Cientistas em destaque: Entrevistas com vencedores do Prêmio CAPES de Tese 2019. – SBPMat – Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais
Cientistas em destaque: Entrevistas com vencedores do Prêmio CAPES de Tese 2019.
O Boletim da SBPMat entrevistou alguns dos doutores recém-formados que foram distinguidos no Prêmio Capes de Tese 2019 por suas teses em temas relacionados a materiais. Concorreram aos prêmios 1.142 teses defendidas em 2018 em programas de pós-graduação do Brasil. Dessas, 49 receberam prêmios (uma em cada área de avaliação da Capes) e outras 98 receberam menções honrosas. A cerimônia de entrega ocorreu em Brasília no dia 12 de dezembro de 2019.
Conheça estes jovens doutores da comunidade dos materiais e os trabalhos deles.
Entrevista com Miguel Henrique Boratto, vencedor do Prêmio Capes de Tese da área de Materiais.
Tese: Semiconducting and insulating oxides applied to electronic devices. Disponível em https://repositorio.unesp.br/handle/11449/153215
Autor: Miguel Henrique Boratto. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/4714713017803628
Onde defendeu a tese: Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (POSMAT) – UNESP (SP).
Orientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi (UNESP). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/7730719476451232.
Miguel Boratto (direita) junto a seu orientador de doutorado, Prof. Luis Vicente de Andrade Scalvi após a defesa da tese.
Melhorar o desempenho e diminuir o custo dos aparelhos eletrônicos que fazem parte do nosso cotidiano é um desejo de quase todos. Contudo, contribuir para que isso aconteça é uma realidade de muito poucos. Uma dessas pessoas é Miguel Henrique Boratto, que dedicou os quatro anos de seu doutorado e os dois do mestrado a estudar alguns materiais, do grupo dos óxidos, visando a seu possível uso na produção de peças fundamentais da eletrônica.
Licenciado em Física e mestre e doutor em Ciência e Tecnologia de Materiais pela UNESP, Miguel começou a incursionar nesse grupo de materiais durante o mestrado, mas foi no doutorado que conseguiu fabricar filmes finos de óxidos de estanho, titânio e zircônio mediante processos baratos, e testar seu desempenho em dispositivos eletrônicos (transistores, capacitores e memristores), sempre orientado pelo professor Luis Vicente de Andrade Scalvi.
O trabalho que gerou a tese premiada foi realizado em laboratórios da UNESP de Bauru e Araraquara, e também em The University of Western Ontario (Canadá), onde Miguel fez um "estágio sanduíche" de 12 meses, sob supervisão dos professores Giovanni Fanchini e Lyudmila Goncharova. Durante o doutorado, Miguel contou com bolsa da Capes no Brasil e do CNPq no Canadá.
Cinco artigos científicos diretamente relacionados à tese foram publicados em periódicos internacionais com revisão por pares de bom fator de impacto. Além disso, os resultados apresentados por Miguel no B-MRS Meeting de 2017 foram distinguidos com dois prêmios Bernhard Gross, pela melhor apresentação oral e o melhor pôster do simpósio do qual participou.
Depois de defender o doutorado, Miguel continuou estudando materiais para aplicações eletrônicas, como bolsista de pós-doutorado na UFSC. Além disso, em junho/julho do ano passado, ele foi selecionado para fazer parte de um grupo de 580 jovens cientistas de 89 países que participam de discussões de Física com 30 laureados com Prêmio Nobel, o 69th Lindau Nobel Laureate Meeting. Atualmente, ainda como pós-doc, ele pesquisa dispositivos orgânicos para aplicações bioeletrônicas na UNESP – Bauru e ministra aulas de Laboratório de Física Moderna.
Veja nossa breve entrevista com Miguel Boratto, 32 anos, natural de São João da Boa Vista (SP).
a) Curvas de saída de transistores de filme fino de Sb:SnO2 e b) Sb:SnO2/PCBM. Detalhe: Diagrama do transistor e circuito elétrico. c) Diagrama de bandas da heterojunção Sb:SnO2/PCBM durante etapas de equilíbrio e operação do transistor.
Boletim da SBPMat: – Na sua visão, brevemente, qual é a mais relevante contribuição (científica/ tecnológica/ social) da tese premiada?
Miguel Boratto: – A tese em si apresenta boa parte do trabalho desenvolvido e publicado, por isso acho esta obra a mais relevante que produzi. Dentre os trabalhos apresentados a relevância científica encontra-se na obtenção, por métodos de baixo custo, de materiais conhecidos seguidas de suas aplicações em dispositivos eletrônicos para estudo de suas propriedades e performance final.
Boletim da SBPMat: – Do seu ponto de vista, brevemente, quais são os principais fatores que lhe permitiram realizar um trabalho de pesquisa destacado em nível nacional?
Miguel Boratto: – Auxílio do programa nacional "Ciência sem Fronteiras", com bolsa CNPq, para realização de estágio no exterior, o que expandiu muito meu horizonte em relação aos trabalhos a serem desenvolvidos e parcerias a serem realizadas. Também acho importantes as parcerias que realizei, pois são necessárias para realização de um trabalho com mais recursos e possibilidades.
Miguel Boratto: – A epígrafe da minha tese, de Niels Bohr: "Um especialista é um homem que fez todos os erros que podem ser feitos em uma estreita área do conhecimento".
Entrevista com Heloísa Pimenta de Macedo, vencedora da menção honrosa da área de Materiais.
Tese: Hybrid Porous Ceramics Derived from Polysiloxanes Containing Ni Nanoparticles for Production of Methane via Hydrogenation of CO2. Disponível em https://repositorio.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/26500/1/Ni-Containinghybrid_Macedo_2018.pdf
Autor: Heloísa Pimenta de Macedo. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/5931368675200092
Onde defendeu a tese: Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da UFRN (RN).
Orientadora: Dulce Maria de Araújo Melo (UFRN). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/3318871716111536.
Coorientadora: Michaela Wilhelm (Universität Bremen).
Heloísa Pimenta de Macedo
Quando começou seu doutorado em Materiais na UFRN, sob orientação da professora Dulce Maria de Araújo Melo, Heloísa Pimenta Macedo já estava familiarizada com os materiais cerâmicos e suas aplicações em catalisadores – temas nos quais tinha trabalhado como bolsista de iniciação científica durante a graduação em Engenharia de Materiais e no mestrado em Materiais, sempre na UFRN. Entretanto, foi no doutorado que ela teve a oportunidade de investigar propriedades superiores àquelas que já conhecia, e de contribuir para uma área de pesquisa relativamente nova.
O tema do doutorado de Heloísa foi o desenvolvimento de cerâmicas híbridas, sua caracterização e sua aplicação como catalisadores em um processo de conversão de dióxido de carbono (CO2), o grande vilão do efeito estufa, em metano (CH4), um composto com valor agregado que pode ser usado como combustível ou matéria-prima.
As cerâmicas híbridas têm a particularidade de ser obtidas por meio da pirólise de compostos poliméricos. São polímeros que se convertem em cerâmicas depois de passar por altas temperaturas (400 a 600 °C, no trabalho de Heloísa). Além disso, para funcionarem como catalisadores, essas cerâmicas podem ser aditivadas com metais (neste caso, nanopartículas de níquel).
Heloísa realizou seu doutorado com bolsa da Capes, e foi essa mesma agência brasileira que lhe outorgou uma bolsa para realizar um "estágio sanduíche" de um ano na Universität Bremen (Alemanha), em um grupo com equipamento e competências nos assuntos que ela estava pesquisando.
O trabalho do doutorado de Heloísa foi reportado em um artigo publicado em periódico internacional com revisão por pares de bom fator de impacto. Além disso, durante o doutorado, Heloísa participou de alguns projetos de pesquisa que renderam uma série de artigos publicados.
Veja nossa breve entrevista com esta natalense de 30 anos, que atualmente desenvolve pesquisa como bolsista de pós-doutorado no Laboratório de Tecnologia Ambiental da UFRN.
Cerâmicas híbridas pirolisadas a temperaturas menores apresentam melhor desempenho catalítico.
Heloísa de Macedo: – O desenvolvimento de cerâmicas híbridas com uma ampla variedade de propriedades facilmente ajustáveis, caracterizando-se como materiais promissores para reações catalíticas importantes, como a conversão do CO2 em CH4.
Heloísa de Macedo: – O fato de fazer parte de um laboratório moderno (Laboratório de Tecnologia Ambiental) e de um Programa de Pós-Graduação de excelência (Conceito 7 da CAPES), me ofereceram todos os recursos para o pronto desenvolvimento da tese. Além, claro, da oportunidade de realizar o estágio doutoral em uma universidade de excelência na Alemanha, com profissionais de renome da área de materiais, e toda a infraestrutura e equipamentos à disposição; o que me permitiu realizar um trabalho de alta qualidade.
Heloísa de Macedo: – Diria a eles para persistirem nos seus sonhos e acreditarem nos seus potenciais, pois são eles, as peças fundamentais para a ciência brasileira.
Entrevista com Bernardo Jordão Moreira Sarruf, vencedor de menção honrosa da área de Engenharias II.
Tese: Ceria-based anodes with cobalt and copper additions for the direct utilization of methane in solid oxide fuel cells. Disponível em https://www.researchgate.net/publication/338789167_BernardoSarruf-PhDThesis2018?channel=doi&linkId=5e2a4e8b299bf15216787c23&showFulltext=true
Autor: Bernardo Jordão Moreira Sarruf. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/2520573925280183
Onde defendeu a tese: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais (PEMM) da COPPE – UFRJ (RJ).
Orientador: Paulo Emílio Valadão de Miranda (UFRJ). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/1739245356818264.
Na sua pesquisa de doutorado, Bernardo Jordão Moreira Sarruf fez uma contribuição ao desenvolvimento de pilhas a combustível (fuel cells), particularmente relevante para a realidade brasileira. Pilhas a combustível, também conhecidas como células a combustível, são dispositivos geradores de energia elétrica que têm aumentado a sua popularidade nos últimos anos em função do surgimento de alguns modelos de carros elétricos baseados nessa tecnologia. De fato, pilhas a combustível são capazes de transformar a energia química de um composto (o combustível) em energia elétrica, por meio de reações eletroquímicas de oxidação e redução. Funcionam de modo similar às pilhas comuns, com a diferença de que os compostos que sofrem as reações vêm de fora do dispositivo.
O combustível mais comum dessas pilhas é, atualmente, o hidrogênio. Entretanto, este elemento, apesar de ser o mais abundante do universo, não se consegue facilmente no planeta Terra, e menos ainda em postos de abastecimento do Brasil. A boa notícia é que outros compostos podem ser usados como combustíveis de fuel cells. Tal é o caso do metano (componente principal do gás natural veicular) e o etanol – dois combustíveis amplamente disponíveis no país.
Em sua pesquisa de doutorado, Bernardo Sarruf desenvolveu um material baseado em dióxido de cério que teve um ótimo desempenho em pilhas a combustível "abastecidas" com metano, etanol e hidrogênio. O material foi usado como eletrodo das pilhas, ou seja, como propulsor da transformação de energia química em elétrica.
O primeiro mergulho de Bernardo no assunto das pilhas a combustível foi em 2008, durante a graduação em Engenharia de Materiais da UFRJ, quando fez um estágio de iniciação científica sob orientação do professor Paulo Emílio Valadão de Miranda no Laboratório de Hidrogênio da COPPE-UFRJ. Entre 2011 e 2013, ao realizar o mestrado com o mesmo orientador e no mesmo laboratório, Bernardo aprofundou-se na caracterização microestrutural de anodos de pilhas a combustível, enquanto desenvolvia uma empresa de software para caracterização de materiais que ele tinha acabado de incubar na incubadora da COPPE.
Na sequência, em 2013, Bernardo iniciou o doutorado, mais uma vez sob orientação de Paulo de Miranda. De 2015 a 2016, ele realizou um "estágio-sanduíche" na Universidade de Birmingham (Inglaterra), sob supervisão do professor Robert Steinberger-Wilckens, em um centro de pesquisa dedicado a fuel cells e seus diversos combustíveis. Em 2018, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais (PEMM) da COPPE – UFRJ, Bernardo defendeu a tese de doutorado que lhe valeu a menção honrosa no Prêmio Capes de Tese. O trabalho gerou cinco artigos publicados em periódicos internacionais com revisão por pares, de bom fator de impacto, das áreas de energia, utilização de hidrogênio e eletroquímica. Durante o doutorado, Bernardo foi bolsista da Capes (no Brasil) e do CNPq (na Inglaterra).
Veja nossa breve entrevista com Bernardo Sarruf, natural de Niterói, 33 anos, que continua atuando na área de células a combustível no Laboratório de Hidrogênio da COPPE-UFRJ como pesquisador de pós-doutorado, além de ser professor colaborador do PEMM.
Em cima, curvas de desempenho eletroquímico da pilha a combustível operando com hidrogênio, metano e etanol como combustíveis. Embaixo, imagem de microscopia eletrônica de varredura do anodo cerâmico poroso mostrando a distribuição das fases no material.
Bernardo Sarruf: – O fato de o trabalho ter demonstrado o desenvolvimento, mesmo que embrionário, de um material que apresentou excelentes resultados operando como anodo em pilhas a combustível de óxido sólido para utilização tanto de hidrogênio quanto combustíveis primários, tais como metano e etanol, abre ainda mais portas para inserção das pilhas a combustível no momento de transição energética que nos encontramos agora. Uma pilha a combustível é um dispositivo capaz de combinar o hidrogênio e o oxigênio do ar para converter em eletricidade, tendo como subproduto de reação eletroquímica, a água. No nosso caso, ao invés de utilizar o hidrogênio (que ainda é caro e possui infraestrutura de fornecimento incipiente), utilizamos o metano (gás natural) ou o etanol, produtos que já apresentam uma cadeia de suprimentos bem desenvolvida. Como sabemos, políticas de mitigação dos efeitos climáticos consistirão cada vez mais em dar prioridade às tecnologias de baixa emissão de carbono, que é o caso das tecnologias da cadeia do hidrogênio. Utilizar o etanol como combustível em um dispositivo eletroquímico de emissão quase nula de CO2, abre ainda mais oportunidades para o Brasil que é atualmente o segundo maior exportador desse produto.
Bernardo Sarruf: – O apoio das agências de fomento (CAPES e CNPq) é, e foi fundamental, e esperamos que a pesquisa no Brasil venha receber cada vez mais a atenção que merece. A experiência dos meus supervisores na área foi de suma importância, posso dizer que tive uma oportunidade sui generis de trabalhar com recursos e equipamentos de ponta, que foram em sua maioria adquiridos com apoio de projetos do Laboratório de Hidrogênio ao longo dos anos.
Bernardo Sarruf: – Uma mensagem importante é, de uma certa forma, um clichê: não existe receita mágica e nem atalhos, se você acorda todo dia ansioso para "por a mão na massa" ir trabalhar, acompanhar o experimento, vibrar com as conquistas e aprender com os erros, com certeza terá êxito. No mais, o que tento fazer no meu dia-a-dia como pesquisador é buscar enxergar além do que é óbvio para mim; escutar as pessoas de fora do ambiente profissional também ajuda muito nessa tarefa.
Entrevista com Fábio de Oliveira Braga, vencedor de menção honrosa da área de Engenharias II.
Tese: Configuração otimizada de blindagem balística multicamada com cerâmica frontal e compósitos de aramida ou tecido de curauá.
Autor: Fábio de Oliveira Braga. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/2496672193727926
Onde defendeu a tese: Programa de Pós-graduação em Ciência dos Materiais do IME (RJ).
Orientador: Sérgio Neves Monteiro (IME). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/2962183322412029
Os coletes à prova de bala que oferecem um nível alto de proteção a policiais e militares no Brasil são reforçados com tecidos sintéticos extremamente resistentes, os quais podem ser utilizados em forma de placas grossas, de cerca de 3 cm de espessura, ou combinados com placas cerâmicas. Com esses reforços, os coletes balísticos conseguem proteger uma pessoa de um disparo de fuzil de calibre 7,62 mm, por exemplo.
Ao longo de seu mestrado e doutorado, realizados no Instituto Militar de Engenharia (IME) com orientação do professor Sérgio Neves Monteiro e bolsas do CNPq, Fábio de Oliveira Braga investigou se era possível substituir esses tecidos sintéticos por materiais baseados em fibras naturais, e, dessa maneira, diminuir o peso, espessura e custo das placas de reforço dos coletes balísticos. Particularmente, Fábio se dedicou a estudar as fibras que se extraem das folhas de uma planta amazônica da família do abacaxi, o curauá. Essas fibras podem suportar tensões elevadas – propriedade que os índios da região aproveitam há muito tempo para fazer redes, amarrar embarcações etc.
A pesquisa de doutorado de Fábio, distinguida no Prêmio Capes, foi totalmente realizada no Brasil. No IME, Fábio preparou as amostras, fez os ensaios físicos e mecânicos e aplicou um método estatístico para buscar a melhor relação de espessuras entre cerâmica, curauá e um terceiro material (alumínio) na composição das placas dos coletes. Análises termogravimétricas foram realizadas no IMA/UFRJ. Além disso, ele utilizou as instalações do Centro de Avaliações do Exército para realizar ensaios balísticos, os quais mostraram que as placas feitas com materiais baseados em curauá são capazes de absorver a energia de um impacto que poderia ser letal ao ser humano, além de reter o projétil.
Sete artigos científicos relacionados à tese foram publicados em periódicos internacionais com revisão por pares e de bom fator de impacto. Além disso, o trabalho ganhou um prêmio na competição de pôsteres de um simpósio sobre engenharia de materiais sustentáveis na reunião anual da sociedade estadunidense The Minerals, Metals and Materials Society, realizada em 2019 nos EUA.
Veja nossa breve entrevista com Fábio Braga, natural de Resende (RJ), engenheiro metalúrgico e de materiais pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro com especialização em Engenharia de Inspeção e Manutenção na Indústria do Petróleo pela Universidade Católica de Petrópolis, e mestrado e doutorado em Ciência dos Materiais pelo IME. Atualmente com 30 anos de idade, Fábio é professor da Universidade Federal Fluminense (UFF) e docente da Faculdade SENAI Rio, onde coordena os cursos de especialização em Engenharia de Soldagem e em Engenharia de Inspeção de Equipamentos e Materiais.
Imagem da placa balística de manta de fibra natural (curauá) após o impacto com projétil 7,62 mm. A marca hexagonal é a região onde estava posicionado o material da primeira camada da blindagem (cerâmica), que, como esperado, sofreu fragmentação total.
Fábio Braga: – Na linha de pesquisa na qual eu estava inserido, buscava-se a substituição de compósitos de aramida (como Kevlar®) em placas de coletes balísticos, por compósitos mais leves, sustentáveis, baratos e de ampla disponibilidade, feitos com fibras naturais lignocelulósicas. Em meu trabalho, foi utilizada pela primeira vez uma manta comercial de fibra natural da Amazônia, conhecida como curauá, integrando estas placas balísticas. Buscando também maximizar o desempenho do material e minimizar o seu peso, foi utilizado um método estatístico de análise multivariada para abordagem do problema. Ao final, foi obtido um material otimizado em suas propriedades.
Fábio Braga: – Atribuo o sucesso deste trabalho à qualidade da formação científica que tive em Engenharia e Ciência dos Materiais, na UENF (graduação) e no IME (mestrado e doutorado). Tive a oportunidade de fazer parte do Programa Institucional de Iniciação Científica da UENF por 3 anos, além de ser bolsista de mestrado e doutorado por todo período da pós-graduação, o que foi fundamental. Além disso, tive grande suporte emocional e financeiro da minha família, esposa (Bianca) e do meu orientador, o prof. Sergio Neves Monteiro, que foi fundamental na minha formação.
Fábio Braga: – A pesquisa exige bastante dedicação e estudo, mas é um caminho bastante recompensador. Hoje vivo de lecionar e de fazer pesquisa, e sou bastante grato de ter escolhido este caminho.