cr(VI) para o ambiente, ele deve ser tratado. Utilizando-se os nanoadsorventes, um grande volume de efluente contaminado seria reduzido a poucos litros de solução de Cr(VI) concentrada, que pode inclusive ser reutilizada pela indústria, como matéria prima com valor agregado.

Já existem sorventes de Cr(VI) baseados em nanopartículas no mercado, mas que só funcionam em determinadas condições restritas de uso.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Agradeço ao meu orientador Alex Fabiano Cortez Campos que teve a ideia desse projeto. Ao Webert Medeiros, à Priscilla Coppola e ao Franciscarlos Gomes da Silva por fornecerem amostras para o trabalho.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira e o professor Alex Fabiano C. Campos. Crédito: Aniger Lisboa.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira e o professor Alex Fabiano C. Campos. Crédito: Aniger Lisboa.

Para entrar em contato com Helena Augusta: helena.augusta1@gmail.com.


Imagem do mês de fevereiro. Entrevista com o autor.

23/02/2016

por Verónica Savignano

Nanobastões de ouro crescidos sobre nanotubo de carbono.

Nanobastões de ouro crescidos sobre nanotubo de carbono.

Carbono e ouro compõem a nanoestrutura que ilustra a página do mês de fevereiro do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies. Carbono, no nanotubo (de poucos nanômetros de diâmetro), formado por uma série de folhas de grafeno enroladas, de um átomo de espessura cada uma. Ouro, nos nanobastões que parecem enfeitar o nanotubo.

O autor principal da imagem é Anderson Caires de Jesus, doutorando na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), e microscopista do Centro de Microscopia dessa universidade, onde foi realizada a imagem usando um microscópio eletrônico de transmissão,

Em seu mestrado, Anderson, orientado pelo professor Luiz Orlando Ladeira, desenvolveu um método de síntese de nanoestruturas híbridas como a da imagem. Além disso, explorou uma de suas possíveis aplicações: usá-las como amplificadores de sinal na identificação de moléculas por meio da técnica de espectroscopia Raman. Partindo dessa possibilidade, Anderson e colaboradores deram mais um passo e desenvolveram nanossensores que detectam compostos químicos e estruturas biológicas, podendo ser usados para diagnóstico médico ou veterinário e para análises químicas. O trabalho já gerou 4 pedidos de patente, além de artigos publicados em periódicos indexados internacionais, e um projeto de empresa spin-off, em busca de investimentos.

Em entrevista a nosso boletim, Anderson Caires explica brevemente como fabricou as nanoestruturas de carbono e ouro e conta mais sobre as aplicações desenvolvidas.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Como foi fabricado o “tubinho enfeitado” da imagem do calendário? Por que nanobastões e nanotubo grudam?

Anderson Caires: – Esta imagem mostra nanobastões de ouro crescidos sobre a superfície de nanotubos de carbono. Neste projeto, desenvolvemos um novo processo de síntese de nanoestruturas hibridas, entre nanomateriais de carbono e nanoestruturas de ouro. O processo começa com a redução química de uma solução aquosa de um sal de ouro na presença de materiais de carbono, isso provoca o crescimento de pequenas nanopartículas de ouro em regiões ativamente funcionalizadas dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas. Essa solução é então submetida a um processo fotoquímico com irradiação de luz ultravioleta. A ação da luz provoca diversas reações químicas que atuam para promover o crescimento in situ de nanobastões de ouro, utilizando as nanopartículas crescidas pela redução química como base. Podemos controlar a morfologia através da adição de surfactantes. Como o crescimento acontece in situ, os nanobastões ficam fortemente aderidos na superfície dos nanotubos de carbono.

A imagem foi realizada usando um microscópio eletrônico de transmissão (MET) Tecnai de 200 KV, instalado no Centro de Microscopia da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte-nos um pouco sobre o contexto em que foi realizada a imagem: o projeto no qual se insere, os resultados obtidos nesse projeto etc.

Anderson Caires: – Esta imagem é referente ao meu trabalho de mestrado intitulado “Desenvolvimento de nanomateriais e nanocompósitos para aplicação em detecção química e biológica por espalhamento de luz”. Neste trabalho, eu estou desenvolvendo nanocompósitos entre nanomateriais de carbono (nanotubos de carbono e óxido de grafeno) e nanopartículas de ouro anisotrópicas. Estamos aplicando estes materiais para detecção química e biológica através de espalhamento de luz, utilizando principalmente a técnica de espectroscopia Raman. Na espectroscopia Raman, uma impressão digital molecular pode ser identificada pelo espectro vibracional da molécula em estudo. Porém, o sinal Raman de diversas moléculas é muito fraco, sendo de difícil detecção em medidas convencionais. Assim, um efeito especial, chamado efeito SERS (surface-enhanced Raman spectroscopy), está sendo muito estudado nos últimos anos. Resumidamente, este efeito é uma amplificação do sinal Raman através da interação entre as moléculas em estudo e nanopartículas metálicas. Este material é ótimo para esse tipo de medida por que os nanotubos servem de template para os nanobastões, aumentando a interação entre eles, e ainda aumentando a superfície de absorção para as moléculas. Estamos desenvolvendo sistemas de detecção de compostos químicos para diversas aplicações baseadas neste processo. Durante este projeto publicamos dois artigos em revistas internacionais e temos um terceiro submetido; além disto, depositamos quatro pedidos de patente para o processo e produto. O artigo que trata em particular do trabalho que originou a imagem premiada, pode ser encontrado na referência abaixo. Nossa principal fonte de financiamento são as agências de fomento (CNPq, CAPES e FAPEMIG) através de bolsas e projetos de pesquisa.

Referência: A.J. Caires et al; Highly sensitive and simple SERS substrate based on photochemically generated carbon nanotubes/gold nanorods hybrids, Journal of Colloid and Interface Science, 455 (2015), 78–82. doi:10.1016/j.jcis.2015.04.071

Boletim Engenharia de Superfícies: – Comente quais são as aplicações dos nanobastões de ouro crescidos sobre nanotubos de carbono. São todas aplicações potenciais ou alguma já existe na sociedade fora do laboratório?

Anderson Caires: – Estamos aplicando este material como nanosensor para detecção de compostos químicos e estruturas biológicas, direcionados para o setor de análise química e diagnóstico médico/veterinário in vitro. Como o processo é simples e proporciona grande amplificação de sinal, foi possível desenvolver um sistema de detecção mais eficaz, sensível e barato que as tecnologias atualmente disponíveis no mercado. Isso é possível porque através da interação entre este material e as moléculas em estudo, podemos identificar uma assinatura molecular especifica de cada molécula, e em baixíssimas concentrações, da ordem de nanomolar ou até mesmo mais diluídas. Estamos buscando financiamento para criação de uma empresa focada nestes novos materiais e em sua produção comercial.

foto anderson

Anderson Caires

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Anderson Caires: – Gostaria de agradecer a toda a equipe do laboratório de nanomateriais do departamento de física da UFMG, e à equipe do Centro de Microscopia da UFMG.

Para entrar em contato com Anderson:

E-mail: andersoncaires@outlook.com. Linkedin: https://br.linkedin.com/in/andersoncaires


Imagem do mês de janeiro. Entrevista com o autor.

27/01/2016

por Verónica Savignano

Imagem MEV de MOF obtido via microondas.

Imagem MEV de MOF obtido via microondas.

Na página do primeiro mês de 2016, o calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies exibe um conjunto de estruturas micrométricas arredondadas, cuja superfície apresenta um relevo acidentado, responsável por sua relativamente grande área superficial. Aguçando um pouco a vista, conseguimos distinguir que as estruturas são feitas de um material poroso.

O nome científico de cada uma destas bolinhas rugosas é MOF, de “metal-organic framework”. As MOFs da imagem são compostas por íons de elementos metálicos, no centro, ligados a moléculas orgânicas ao redor. A repetição dessas estruturas rígidas tridimensionais forma uma rede de átomos ordenada – por isso as MOFs são materiais cristalinos.

A imagem foi realizada usando um microscópio eletrônico de varredura (MEV) do Laboratório de Química de Materiais e Sensores (LMSEN) da Universidade Estadual de Maringá (UEM).

Segue uma entrevista com o autor da imagem, Bill Nishar Safadi, 20 anos, estudante do curso de graduação em Química da UEM, no Estado de Paraná.

Boletim Engenharia de Superfícies: – As estruturas MOF da imagem foram sintetizadas pensando em uma aplicação, não é mesmo? Conte-nos um pouco qual seria essa aplicação e qual seria sua importância social/econômica/ecológica.

Bill Safadi: – Esta classe de materiais é munida de elevada área específica, volume de poro elevado e estrutura flexível, o que torna o material altamente poroso. Estas importantes características proporcionam um grande potencial de aplicação para estes materiais. No que tange sua aplicação pode-se citar: armazenamento de gás, separação, sensoriamento químico, transporte de fármacos, aplicações em catálise heterogênea, entre muitas outras. Diante do potencial apresentado pelo material, pensou-se no emprego do material na adsorção de dióxido de carbono (CO2). Salienta-se que, na literatura, é visível o crescente número de tecnologias desenvolvidas para esta finalidade, pois existe uma preocupação global na diminuição das emissões de CO2. De acordo com a necessidade de diminuir a quantidade de CO2, a proposta foi desenvolver um material oriundo de fontes alternativas e aplicar esse material com apelo ambiental, visando minimizar a quantidade desse e outros gases presentes na atmosfera. Salienta-se ainda que o grande diferencial das MOFs é que estes materiais precisam de pouca energia para recuperar o CO2 capturado e aplica-lo em seu reuso. É digno de nota que o projeto para a síntese e aplicação destes materiais ostenta importância sócio/econômica e ambiental além de formação de recursos humanos altamente qualificados na área.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Agora conte-nos um pouco sobre o contexto em que foi realizada esta imagem.

Bill Safadi: – A micrografia premiada é referente ao meu projeto PIBITI intitulado “Desenvolvimento de estruturas metal orgânicas (MOF) para aplicação em captura e armazenamento de hidrogênio e dióxido de carbono’, realizado no período de 01/08/2014 a 31/07/2015. No entanto, já trabalho na síntese de materiais porosos desde o meu primeiro ano de graduação no Laboratório de Química de Materiais e Sensores (LMSEN) da UEM. Juntamente com os demais membros do grupo, buscamos realizar um estudo sistemático do processo de síntese de MOFs que por sua vez são obtidas a partir de diferentes metais, diferentes métodos e diferentes fontes. Além disso, o desenvolvimento de novas MOFs com a utilização de ligantes orgânicos específicos. Como é uma área com elevado potencial de aplicação, o grupo também conta com uma relevante colaboração com renomados pesquisadores estrangeiros, para o desenvolvimento de projetos em parceria. No que tange ao financiamento, o projeto é financiado pela Fundação Araucária/PR (Processo: 830/2013).

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Bill Safadi: – Gostaria de agradecer principalmente o meu orientador Prof. Dr. Andrelson Wellington Rinaldi – DQI/UEM, pelo auxílio e suporte em todas as etapas do projeto, o doutorando Cleiser Thiago Pereira da Silva – PQU/UEM e o professor Dr. Murilo Pereira Moisés – UTFPR/Campus Apucarana, que me auxiliaram em todas as atividades do laboratório, assim como nas análises de dados. Também agradeço os demais colegas do grupo de pesquisa que são meus colaboradores e que muito me ajudaram durante a execução deste projeto, uma vez que este trabalho não é fruto de um esforço individual, e sim um trabalho de um grupo. Agradeço também ao CNPq pela minha bolsa de Iniciação Científica Tecnológica, a Fundação Araucária/PR pelo suporte financeiro, ao COMCAP da UEM e ao Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies pela oportunidade de concorrer com nossa imagem.

Grupo do LMSEN - UEM

Grupo do LMSEN – UEM

Para entrar em contanto com Bill: billsafadi@gmail.com


Imagem do mês de dezembro: minientrevista com o autor.

01/12/2014

imagem dezembroA partir da imagem de dezembro do calendário do Instituto de Engenharia de Superfícies, podemos imaginar diversos cenários. Por exemplo, uma cerca abandonada à ação do tempo. Contudo, objetivamente, o que a imagem de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostra é uma tela de aço inox recoberta por nanotubos de carbono. Detalhe: os nanotubos foram obtidos a partir dos gases gerados pela queima controlada do bagaço da cana-de-açúcar.

O autor da imagem, Joner Alves, 32 anos, é bacharel em Física e mestre em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), e doutor em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é diretor do Instituto SENAI de Inovação em Tecnologias Minerais.

Segue uma breve entrevista com o autor.

1. Explique-nos de que maneira foram obtidos os nanotubos da imagem premiada.

O bagaço da cana foi incinerado em um forno com atmosfera controlada. O efluente da queima foi submetido a um filtro de carboneto de silício e em seguida direcionado a um segundo forno, no qual entrou em contato com um sistema catalisador composto por telas de aço inoxidável. O processo resultou em um material sólido, no qual foram obtidos os nanomateriais, materiais com ampla gama de aplicações devido as suas excelentes propriedades.

2. Conte-nos um pouquinho a respeito o contexto em que foi realizada a imagem.

A pesquisa é referente a minha tese de doutorado, defendida em 2011 no Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da USP, sendo parte dela realizada na Northeastern University (Boston, EUA), onde foi feita a imagem premiada.

3. Comente o impacto social do trabalho.

O destino dos resíduos sólidos é uma problemática mundial, sendo que uma alternativa para a deposição dos resíduos poliméricos é a queima controlada visando a produção de energia. A minha pesquisa teve como objetivo estudar os gases gerados durante a queima destes materiais, visando o reaproveitamento na síntese de nanomateriais.

Materiais com alto valor agregado foram produzidos a partir de resíduos, com destaque para os nanotubos de carbono. Além disto, o sistema catalisador empregado reduziu as emissões gasosas provenientes da queima dos resíduos. Deste modo, a metodologia elaborada representa um incentivo para a cadeia de produção de energia através de resíduos através da criação de valor agregado com a produção dos nanotubos. Outro importante fator é a possibilidade de redução do custo da produção dos nanomateriais, uma vez que os resíduos empregados são matérias-primas de baixo custo.

4. Gostaria de agradecer alguém que tenha ajudado na realização da imagem vencedora?

O trabalho foi orientado pelo Prof. Jorge Alberto Soares Tenório da Escola Politécnica da USP e co-orientado pelo Prof. Yiannis Levendis da Northeastern University. O projeto contou com o apoio do CNPq e da CAPES.

5. O trabalho foi objeto de outros prêmios, não é mesmo?

A pesquisa também deu origem às premiações:

2013 – Prêmio AEA de Meio Ambiente – 1º Lugar na Categoria Acadêmica – Trabalho: “Geração de energia e produção de nanotubos de carbono a partir do resíduo da produção de etanol”, Associação Brasileira de Engenharia Automotiva – AEA.

2012 – Prêmio AEA de Meio Ambiente – Menção Honrosa: Categoria Acadêmica – Trabalho: “Synthesis of nanomaterials from unserviceable tires”, Associação Brasileira de Engenharia Automotiva – AEA.

2012 – Prêmio Antonio Mourão Guimarães – Melhor trabalho sobre fabricação e uso de materiais refratários, Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM) / Magnesita S.A..

2012 – Prêmio Capes de Tese: Menção Honrosa na Categoria Engenharias II, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Capes.

2012 – Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade: Melhor tese de doutorado na área, CAPES e VALE S.A..

2010 – Prêmio MERCOSUL de Ciência e Tecnologia – 1º lugar: Categoria Jovem Pesquisador, UNESCO – Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura.

Para contatar o Joner:  joner.isi@senaipa.org.br.


Imagem do mês de novembro: minientrevista com o autor.

18/11/2014

???????????????Na imagem que ilustra a página de novembro do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, o microscópio óptico evidenciou a microestrutura da liga de titânio Ti-6Al-4V após receber um tratamento superficial com laser pulsado Nd-YAG em atmosfera de nitrogênio (nitretação por laser). Essa liga tem papel de destaque na indústria aeroespacial na confecção de componentes para uso em altas temperaturas. Entretanto, quando usado em temperaturas superiores aos 500 ºC, o material é mais propenso a sofrer um tipo de deformação conhecido como fluência (creep).

O autor da imagem, Adriano Gonçalves dos Reis, 37 anos, é graduado em Engenharia Química pela Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo (EEL-USP) e mestre em Ciências pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), no Programa de Engenharia Aeronáutica e Mecânica na área de Materiais e Processos de Fabricação. Possui mais de 15 anos de experiência na indústria atuando como engenheiro de processos e fabricação. Atualmente é aluno de doutorado e integrante do Grupo de Fluência do ITA.

Segue uma breve entrevista com o Adriano.

1. Comente os elementos visuais que compõem a imagem.

Esta imagem evidencia a microestrutura da zona fundida por laser, que consiste de uma fina e contínua camada de TiN seguida por um crescimento perpendicular de dendritas. As largas dendritas próximas da superfície correspondem ao TiN, e abaixo dessa estrutura, devido à diminuição da disponibilidade de nitrogênio, as dendritas correspondem ao TiN0,3. A fase da matriz entre as dendritas corresponde à martensita α’-Ti.

2. Conte-nos um pouquinho a respeito o contexto em que foi realizada a imagem.

O Grupo de Fluência do ITA, nucleado no ano de 2005 sob a coordenação do saudoso professor Carlos de Moura Neto, que foi o meu orientador de mestrado, trabalha no desenvolvimento de tratamentos térmicos e termoquímicos visando o aumento da resistência mecânica em temperaturas elevadas de materiais para aplicação aeroespacial. Uma das linhas de pesquisa do grupo é o estudo da liga Ti-6Al-4V, usada em turbinas aeronáuticas. O meu trabalho de mestrado consistiu na avaliação do comportamento em fluência da liga Ti-6Al-4V submetida a tratamento superficial de nitretação por laser. A imagem premiada foi obtida por microscopia óptica para avaliação da microestrutura formada na superfície. O tratamento a laser foi realizado na Universidade Politécnica de Madri (UPM) e os ensaios mecânicos foram realizados no ITA.

3. Comente brevemente os resultados do trabalho e suas perspectivas.

As amostras nitretadas superficialmente por laser apresentam maior resistência à fluência do que as amostras sem tratamento. Verificam-se, no material tratado, uma menor velocidade de fluência e um aumento do tempo de vida do material. Estes resultados abrem um novo campo de pesquisa para o Grupo de Fluência do ITA, que já tem um projeto de doutorado em andamento para determinação das condições ideais de nitretação por laser para obtenção de taxas de fluência ainda menores na liga Ti-6Al-4V.

4. Explique-nos em poucas palavras do que trata a nitretação por laser e por que essa técnica foi escolhida em seu trabalho.

O processo de nitretação por laser se enquadra dentro da técnica de laser surface alloying (LSA), que envolve o uso de uma intensa energia óptica do laser para fundir a superfície numa atmosfera contendo nitrogênio. Uma extensiva e rápida dissolução do nitrogênio ocorre na região fundida e são produzidas dendritas da fase de nitreto de titânio. Essa técnica a laser tem se destacado nas últimas décadas, devido a sua simplicidade e possibilidade de produzir camadas de proteção com o mínimo efeito no substrato, aumentando assim a resistência à fluência.

5. Gostaria de agradecer alguém que tenha ajudado na realização da imagem vencedora?

Este prêmio é dedicado à memória do professor Carlos de Moura Neto, pela dedicação ao longo de sua vida em prol do progresso da ciência no Brasil. Agradeço a todos os membros do Grupo de Fluência do ITA pela colaboração no desenvolvimento do trabalho.

Para contatar o Adriano: areis@ita.br

Mais detalhes sobre a pesquisa: dos Reis, Adriano Goncalves; Pereira Reis, Danieli Aparecida;  de Moura Neto, Carlos; Ribeiro Barboza, Miguel Justino;  Onoro, Javier. Creep behavior and surface characterization of a laser surface nitrided Ti-6Al-4V alloy. Materials Science & Engineering A, 577 (2013) 48-53. DOI: 10.1016/j.msea.2013.04.042.


Laboratório de Pesquisas Fotovoltaicas da Unicamp – células solares de silício com tecnologia 100% brasileira.

24/09/2014

O Laboratório de Pesquisas Fotovoltaicas (LPF) do Instituto de Física da UNICAMP foi fundado no início da década de 1980. Desde então, tem feito importantes contribuições ao desenvolvimento de dispositivos fotovoltaicos – aqueles que transformam energia luminosa em energia elétrica, como os painéis solares. Entre os resultados dessa linha de pesquisa, destacam-se os seguintes:

Laboratório de fabricação de células solares de silício.

Laboratório de fabricação de células solares de silício.

– Células solares de silício monocristalino com eficiência de até 16%.

– Células solares de silício policristalino de 13% de eficiência.

– As primeiras células solares de silício amorfo da América Latina com eficiência de 7%.

– Células com estrutura semicondutor-isolante-semicondutor de 13 % de eficiência.

– Células solares de 13 % de eficiência, fabricadas a partir do silício metalúrgico nacional, em cooperação com a Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp (professor Paulo Mei) com colaboração da empresa brasileira RIMA S.A.

– Células solares de corante (Gratzel) de 7,5% de eficiência, desenvolvidas em colaboração com o Instituto de Química da Unicamp.

O aperfeiçoamento das células solares, na busca por melhor eficiência, menor preço, menor tamanho e maior segurança ambiental, passa pela pesquisa de novos materiais fotovoltaicos e novos revestimentos antirrefletores, entre outros temas. O grupo age nesse tipo de investigação e estuda propriedades optoeletrônicas, estruturais e termomecânicas desses novos materiais para aplicação nas células solares e também em outros dispositivos eletrônicos.

Sistema de Deposição por Camada Atômica (ALD - Atomic Layer Deposition).

Sistema de Deposição por Camada Atômica (ALD – Atomic Layer Deposition).

Atualmente, o laboratório está trabalhando no desenvolvimento de nanopartículas metálicas para aplicação do efeito plasmônico (excitação coletiva de elétrons) em células solares. A ideia é utilizar as nanopartículas em células solares e verificar se o efeito plasmônico se manifesta aumentando a eficiência quântica na região do infravermelho. Para o desenvolvimento das nanopartículas, estão sendo utilizadas as técnicas de sputtering e ablação a laser. A caracterização das nanopartículas é realizada com AFM, SEM, Raman e raios-X.

Laboratório de desenvolvimento de filmes finos. Na frente, o FCVA para desenvolvimento de DLC. No fundo, sistema PECVD.

Laboratório de desenvolvimento de filmes finos. Na frente, o FCVA para desenvolvimento de DLC. No fundo, sistema PECVD.

O grupo também está investindo no desenvolvimento e estudo de filmes ultrafinos (de poucos átomos de espessura), depositados pela técnica ALD (atomic layer deposition), que está em fase de implantação no laboratório e que será utilizada no recobrimento das nanopartículas plasmônicas e em outros trabalhos.

Outra linha importante do grupo é o desenvolvimento de materiais duros para revestimentos com propriedades mecânicas e tribológicas otimizadas para aplicações da indústria metal-mecânica. Para isso, o grupo utiliza várias técnicas de preparação de materiais como RF Sputtering, PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition); FCVA (filtered cathodic vacuum arc), electron-beam; spray químico, IBAD (ion beam assisted deposition).

Sistema DIBAD (Dual Ion Beam Assisted Deposition). As duas fontes de íons são canhões do tipo Kaufman.

Sistema DIBAD (Dual Ion Beam Assisted Deposition).

Além de suas atividades de pesquisa acadêmica, algumas delas, desenvolvidas em cooperação com a indústria, este grupo já gerou uma empresa spinoff, a Plasma-LIITS, também associada ao Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies. A empresa atua no mercado desde 2004 no desenvolvimento, fabricação e comercialização de instrumentos científicos, equipamentos e processos para tratamentos de superfície por plasma.

 

Minientrevista com o coordenador da equipe do LPF no Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, professor Francisco das Chagas Marques.

IMG-20140818-WA0008Professor associado do Instituto de Física Gleb Wataghin, na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Francisco das Chagas Marques é bacharel em Física pela Universidade Federal do Ceará (1981), e mestre (1984) e doutor (1989) em Física pela UNICAMP. Fez pós-doutorado na Harvard University e na University of Utah, nos Estados Unidos, e naCommonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, na Austrália. É autor de cerca de 90 artigos científicos publicados em revistas internacionais arbitradas e de uma patente concedida, pela qual lhe foi outorgado o Prêmio Inventores Unicamp 2014.

1. Quais foram, na sua avaliação, as principais ações realizadas e/ou resultados conseguidos e/ou colaborações desenvolvidas por seu grupo no contexto do nosso INCT?

Durante o período de atividade do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies realizamos diversos estudos.  Entre eles, podemos destacar:

– Desenvolvimento de carbono tipo diamante de alta dureza pela técnica FCVA (filtered cathodic vacuum arc).

– Purificação do silício metalúrgico nacional de 98-99% para 99.9993% e fabricação de células solares de 13 % de eficiência. Este resultado representa a primeira vez em que células solares de silício são fabricadas com alta eficiência com tecnologia 100% brasileira, desde o quartzo, passando pela transformação em silício metalúrgico, seguido de purificação do silício, fabricação de lâminas e, finalmente, das células solares. Este trabalho foi realizado em cooperação com a Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp (professor Paulo Mei) e contou com a colaboração da empresa nacional Rima S.A.

2. Escolha os melhores artigos científicos publicados por seu grupo no contexto do Instituto (uns 3 artigos, aproximadamente).

  1. S. da Silva, A. D. S. Côrtes, M. H. Oliveira Jr., E. F. Motta, G. A. Viana, P. R. Mei and F. C. Marques. “Application of amorphous carbon based materials as antireflective coatings on crystalline silicon solar cells”. J. Appl. Physics, 110(4), 043510-043510-8 (2011). DOI: 10.1063/1.3622515.
  2. F.C. Marques, G.A. Viana, E.F. Motta, D.S. Silva, D. Wisnivesky, A.D.S. Côrtes, and M.R. Aguiar. “Argon Implantation in Tetrahedral Amorphous Carbon Deposited by Filtered Cathodic Vacuum Arc”. Journal of Materials Engineering and Performance, 22(5) 1396-1404 (2012). DOI: 10.1007/s11665-012-0401-2
  3. Droppa, Jr., H.C. Pinto, J. Garcia, E.A. Ochoa, M. Morales, S. Cucattti , F. Alvarez. “Influence of ion-beam bombardment on the physical properties of 100Cr6 steel”. Materials Chemistry and Physics, v. 34, p. 1-8 (2014). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2014.04.016.
  4. A.D. S. Côrtes, D. S. Silva, G. A. Viana, E. F. Motta, P. R. Zampieri, P. R. Mei and F. C. Marques. “Solar cells from upgraded metallurgical-grade silicon purified by metallurgical routes”. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 5, 023129  (2013) (9 pages). http://link.aip.org/link/doi/ 10.1063/1.4800200

3. Comente os pontos positivos de ser um participante do nosso Instituto.

O trabalho em rede tem vários pontos positivos. Em nosso projeto Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies destaco a organização de eventos científicos, que têm sido realizados em simpósios nos encontros da SBPMat. Outra função importante do Instituto tem sido a distribuição de bolsas dentro do projeto a partir de uma cota geral da equipe como um todo onde é considerado o mérito das solicitações. Destaco também as parcerias que são desenvolvidas entre os laboratórios e os mecanismos de divulgação dos trabalhos do INCT realizado no Boletim Engenharia de Superfícies, que dá visibilidade aos nossos trabalhos não apenas no meio acadêmico, mas também para a sociedade.