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Instituto Eu Quero Viver
quarta-feira, 05 agosto, 2015 - 9h33

Pesquisadores compartilham estudos de materiais vítreos e vitrocerâmicos

Objetivo é proporcionar o acesso dos participantes às principais ferramentas e técnicas utilizadas pelos pesquisadores do CEPID

   

Os mais de 100 participantes brasileiros e estrangeiros da Advanced School on Glasses and Glass-Ceramics (G&GC), que ocorre de 1o a 9 de agosto, em São Carlos (SP), têm a oportunidade de acessar o maior banco de dados de propriedades de materiais vítreos do mundo, o SciGlass, com aulas teóricas e práticas para manuseio do software, além de conhecer as estratégias de pesquisa utilizadas pelo Centro de Pesquisa, Educação e Inovação em Vidros (CeRTEV, na sigla em inglês), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) da FAPESP.

O evento é realizado pelo CEPID no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA), modalidade de apoio da FAPESP, em parceria com o Departamento de Engenharia de Materiais, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

De acordo com Edgar Dutra Zanotto, coordenador do CeRTEV e da G&GC, o objetivo é proporcionar o acesso dos participantes às principais ferramentas e técnicas utilizadas pelos pesquisadores do CEPID nos estudos de materiais vítreos e vitrocerâmicos.

Divulgação
Espectrômetro Raman: interação da luz com a matéria traz informações importantes sobre o que acontece dentro do material (foto: Divulgação)
Espectrômetro Raman: interação da luz com a matéria traz informações importantes sobre o que acontece dentro do material

“Trata-se de um software muito poderoso com um banco de dados com 400 mil composições de vidros e informações sobre propriedades como densidade, expansão térmica, viscosidade e velocidade de cristalização, entre outras. Com o mecanismo de metabusca e interações múltiplas, é possível ainda inferir propriedades que não foram determinadas a partir daquelas já medidas”, explicou.

Zanotto disse ainda que alguns pesquisadores do CeRTEV utilizam o banco de dados desde sua primeira versão, há mais de 20 anos, em estudos de propriedades específicas dos materiais e na concepção de vidros com combinações desejáveis de várias propriedades.

As aulas são ministradas por um dos desenvolvedores do software, Alexander Priven, da Corning Korea Glass Technologies, que liberou o acesso dos participantes ao banco de dados durante o evento.

Priven explicou que com o software é possível ter acesso a praticamente todas as propriedades físicas e químicas de vidros disponíveis internacionalmente, com descrições sobre sínteses e procedimentos de medição.

“Por meio das aulas os participantes poderão compreender as bases dos mais de 100 métodos computacionais disponíveis para calcular essas propriedades, podendo definir aqueles que melhor se adequam às necessidades do estudo e à composição de vidro estudada”, afirmou.

Além do treinamento com o banco de dados, são realizadas tutorias com pesquisadores do CeRTEV ao longo da semana. Em encontros diários os estudantes interagem entre si, com a supervisão dos pesquisadores, para idealizarem um projeto de pesquisa que será apresentado ao final do evento.

Em nível molecular

Os participantes também assistiram a apresentações sobre as bases científicas de técnicas utilizadas no CeRTEV como a ressonância magnética nuclear e a espectroscopia Raman aplicada a materiais vítreos, para obtenção de informações em nível molecular dos vidros.

“Parte da programação da G&GC tem o objetivo de desvendar os detalhes da estrutura desses materiais, tratando do entendimento das correlações entre estrutura molecular, processos dinâmicos e as propriedades dos vidros. Essas estruturas controlam os processos dinâmicos – difusão, fluxo viscoso, relaxação e cristalização – e as propriedades ópticas, elétricas, térmicas, bioquímicas etc.”, contou Zanotto.

Entre as ferramentas com esse fim, o CEPID conta com três espectrômetros financiados pela FAPESP, sendo o mais recente um do tipo Raman, que, combinado com a microscopia de força atômica, possibilita fazer análises de materiais em escala nanométrica.

“É um efeito de para-raios. A ponta que faz a análise no microscópio de força atômica é nanométrica e condutora – quando incide luz sobre ela, o campo elétrico da luz laser que vai interagir com o material em estudo fica intensificado, amplificando o sinal Raman na região e possibilitando a análise de nanopartículas”, explicou Paulo Sergio Pizani, professor do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET) da UFSCar e pesquisador do CeRTEV.

Pizani apresentou os fundamentos físicos da técnica, explicando como a luz interage com a matéria e por que ocorre o chamado espalhamento Raman, efeito descoberto pelo físico indiano Chandrasekhar Raman e que ocorre quando radiações luminosas interagem com as vibrações dos átomos que formam o material estudado.

“A luz que é espalhada no material em estudo sai com uma cor diferente, e a diferença entre ela e a luz incidente traz informações importantes do que acontece dentro do material, como a cristalização em vidros, um dos alvos de pesquisa do CeRTEV”, explicou.

O conhecimento sobre quão cristalizada está uma matriz vítrea é importante para definir as propriedades térmicas e mecânicas de um material vitrocerâmico, um vidro dentro do qual foram cristalizadas pequenas regiões. Dependendo do tamanho e da distribuição – se na superfície ou no volume, por exemplo – é possível definir as propriedades do material.

De posse dessas informações, os pesquisadores investigam o desenvolvimento de novos materiais com diversas aplicações, desde dispositivos para armazenamento de energia a materiais médicos e odontológicos, como o biosilicato, vitrocerâmico desenvolvido pelo CeRTEV com a capacidade de aderir a ossos, dentes e cartilagens.

Pizani também falou das pesquisas com cerâmicas ferroelétricas, materiais utilizados como transdutores, que transformam uma forma de energia em outra, e estão presentes em aparelhos celulares, memórias não voláteis, sensores de temperatura e radiação e diversas outras aplicações.

Um dos objetivos, de acordo com o pesquisador, é atribuir propriedades ópticas a esses materiais.

“Materiais ferroelétricos à base de titanato de chumbo, titanato de bário, titanato de estrôncio e cálcio são muito importantes e já muito usados comercialmente. A ideia é tornar esses materiais opticamente ativos adicionando elementos de transição da tabela periódica, como níquel, magnésio, manganês, cromo, conferindo luminescência a eles”, contou.

A programação da G&GC segue até o domingo, quando os participantes apresentarão propostas de pesquisas em materiais vítreos e vitrocerâmicos utilizando os conhecimentos e técnicas transmitidos ao longo do evento.

Mais informações em www.certev.ufscar.br/slideshow/g-cc-brasil.

Diego Freire | Agência FAPESP

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