Colóquios

Palestrante: Prof. Dr. Antonio Gomes Souza Filho
Título: 1D and 2D nanomaterials under extreme strain conditions
Assistir e Link para participante

Resumo: Resonance Raman spectroscopy-based techniques are widely used to characterize a variety of different nanostructures. Raman-based techniques are trendy on the studies of nanocarbon materials such as graphene (2D systems), carbon nanotubes (quasi 1D systems), and linear carbon chains (truly 1D systems). These low dimensional materials are excellent model systems for studying phonons and electrons not only due to their strong coupling to each other but also because their properties are strongly dependent on symmetry breaking effects. A good strategy for modulating the properties of the nanomaterials as well as for probing the interaction between them (in case of hybrid systems) and with the environment in by means of strain. In this talk, we present the recent results of resonance Raman Spectroscopy in 1D (linear carbon chains and sulfur chains encapsulated into carbon nanotubes) and 2D (graphene) systems. We discuss how the strain-induced changes in phonon spectra unveil the properties of 1D solids and the interaction of 2D systems with substrates.

PRÓXIMOS COLÓQUIOS

VOLTAMOS NA SEMANA DO DIA 20 DE JUNHO – AJUDE A ESCOLHER O DIA E HORÁRIO AQUI

COLÓQUIOS ANTERIORES

Palestrante: Aryane Tofanello (UFABC)
Título: Introdução/Indução de magnetismo em estruturas semicondutoras 3D e 2D de perovskitas híbridas de haleto
Assistir e Link para participante

Resumo: As perovskitas híbridas de haleto orgânico-inorgânico formam uma importante família de materiais semicondutores com grande potencial para aplicações em células solares e dispositivos optoeletrônicos. A inclusão do grau de liberdade de spin nessa classe de materiais pode correlacionar importantes propriedades físicas, aumentando suas funcionalidades e incluindo respostas magneto-óticas e de transporte eletrônico com spin polarizado – spintrônica. Tem sido observado que a redução da dimensionalidade nessas perovskitas, de 3D para 2D, leva a um aumento da estabilidade, além de maior versatilidade estrutural e novas propriedades a serem exploradas. Nesse sentido, estruturas 2D de perovskitas hibridas oriundas das perovskitas de haleto de chumbo com fórmula ABX3 têm sido sintetizadas de acordo com fase Ruddlesden-Popper (RP). Tal arranjo se estrutura em n camadas de octaedros inorgânicos formando poços quânticos com forte confinamento, sanduichados por moléculas orgânicas atuando como barreiras de potenciais. Nesse colóquio, iremos apresentar estudos envolvendo a incorporação de íons magnéticos na estrutura tridimensional de perovskitas híbridas e sua influência nas propriedades físicas. Além disso, ampliaremos a discussão propondo uma abordagem alternativa para se induzir resposta magnética na interface orgânica-inorgânica de estruturas 2D RP. Nesta última, moléculas catiônicas com funções orgânicas específicas, tais como amina, grupamento contendo oxigênio e anéis aromáticos, podem desempenhar um papel imperativo no reequilíbrio de cargas (aparecimento de espécies com elétrons desemparelhados) na interface da camada inorgânica adjacente que resulta na indução de magnetismo. Assim, essas estruturas de perovskitas de baixa dimensionalidade podem ser classificadas como uma nova classe de materiais semicondutores promissores que apresentam momento magnético em sua interface 2D. Esse acoplamento pode resultar em propriedades físicas intrigantes devido a um delicado equilíbrio entre magnetismo e efeito de confinamento quântico presente nas camadas octaédricas inorgânicas. Tais híbridos 3D e 2D magnetizados prometem não só ampliar a química estrutural desses compostos de perovskitas como também gerar oportunidades interessantes no campo da spintrônica.

Palestrante: Prof. Dr. Diego Muraca (IFGW/UNICAMP)
Título: Magnetismo em partículas nano-dimensionadas e suas aplicações
Data: 18/04/2022 às 17h
Assistir e Link para participante

Resumo: Serão apresentados conceitos básicos de magnetismo em nanopartículas, bem como os fundamentos de magneto-hipertermia. Também serão mostrados resultados recentes que visam a aplicação de nanopartículas magnéticas na área da saúde e indústria.

Palestrante: Victor Buratto Tinti (UFABC)
Título: New Giant Electrostriction Effect in Defective Oxides
Data: 11/04/2022 às 17h
Assistir e Link para participante

Resumo: Nowadays, the most used electroactive materials are based on lead-based compositions, like lead zirconate and titanate piezoceramics. However, environmental regulations around the world aim to limit the use of lead by the industry, thus threatening the application of lead-based ceramics. Recently, a new class of high-performance electrostrictors based on ceria ceramics was discovered. It was found that due to the unique ceria defect chemistry and crystal symmetry, an abnormally high electrostrictive response can be developed in oxygen-deficient ceria, thus such effect was named giant electrostriction.

Palestrante: Prof. Dr. Jose Antonio Souza (CCNH-UFABC)
Título: A Semiconducting Family for the New Generation of Optoelectronic Devices: Hybrid Halide Perovskite
Data: 04/04/2022 às 17h
Assistir e Link para participante

Resumo: Inorganic−organic hybrid halide perovskite crystals have been attracting considerable attention due to their excellent light harvesting properties to convert solar energy into electricity. These systems have excellent optical and electronic properties, including wide absorption spectrum, direct and tunable band gap, low charge recombination rates and high charge carrier mobility. The power conversion efficiency in perovskite-based photovoltaic devices already exceeds 20%. On the other hand, the charge carrier transport mechanism along with optical properties and material stability are still under debate, hampering improvements in the efficiency and durability of photovoltaic devices. In this colloquium, we will present some contributions that our research group has been done on the synthesis, structural, transport, optical, and electronic properties on these hybrid organic-inorganic perovskite crystals.

Palestrante: Prof. Dr. Chandrasekhar Tiwary (Indian Institute of Technolgy, Kharagpur, India)
Título: Engineering Materials at the atomic scale
Data: 28/03/2022 às 11h
Nao será transmitido via Youtube e Link para participante

Resumo: Since its isolation by Geim and co-workers, graphene has received a lot of attention from the research community as well as industry. Interesting and groundbreaking research has been published on graphene showing excellent properties and a wide range of applications. In this talk, we will discuss the possibility of usages of graphene as a replacement for graphite for well-established energy applications. We will discuss niche applications that we think graphene can make inroads for large-scale energy and environmental applications. We will also discuss the recent development of 3D printing for engineering these materials for few specific applications in health and safety.

Palestrante: Profa. Dra. Lucimara Stols Roman (UFPR)
Título: Filmes Finos Nanoestruturados para aplicações em células solares e sensores
Data: 21/03/2022 às 17h
Assistir e Link para participante

Resumo: A pesquisa na área de filmes finos nano-estruturados contendo polímeros conjugados e nanoestruturas de carbono tem criado novas possibilidades para a fabricação de dispositivos eletrônicos. No grupo de Dispositivos nanoestruturados (DiNE) do departamento de Física da UFPR, estudamos as propriedades óticas, morfológicas e elétricas de vários filmes finos nano-estruturados e aplicamos como camadas ativas em células solares orgânicas (OPVs) e sensores. Na palestra também será apresentada os projetos de aplicação de OPVs em projetos urbanos.

Palestrante: Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC/USP)
Título: Método de descoberta de conhecimento para descoberta de novos materiais
Data: 14/03/2022 às 17h – Formulário para a carta pública de comparecimento
Assistir e Link para participante

Resumo: O termo “descoberta de conhecimento” (“knowledge discovery”) ainda não faz parte do vocabulário de cientistas de materiais, físicos e químicos, apesar de já ser usual em algumas áreas da computação. Com os progressos recentes em inteligência artificial e aprendizado de máquina, cujos métodos estão sendo explorados para descobrir e otimizar materiais e suas propriedades, a descoberta de conhecimento pode adquirir proeminência ao permitir a convergência de abordagens que incluem recuperação de informação na literatura científica com técnicas de processamento automático de línguas naturais. Pode-se antever sistemas inteligentes que permitirão estudar materiais com informações de fontes variadas, como dados experimentais, de simulação computacional, texto, imagens e vídeos. Neste colóquios serão discutidas as possibilidades dessa descoberta de conhecimento, com previsão de sistemas inteligentes no longo prazo e análise das limitações atuais de aprendizado de máquina e inteligência artificial.

Palestrante: Prof. Dr. André R. Muniz (UFRGS)
Título: Nanofilamentos de carbono: estrutura, propriedades e potenciais aplicações
Data: 07/03/2022 às 17h – Formulário para a carta pública de comparecimento
Assistir e Link para participante

Resumo: Nanofilamentos de carbono são materiais unidimensionais (1D) compostos majoritariamente por átomos de carbono em hibridização sp3 com superfícies hidrogenadas. Estes são formados pela compressão de moléculas aromáticas em forma cristalina sob temperatura ambiente; as altas pressões induzem uma reação em estado sólido de forma direcional, levando à formação de ligações C-C sp3 entre moléculas adjacentes no cristal. Estes foram sintetizados pela primeira vez em 2014 empregando benzeno como precursor, e nos últimos anos a síntese a partir de outros compostos aromáticos (derivados do benzeno, compostos heterocíclicos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, etc) tem sido demonstrada em uma série de estudos. Neste colóquio será apresentada uma visão geral sobre a síntese e estrutura dessa classe de materiais, assim como resultados computacionais do meu grupo de pesquisa relacionados à predição de propriedades físicas, uso de novos precursores aromáticos e da possibilidade de criação de estruturas 2D e 3D nanoporosas baseadas nessas unidades 1D. Potenciais aplicações destes materiais serão também discutidas, relacionadas às suas excelentes propriedades mecânicas e grande flexibilidade.

Palestrante: Prof. Dr. Gustavo M. Dalpian (CCNH/UFABC)
Título: Métodos teórico-computacionais para o design e descoberta de novos materiais
Data: 02/12 às 16h – Formulário para a carta pública de comparecimento
Assistir e Link para participante

Resumo: A área de modelagem computacional de materiais teve grandes avanços nas últimas décadas. O advento da Teoria do Funcional da Densidade fez com que simulações de primeiros princípios se tornassem corriqueiras. O concomitante desenvolvimento de computadores cada vez mais rápidos fez com que a modelagem de um grande número de materiais fosse possível, levando a área para a era do ‘Big Data’. Neste colóquio discutirei os principais avanços da área, e mostrarei alguns exemplos de aplicações, envolvendo simulações em modo ‘high thoughput’ para o entendimento do desdobramento de spin (Rashba) em materiais semicondutores bidimensionais. Também discutirei alguns avanços relacionados a métodos de inteligência artificial (machine learning), focando principalmente na interpretabilidade dos resultados.

Palestrante: Profa. Dra. Mathilde Champeau (CECS/UFABC)
Título: Bioactive-releasing polymers: a supercritical approach for CO2 valorization
Data: 25/11 às 16h – Formulário para a carta de comparecimento
Assistir e Link para participante

Resumo: Mathilde Champeau se formou na França e realizou o seu doutorado entre a França e a Bélgica, focando no uso do CO2 supercrítico para impregnar fármacos em implantes poliméricos. Professora do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas na UFABC desde 2017, ela coordena o « Laboratório de Tecnologia de CO2 Supercrítico e Materiais Poliméricos » que visa explorar o uso de tecnologia supercrítica para desenvolvimento de polímeros funcionais e valorização do CO2.

Palestrante: Prof. Dr. Caetano Rodrigues Miranda (IF/USP)
Título: Interactive materials design towards a sustainable world
Data: 18/11 às 16h – Carta de comparecimento
Assistir e Link para participante

Resumo: This talk will present recent contributions on computational materials discovery, ranging from carbon neutralization to energy transition [1-2]. Here, we have been inspired by the Sustainable Development Goals (SDGs) by the United Nations and the social role of Physics and Materials Science in developing technologies for a sustainable world. We apply a combination of data analytics and multiscale materials modeling to accelerate the materials discovery process and unveil the molecular mechanisms behind catalytic processes. Here, we focused on a multiscale approach, involving ab initio calculations, molecular dynamics, and machine learning for the development of new technologies on the i) discovery of low- modulus metallic alloys (Ti-Nb-Zr) for biomedical implants, which have also been designed and tested by finite element methods, ii) in the processes for conversion of CO2 and its geochemical capture through mineralization and clays, iii) gas separation, such as membranes, aiming at reducing CO2 emissions and flue gas separation [1-2]. The fluid-material interactive design is also enhanced through perceptual experiences with interactive visualization techniques in virtual reality to design new materials and processes at multiple scales. The newly USP-DIGITAL lab facilities on interactive materials design available at IFUSP for the community will be presented.
Acknowledgments: FAPESP, CNPq, and RCGI.
[1] Miranda et al., JACS 143 4268 (2021)
[2] Miranda et al., The Journal of Physical Chemistry C 124, 26222 (2020)

Palestrante: Prof. Dr. Ricardo Reis (EMA/LNLS)
Título: Understanding Quantum Materials by X-Ray Techniques under extreme conditions
Data: 11/11 às 16h – Carta de comparecimento
Link para Ouvinte: https://youtu.be/-NqsKVUqIZs e Link para participante

Resumo: Many of today’s most exciting and potentially useful materials display states of matter that seem to be explicable only by applying quantum mechanical models. This is perhaps unsurprising as these materials can be host to a complex medley of ingredients that include many-body interactions between spins, electrons and phonons. The ground states frequently exhibit cooperative properties, such as superconductivity, charge or spin-order, Kondo effect, or exotic excitations such as Weyl or Majorana fermions. Besides the fundamental interest in understanding such materials, there is also the prospect of controlling their properties and putting them to use. Therefore, deciphering what causes quantum states of matter to form remains one of the most pressing challenges facing modern physics. In this talk, I will highlight how we can shed light on the building blocks of these materials by a combination of synchrotron techniques (x-ray absorption, diffraction, and scattering) with external pressure (hydrostatic and uniaxial), low temperature and high magnetic field in order to enable a continuous, clean and reversible tuning of quantum correlations. Our aim with is to drive materials through the critical region where the state of matter changes and inherently quantum effects dominate in order to probe the electronic, magnetic and structural properties as a function of lattice contraction. For that I will focus on materials that are on the verge of a phase instability with distinct crystalline structures and with electronic behavior displaying nontrivial topology.

Palestrante: Prof. Dr. Erick Bastos (IQ/USP)
Título: Uma aventura entre Flores, Beterrabas e cores que começou com a UFABC
Data: 04/11 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/S9HaybCpIVc

Resumo: Erick Leite Bastos, Instituto de Química da USP, http://lattes.cnpq.br/1765001992629979
15 anos atrás, eu fui contratado como docente da UFABC e o sonho de transformar moléculas obtidas de plantas em produtos com valor agregado começou. Neste seminário, vou contar a trajetória que nos levou a desenvolver a BeetBlue, um corante pseudo-natural seguro produzido a partir de pigmentos encontrados em flores fluorescentes e na beterraba.

Palestrante: Prof. Dr. Ado Jório (UFMG)
Título: Nano-espectroscopia em materiais bi-dimensionais
Data: 21/10 às 16hCarta de comparecimento
Link: https://youtu.be/YoBbt-vTtDo

Resumo: Neste seminário, o desenvolvimento e aplicacação de um instrumento para nano-espectroscopia óptica serão discutidos. Efeitos de localização espacial em grafeno, mono- e di-calcogenetos de metais de transição serão abordados, com enfoque no campo da twistrônica.

Palestrante: Prof. Dr. Eudes Eterno Fileti ( Unifesp)
Título: Supercapacitores: Maximizando a eficiência no armazenamento de energia eletroquímica
Data: 14/10 às 16hCarta de comparecimento
Link: https://youtu.be/aOUPNNdY1FI

Resumo: Os supercapacitores são certamente uma das classes mais promissoras de dispositivos de armazenamento de energia eletroquímica. Com características entre os capacitares convencionais e as baterias eles têm mostrado enorme potencial tecnológico. Nesse seminário você vai compreender o funcionamento de um supercapacitor e ter noção de como a modelagem computacional tem sido usada para promover a busca constante pela otimização do desempenho destes dispositivos.

Palestrante: Prof. Dr. Alexandre R. Rocha
Título: How Machine can help us learn about water: neural networks applied to liquids
Data: 07/10 às 16hCarta de comparecimento
Link: https://youtu.be/Trz4v5SAAjA

Resumo: Water is, undoubtedly, one of the most important substances known. It is a key resource required for the existence of life as we know. Albeit the liquid is formed by a seemingly simple molecule, the interplay between long and short range interactions at the atomic and molecular level leads to a set of properties that make this liquid so unique. In that sense, accurate microscopic theoretical predictions are hard to come by.
On the one hand, classical force fields used to simulate the dynamics of the liquid, typically require some experimental input. In that sense, they are usually good for computing some physical quantities, while failing in other cases. On the other hand, first principles methods such as density functional theory, are usually limited to small systems and short times scales and good predictive capabilites are hindered by the approximations to the exchange and correlation approximations that are inherent to the method. In this talk I will address some of these issues, and how neural networks fitted on top of accurate density functional calculations can help us understand the properties of bulk water. In particular, I will show how we can obtain force fields that allow us to accurately simulate large systems and long time scales. I will argue that this is extremely important for obtaining good comparison with experimental results.

Palestrante: Prof Dr Alexandre Fontes da Fonseca
Título: Twisting twisted graphene nanoribbons without twisting
Data: 30/09 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/IYpZCQoRVdc

Resumo: The common sense regarding twisting or untwisting a ribbon is that it requires the application of an external rotation to happen. However, at nanoscale, the application of precise  amounts of rotation on a nanoribbon is not a trivial task. Here, the concept of an alternative method to add  twist to or remove twist from a twisted graphene nanoribbon (TGNR) without rotation is presented and computationally demonstrated. The possibility of fine-tuning the amount of twist of a  TGNR is also shown. Besides being capable of precisely determining the  total twist of a TGNR, this concept reveals a twist to writhe transition phenomenon  that is tension-free and does not require controlling either the nanoribbon end-to-end distance or its critical  twist density.

Palestrante: Profa Dra Ana Flávia Nogueira
Título: Metal halide perovskites: a journey through structure, properties and stability
Data: 23/09 às 16h – Carta de comparecimento
Link: www.youtube.com/watch?v=iaUFNG2exGE

Resumo: Metal halide perovskite solar cells have reached the recent efficiency breakthrough of 25.5%. Such fantastic result was only possible due to a precise control and engineering of the morphology, interfaces and the use of multiple cations in perovskite A-site, as Rb, Cs, MA and FA. For tandem perovskite solar cells, a mixture of different anions, as Br and I is also desired to adjust the band gap. Such cocktail of different cations and anions influences the formation of intermediates, phases, favours halide homogenization, etc. In this presentation, we will summarize important results using in situ experiments to probe halide perovskite formation (2D and 3D), stability and composition. We employed time-resolved grazing incidence wide angle x-rayscattering (GIWAXS), small angle x-ray scattering (SAXS) and high-resolution XRD. In situ GIWAXS experiments allowed us to understand the influence of the relative humidity and time to drop the antisolvent during the preparation of perovskite films [1]. It is well known that a 2D layer on the top of a 3D bulk perovskite improves stability and performance. In situ GIWAXS revealed us that during thermal annealing the 2D layer transforms itself into a disorder layer, improving hole transfer and stability [2]. This technique was also employed to identify the first intermediates formed during the degradation of different Cs and Br perovskite compositions under ambient conditions [3]. In situ SAXS is another powerful technique to follow the first stages of the 2D perosvkite’s formation. Our results suggest that the formation of the individual slabs in BA2[FAPbI3]PbI4 is quite fast (within the first 10 s) and, then, these slabs self-assemble into bulk crystallites during the next 40 minutes [4]. [1] R. Szostak, S. Sanchez, P. E. Marchezi, … A. Hagfeldt, A. F. Nogueira, “Revealing the perovskite film formation using the gas quenching method by in situ GIWAXS: morphology, properties and device performance”, Advanced Functional Materials, 31(4) 2007473 (2021) [2] A. Sutanto, R. Szostak, …, A. F. Nogueira, G. Grancini “In Situ Analysis Reveals the Role of 2D Perovskite in Preventing Thermal-Induced Degradation in 2D/3D Perovskite Interfaces”, Nano Letters, 20(5) 3992-3998 (2020) [3] P. E. Marchezi…, M. F. Toney, A. F. Nogueira, “Degradation mechanisms in mixed-cation and mixed-halide CsxFA1-xPb(BryI1-y)3 perovskite films under ambient conditions” J. Mater. Chem. A,9, 9302-9312 (2020) [4] R. F. Moral, L. G. Bonato, J. C. Germino, W. X. Oliveira, R. Kamat, J. Xu, C. Tassone, D. D. Stranks, M. F. Toney, A. F. Nogueira, “Synthesis of Polycrystalline Ruddlesden-Popper Organic Lead Halides and Their Growth Dynamics”, Chemistry of Materials, 31 (22) (2019), 9472-947. Caso você faça parte do programa da pós entre em contato para participar da webconferência.