Abstracts
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Caracterização de Superfícies Modificadas, Filmes Finos e Recobrimentos por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS)
Pedro A. P. Nascente
Universidade Federal de São Carlos - DEMA
Há várias técnicas que fazem uso da interação de fótons, elétrons, íons ou átomos com a superfície dos materiais. Vamos concentrar-nos em uma técnica que emprega elétrons de baixa energia (E < 1.5 keV) como sonda. Esses elétrons são adequados à investigação das superfícies devido aos seus caminhos livres médios inelásticos nos sólidos, que correspondem a apenas poucas camadas atômicas (0,5 a 3,0 nm). As técnicas de análise de superfície podem usar esses elétrons de baixa energia de uma das seguintes maneiras: (1) elétrons incidentes causam a emissão de elétrons retroespalhados e elétrons secundários e (2) elétrons são excitados pelos fótons incidentes. O primeiro caso inclui a emissão dos elétrons de Auger, enquanto que a fotoemissão se enquadra no segundo caso. A espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) é a mais usada técnica de análise de superfícies devido à sua habilidade de não só identificar os átomos da superfície, mas também indicar os seus estados químicos. XPS é empregada vastamente em várias áreas da ciência, mas vamos considerar aqui apenas o seu uso em ciência e engenharia de materiais, particularmente, na caracterização de superfícies modificadas, filmes finos e recobrimentos.
Caracterização de nanopartículas utilizando íons, elétrons e raios x
Jonder Morais
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - IF
Nesta apresentação abordaremos técnicas experimentais que utilizamos para caracterizar a nanopartículas (NPs) bimetálicas de PtPd com 5 nm de diâmetro médio. As NPs foram sintetizadas, por via química, de tal forma a obter distribuições atômicas distintas: nano-ligas ou caroço@casca. Ou seja, controlando a distribuição dos átomos de Pt e Pd no interior das NPs. As amostras foram sondadas por espalhamento de íons de energia média (MEIS) e análise elementar com resolução espacial por espectroscopia de raios X dispersiva em energia (EDX) no modo STEM (Microscópio Eletrônico de Transmissão no modo de Varredura). A associação complementar de criação de perfil STEM-EDX com o MEIS, que pesquisa simultaneamente milhões de NPs, torna-se uma ferramenta poderosa para uma análise estrutural estatisticamente representativa. Como resultado, as medições forneceram detalhes importantes, como tamanho do núcleo, espessura e composição da casca, e até distinguiram entre as estruturas caroço@casca (core@shell) e caroço@liga (core@alloy).
Produção de nanopartículas metálicas através do método físico de sputtering
Antonio Domingues dos Santos
Universidade de São Paulo – IF
Apresentarei uma técnica alternativa baseada em sputtering para a produção de nanopartículas metálicas simples ou do tipo core@shell. Esta técnica opera em vácuo, o que a torna compatível com metodologias de microfabricação e portanto a integração das nanopartículas em dispositivos sensores e atuadores. Em nosso laboratório estamos trabalhando com materiais magnéticos e metais nobres, potencializando assim a obtenção de materiais magnetoplasmônicos.
DIAGNÓSTICO DA COVID-19: SITUAÇÃO ATUAL E DESENVOLVIMENTO DE NOVOS TESTES DE DIAGNÓSTICO
Marcos Lázaro Moreli
Prof. Associado do Curso de Biomedicina, Unidade Acadêmica de Saúde - CISAU
Coordenador Laboratório de Virologia – LabVir – UFJ
Membro Permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Saúde.
A pandemia ocasionada pelo novo Coronavírus, vírus SARS-CoV-2 já produziu atualmente mais de 15 milhões de casos em todo mundo. No Brasil já foram registrados mais de 2 milhões de casos com 84.000 mortes por sintomas respiratórios graves. Devido à ausência de uma vacina e aliada a capacidade rápida de disseminação do vírus, o principais mecanismos de contenção utilizado para reduzir o número de casos consistem no isolamento social, o uso de máscaras, higienização de mãos e superfícies. Adicionalmente, a implementação de testagem em massa e a facilidade de diagnóstico são extremamente importantes para localizar os indivíduos infectados e reduzir as chances de disseminação. Os principais métodos de diagnóstico da doença causada pelo novo coronavírus (COVID-19) são métodos moleculares para detecção do RNA viral, no caso da PCR em Tempo Real recomendada até o 7ª e 8ª dia da infecção e testes rápidos de uso retrospectivo para detecção de anticorpos da classe IgG e IgM. A importância desse método visa identificar indivíduos suscetíveis infectados para condução de tratamento bem como àqueles com ausência total de sintomas. A carência de locais que realizam a técnica de PCR, o custo desses reagentes bem como aqueles oriundos de kits importados dificultam a testagens em grupo maior de indivíduos. Aliado a isso, a baixa sensibilidade dos testes rápidos comprometem também resultados mais acurados para a tomada de medidas efetivas. Pesquisas relativas a novos testes e implementação de outras ferramentas para diagnóstico têm sido desenvolvidas.
Importância das Ciências Experimentais na Resposta a Questões Relevantes em Tempos de Pandemia: COVID-19
Wagner Gouvêa dos Santos
Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Saúde
Universidade Federal de Jataí - UFJ
A partir da declaração da pandemia COVID-19 em março de 2020 pela Organização Mundial da Saúde (OMS) questões desafiadoras foram apresentadas a comunidade científica de todo mundo. Para responder as diversas questões suscitadas e contribuir para o entendimento dos mecanismos de infecção e disseminação da doença, bem como auxiliar nos esforços de enfrentamentamento e descoberta de um tratamento eficaz, várias metodologias experimentais têm sido utilizadas dentro de uma abordagem interdisciplinar. Neste seminário iremos abordar algumas dessas metodologias. Como e onde o vírus SARS-CoV-2 surgiu? Como o vírus é transmitido? Por que algumas pessoas são assintomáticas e outras apresentam sintomas graves com risco elevado de mortalidade? Quanto tempo dura a imunidade contra o vírus? Qual o tempo de viabilidade dos vírus em diferentes condições ambientais? Qual distância uma gotícula contaminada de saliva pode percorrer e ser potencialmente infecciosa? Luz ultravioleta é capaz de inativar o vírus? Por que o vírus apresenta um tropismo para tecidos específicos? Estas e inúmeras outras questões relevantes no enfrentamento de pandemias como a COVID-19 colocam em foco a importância das ciências experimentais para o desenvovimento de estratégias racionais e efetivas para o combate de um inimigo comum que tem provocado um grande impacto social e econômico sem precedente.
Desenvolvimento de sistemas ópticos para medir o funcionamento do cérebro
Rickson C. Mesquita
Professor, University of Campinas (UNICAMP)
Researcher, Brazilian Institute of Neuroscience & Neurotechnology (BRAINN)
A luz na região do infravermelho próximo, entre aproximadamente 700 e 900 nm no espectro eletromagnético, é altamente utilizada para obter informações do tecido biológico. Nesta faixa do espectro, a água e outras moléculas da pele tem baixa absorção, e a absorção da luz se dá principalmente com as moléculas de hemoglobina do sangue. Ao mesmo tempo, a heterogeneidade dos tecidos biológicos gera uma alta absorção, capaz de espalhar parte da luz incidida sobre o tecido de volta. Nesta apresentação vamos discutir como podemos desenvolver sistemas ópticos simples e relativamente baratos para obter informações do tecido biológico, e como podemos utilizar estes sistemas para medir o funcionamento do cérebro em tempo real.
XRF vantagens e aplicações
Alessandro Martins
Universidade Federal de Goiás
Grupo de Física de Materiais
A Espectrometria de Fluorescência de Raios-X (XRF) é uma técnica não destrutiva que permite identificar os elementos presentes em uma amostra (análise qualitativa) assim como estabelecer a proporção (concentração) em que cada elemento se encontra presente na amostra. Será apresentado os princípios básicos e o potencial de aplicação para a avaliação da composição química em vários tipos de matrizes, de interesse industrial, biológico, agropecuário, agroindustrial, geológico, ambiental e histórico.
RESSONÂNCIA PARAMAGNÉTICA ELETRÔNICA EM SISTEMAS BIOLÓGICOS
Jorge Luiz V. Anjos
Inst. de Física da Universidade Federal de Catalão, Catalão-GO - jorgeluizv@ufg.br
A espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) tem se mostrado uma ferramenta poderosa e versátil para estudar as propriedades dinâmicas e estruturais de proteínas e lipídios de uma ampla variedade de sistemas biológicos. Para serem estudados, são inseridos nos sistemas biológicos sondas paramagnéticas (marcadores de spin) que ao interagirem com campos magnéticos variáveis reportam sob a forma de espectros o comportamento do sistema em investigação. A RPE tem sido bem explorada em investigações biofísicas que buscam entender o comportamento e interações de membranas celulares, microorganismos, ação antioxidante de moléculas e permeação de nanocarreadores de fármacos na pele.
Ressonância Paramagnética Eletrônica aplicada ao estudo de café
Marcio Solino Pessoa
Universidade Federal do Espírito Santo
A técnica de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) detecta materiais com elétrons desemparelhados, ou seja, espécies paramagnéticas. Materiais orgânicos, como o café, apresentam radicais livres estáveis que podem ser detectados e quantificados por RPE. Além de possuir radicais livres, o café possui atividade antioxidante, ou seja, característica de combater ou netralizar os radicais livres. A atividade antioxidante pode ser avaliada por RPE com a utilização de 2,2-difenil-1-picril-hidrazil (DPPH), que é um radical livre orgânico.
O que é o SIRIUS e como você pode usar para a sua pesquisa
Julio Criginski Cezar
LNLS/CNPEN
SIRIUS é o maior empreendimento científico multiusuário do Brasil. Trata-se de uma fonte de radiação síncrotron com características únicas. Nessa apresentação inicialmente vamos aprofundar a descrição do que é uma fonte síncrotron e o que faz do SIRIUS uma das mais modernas em operação. Em seguida iremos ilustrar as pesquisas que podem utilizar a radiação síncrotron, com exemplos de diversas áreas de conhecimento. Daremos ênfase em usos na área de ciência dos materiais e magnetismo, mas mencionaremos resultados que demonstram o alcance realmente multidisciplinar desse tipo de laboratório. Finalmente, concluiremos reforçando o caráter de laboratório aberto nacional do SIRIUS, discutindo o modo de acesso aos instrumentos disponíveis. Nossa expectativa é que na audiência da Universidade Federal de Jataí esteja parte da nossa futura comunidade de usuários.
Espectroscopia de Fotoemissão Resolvida em Ângulo (ARPES): uma breve introdução
Edmar Avellar Soares
Departamento de Física - ICEx – UFMG
Um dos principais desafios que a nanociência enfrenta no que diz respeito à sua aplicação em dispositivos eletrônicos é o controle, em nível atômico, das propriedades eletrônicas de materiais. Desta maneira, o conhecimento da estrutura de bandas dos elétrons nos sólidos é de fundamental importância. Neste seminário (webinar) faremos uma breve introdução à técnica de Espectroscopia de Fotoemissão Resolvida em Ângulo (ARPES - Angle Resolved Photoelectron Spectroscpy) e como esta pode ser utilizada no mapeamento da estrutura eletrônica de sólidos cristalinos.
FILMES HÍBRIDOS MULTIFUNCIONAIS: FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO
Josmary Silva
Universidade Federal do Mato Grosso
Grupo de Materiais Nanoestruturados
Filmes híbridos multifuncionais (FHM) são importantes sistemas devido à possibilidade de combinação de suas propriedades para aplicações em dispositivos. Nanotubos de carbono e derivados de azobenzeno são compostos com grande potencial para fabricar os FHM, pois exibem propriedades ópticas e elétricas de interesse. Nesta palestra, discutiremos sobre a fabricação dos FHM a partir de nanotubos de carbono e sudan III (derivado de azobenzeno) usando a técnica de Langmuir-Blodgett. Além disso, abordaremos as técnicas de microscopia de ângulo de Brewster e de força atômica, análise de ângulo de contato assim como análise de birrefringência fotoinduzida para a caracterização dos filmes.
Ressonância Magnética Nuclear e Aplicações em Termodinâmica Quântica
Ivan dos Santos Oliveira Júnior
CBPF
Neste seminário, os princípios físicos da RMN serão apresentados, bem como suas aplicações em uma área da Informação Quântica, conhecida como Termodinâmica Quântica. Em particular, um experimento no qual o fluxo de calor é invertido entre dois sistemas correlacionados e com temperaturas distintas (calor fluindo do mais frio para o mais quente) será discutido.
Caracterização de Materiais por Difração de Raios X
Roniere Leite Soares
Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) – ronieter@gmail.com
Uma fase é considerada como sendo uma estrutura cristalina com determinadas características geométricas que a tornam única. Para simplificar esse conceito é possível citar apenas o sólido geométrico ao qual uma organização atômica está relacionada, ou seja, se a fase é Cúbica, Tetragonal, Ortorrômbica, Hexagonal/Trigonal, Monoclínica, Triclínica ou Trigonal. Nesse sentido, os ensaios de Difração de Raios X (DRX) são largamente utilizados para a caracterização dessas fases presentes numa dada amostra como informação qualitativa. Além de relacionar os resultados gráficos obtidos nos ensaios aos padrões adotados na literatura, é possível também fazer cálculos que podem associar várias grandezas quantitativas às fases identificadas. Neste minicurso é objetivo dar-se um tour por algumas possibilidades de uso do DRX para determinação de informações qualitativas e quantitativas.
Estudo de filmes finos e nanopartículas via tecnicas de superfície e microscopia
Guilherme Jean Pereira de Abreu
Departamento de Física – Universidade Federal do Paraná
Nanopartículas catalizadoras são de grande importância tecnológica hoje em dia. Estas podem ser aplicadas em diversos tipos de reações quimicas tais como a síntese de metanol, a desidrogenação de álcoois, ou a reação de deslocamento gás-água (water gas shift ou WGS) que é uma das principais reações para produção de hidrogênio em escala industrial. Estas nanopartículas podem ser preparadas por difersas formas, CVD, PVD, MBE, Sol-Gel, eletrodeposição, entre outros.
Neste trabalho serão mostrados resultados de caracacterização de filmes ultra finos de óxidos de ferro preparados em ultra-alto-vácuo. A análise dos filmes foi realizada via fotoemissão (XPS), LEED e XPD. Serão mostrados também resultados de nanopartículas de óxidos de ferro preparadas via eletro-deposição e caracterizadas via MEV e TEM.