Quadrimestre 2 de 2022
Palestrante: Prof. Dr. Adalberto Fazzio (Ilum – CNPEM)
Resumo: O progresso na física da matéria condensada é muitas vezes impulsionada pelas descobertas de novos materiais e novas propriedades. Nesta palestra farei um breve relato dos progressos obtidos no entendimento de novos fenômenos em materiais chamados “Quantum Materials” nos sistemas onde o acoplamento spin-orbita desempenha um papel importante nas definições das fases como os Isolantes Topológicos (IT). Os chamados isolantes IT são chamados de topológicos porque a função de onda descrevendo seus estados eletrônicos abrangem um espaço de Hilbert que tem uma topologia não trivial. Por exemplo, fenômenos como o Quantum Spin Hall protegidos por simetria de Reversão Temporal ou Simetria Pontual da Rede cristalina. Como ilustração de diferentes fenômenos mostrarei alguns de nossos resultados baseados na Teoria do Funcional da Densidade buscando respostas como: Quão robustos são os ITs? E quão frágeis sãos os isolantes triviais? Como descobrir novos Isolantes? Usarei como exemplo um Isolante Topológico descoberto em Minas Gerais!
Título: Materiais Quânticos: Uma Visão Topológica
Data: 22/11/2022 – Auditório 801 – Bloco B, Santo André. Inscreva-se para certificados
Palestrante: Prof. Dr. Abner De Siervo (IFGW/UNICAMP)
Resumo: The so-called 2D materials emerged in the last decades as an exciting new area for research that discovered new physics phenomena as well as plenty of room for technological applications. These materials can be divided into different classes that involve (1) one-atom-thick layer like the graphene “celebrity”, twisted graphene layers, and other members like h-BN, borophene, phosphorene, stanene, and so on; (2) layered materials like transition metal dichalcogenides (TMDs), and topological insulators; and (3) 2D functional organic-networks [1,2]. These materials have shown new interesting physical phenomena like linear-electronic dispersion, quantum-hall effect, outstanding photonic properties, unexpected magnetic, superconductor, ferroelectric, and piezoelectric behaviors [1,2]. All these physical phenomena have driven the community to propose applications for these materials in many different areas such as new supports for catalysts, supercapacitors, sensors, energy production (e.g solar cells) and storage, electronic and photonic devices, among others. Many of the interesting properties shown by 2D materials are attributed to the quantum confinement effects due to the reduced size in one dimension, i.e monolayer. Despite the wonderful possibilities, a bottleneck for applications with industrial-scale in some areas, for instance in the electronic industry, relies on a controllable way to produce large amounts of high-quality materials with specific characteristics, for instance, a large single-domain area of monolayer 2D material.
Título: Engineering functional 2D materials at surfaces: from epitaxial graphene to metal-organic frameworks
Data: 08/11/2022 – Auditório 801 – Bloco B, Santo André. Inscreva-se para certificados
Our group in Campinas has been working during the last years on the epitaxial growth of different members of these families (graphene, h-BN, h-BNC alloys, TMDs, and 2D-organic frameworks) [3-10] to better understand the electronic and atomic structure of these materials. In this seminar, I will show recent examples where we have applied different growth and functionalization strategies to produce epitaxial 2D materials. The electronic and atomic structure of these materials were characterized by combing different synchrotron-based techniques, such as x-ray photoemission and absorption spectroscopies with other surface science techniques, for instance, scanning tunneling microscopy and spectroscopy, as well as the support of theoretical calculations based on density-functional theory (DFT), to improve the understanding of the materials at an atomic scale.
References:
[1] Mengqi Zeng, et al. Chemical Reviews 118 (13), 6236-6296 (2018). [2] Akinwande, et al. Nature 573, 507–518 (2019). [3] L.H. de Lima et al., Physical Review B 87, 081403(R) (2013). [4] L.H. de Lima et al., Chemistry of Materials 26 (14), 4172-4177 (2014). [5] Rodrigo C.C. Ferreira et al., Chemistry of Materials 30 (20), 7201-7210 (2018). [6] M. Lepper et al., Angew. Chem. Int. Ed.. 57, 10074-10079 (2018). [7] Juan Carlos Moreno-López et al., Chemistry of Materials 31 (8), 3009-3017 (2019). [8] Alisson Ceccatto dos Santos, et al., Chemistry of Materials 32 (5), 2114-2122 (2020). [9] Gabriela Moura do Amaral, et al., Applied Surface Science, 538,148138 (2021). [10] Nataly Herrera-Reinoza, et al., Chemistry of Materials XX, xxxx-
Palestrante: Prof. Dr. Wendel A. Alves
Resumo: Ao longo dos últimos 20 anos, sistemas automontados baseados em peptídeos têm atraído interesse devido ao seu enorme potencial em diferentes áreas da bionanotecnologia. Entre os diversos usos promissores, destacam-se o desenvolvimento de sensores, sistemas de entrega de drogas, bioeletrônica, reparação de tecidos, além de outros. Muitas vantagens – notadamente, a síntese rápida, funcionalização relativamente simples e baixo custo – confirmam o potencial desses arranjos. Ao contrário de outros grupos de biomoléculas, como os lipídios, sequências de aminoácidos são capazes de formar sistemas auto-organizados apresentando tanto fases líquido-cristalinas quanto nanoestruturas no estado sólido. Essa característica abre uma janela experimental promissora para investigações de arranjos automontados tanto no âmbito da chamada “matéria mole” quanto em sistemas cristalinos de origem biológica. Neste seminário, serão abordados os aspectos dos arranjos automontados de peptídeos e exploraremos sua aplicabilidade em dispositivos com propriedades óticas não lineares (NLO) e aplicações em piezoeletricidade e biossensores.
Título: Materiais Funcionais baseados em Peptídeos Miméticos
Data: 01/11/2022 às 16:30h em A801 – Bloco B, Campus da UFABC em Santo André/SP – Inscreva-se
Palestrante: Prof. Dr. Pedro Venezuela (UFF) – CANCELADO
Resumo: Two-dimensional (2D) materials have triggered intense research attention for potential applications in optoelectronics, in general, and in solar energy harvesting, in particular. This is due to 2D materials properties such as their high optical absorption, tunable band gaps and flexibility. Also the possibility to make 2Dmaterials ultrathin heterostructures is considered highly advantageous for Photo voltaic (PV) applications. I will discuss some recent works concerning 2D materia ls for PV applications and present a few results of GW+BSE calculations applied to transition metal dichalcogenide bulk materials.
Título: 2D Semiconductors for Photovoltaic Applications
Data: 25/10/2022 às 16:30h no Auditório 801, Bloco B em SA. Inscreva-se
Palestrante: Prof. Dr. Danilo Justino Carastan (CECS/UFABC)
Resumo:
Título: Nanocompósitos Poliméricos com Grafeno e outros Nanomateriais à Base de Carbono – Obtenção, Propriedades e Aplicações
Data: 18/10/2022 – Inscreva-se para certificação
Local: Sala A801 – Bloco B, Santo André
A adição de nanomateriais confere propriedades notáveis aos materiais poliméricos. Além de promoverem reforço mecânico, as nanopartículas podem modificar profundamente as propriedades elétricas, térmicas e ópticas dos polímeros. Em particular, o grafeno e outros nanomateriais, como os nanotubos de carbono, têm sido empregados em nanocompósitos poliméricos para promover condutividade elétrica, térmica, reforço mecânico e propriedades reológicas especiais. Nesta palestra serão apresentadas aplicações desses nanocompósitos nas áreas aeronáutica, automotiva, em elastômeros, materiais inteligentes, entre outras.
Palestrante: Prof. Dr. Guillermo R. Castro (UFABC – MaxPlank Laboratory – Universidad Nacional de Rosario)
Resumo:
Título: Violacein as a potential anticancer drug
Data: 11/10/2022 – Inscreva-se para certificação
Local: Sala A801 – Bloco B, Santo André
Violacein (Viol) is a purple biodye produced by Chromobacterium violaceum and other microorganisms that display many beneficial therapeutic properties including anticancer activity. However, Viol is a very hydrophobic molecule (XLogP3-aa= 2.7) which is a serious limitation for its prospective application as a therapeutic agent because of molecular aggregation (i.e., π-π stacking) and low bioavailability. Thus, Viol could be a promising new drug, and an excellent therapeutic agent if a suitable drug delivery system is developed. Viol was produced, purified, and spectroscopically characterized in our laboratory. Since Viol is a hydrophobic molecule, stable hydrophobic systems able to encapsulate and or entrap the dye and be compatible under physiological conditions with a proper release kinetic, and lack of toxicity can be considered as a potential drug carrier. Different strategies were developed in our laboratory to entrap Viol: 1) micelles composed of poloxamer 188 coated with a pectin/gelatin coacervate; 2) solid lipid nanoparticles composed of myristyl myristate containing ionic liquids (SAILs) based on the cation 1-alkylimidazolium ([CnHim]) with n= 10 to 16 alkyl carbon side chain lengths and four counterions, and 3) in a novel Stimuli-Responsive Controlled Release System platform composed of nanostructured lipid carrier and lipase loaded into a 3D-scaffold made of chitosan and hydroxypropyl methylcellulose produced by 3D-bioprinter designed, constructed and operated in our laboratory. All Viol systems were characterized by spectroscopic, thermogravimetric, and diverse microscopies. Also, the developed systems displayed high anticancer activity against HCT-116, A549, and HeLa cancer cell lines. These results could open novel strategies for the delivery of hydrophobic molecules and particularly some biodyes showing biocide activities.
*The results of the present work are part of the PhD Thesis of MSc. Ignacio Rivero Berti
Palestrante: Prof. Dr. Javier Acuna (CCNH-UFABC)
Resumo: Neste colóquio, além de um pouco da seu modelo teórico, revisaremos um breve histórico de como foi adquirido este HRTEM, que é o maior equipamento que a UFABC já instalou e o porquê sala custou mais de 1 milhão de reais. Também será abordado a dinâmica e possibilidades de seu uso pelos docentes e estudantes da UFABC da área de nanociências.
Título: HRTEM na UFABC
Data: 04/10/2022
Quadrimestre 2 de 2022
Palestrante: Prof. Dr. Marcos Gonçalves de Menezes (UFRJ)
Resumo: Franckeite is a natural superlattice composed of two alternating layers of different composition which has shown potential for optoelectronic applications. In part, the interest in franckeite lies in its layered nature which makes it easy to exfoliate into very thin heterostructures. Not surprisingly, its chemical composition and lattice structure are so complex that franckeite has escaped screening protocols and high-throughput searches of materials with nontrivial topological properties. On the basis of density functional theory calculations, we predict a quantum phase transition originating from stoichiometric changes in one of franckeite composing layers (the quasihexagonal one). While for large concentrations of Sb franckeite is a sequence of type-II semiconductor heterojunctions, for a large concentration of Sn, these turn into type-III, much like InAs/GaSb artificial heterojunctions, and franckeite becomes a strong topological insulator. Transmission electron microscopy observations confirm that such a phase transition may actually occur in nature.
Título: Franckeite as an Exfoliable Naturally Occurring Topological Insulator
Data: 23/08/2022 – Adicione ao calendário
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Reference: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02742
Palestrante: Dr. Narcizo M. DE S. Neto
Resumo: Sirius, the new Brazilian synchrotron light source at Campinas-SP, one of the brightest and first fourth-generation machines in the world, is opening up a plethora of opportunities to study areas such as condensed matter physics with conditions yet nonexistent. Today we have several challenges to provide a complete understanding of physical mechanisms in condensed matter phenomena, as superconductivity for example. That in part can be tackled by employing experimental x-ray techniques, such as XRD, XMCD, RIXS and ARPES, that will be available at Sirius to access, for example, how electronic states are affected depending on multiple factors (temperature, interface, crystallinity, applied fields and pressure, etc). This information could in principle be used to test, validate or propose new physics theories in ways not yet imagined. In this talk I will give an overview of several possibilities for condensed matter and materials research with synchrotron techniques at diverse conditions and sensitivities. The state-of-the-art light source will also be overviewed.
Título: Condensed matter at Sirius, the new Brazilian synchrotron source
Data: 16/08/2022 às 16:30h – Adicione ao calendário
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Palestrante: Dra. Martha T. Oliveira (UFABC)
Resumo: Para a produção de materiais eficazes na eliminação viral, é necessário que se entenda a biologia dos vírus. Assim, nesta palestra, serão apresentados aspectos básicos da morfologia e replicação viral, assim como potenciais alvos para inativação viral por nanomateriais.
Título: O potencial de nanomateriais na inativação viral e no desenvolvimento de materiais com propriedades autodesinfectantes
Data: 09/08/2022 – Adicione ao calendário
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Palestrante: Prof. Dr. Marcio Jorge Teles da Costa (UFF)
Resumo: Neste colóquio pretendo explorar a descoberta feita por Edwin Hall em 1879. Em seu artigo original Hall comenta sobre a motivação para seu trabalho experimental como sendo um parágrafo do famoso livro de Maxwell: A Treatise on Electricity and Magnetism. E é neste contexto que ele descobre o chamado efeito Hall. Na esteira desta descoberta inúmeros outros efeitos tipo Hall foram propostos e alguns observados experimentalmente. Finalizo com uma perspectiva de suas aplicações.
Título: Hall Effects: From Challenging Maxwell to our daily life
Data: 02/08/2022 – Adicione ao calendário
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Palestrante: Prof. Dr. Marcos A Pimenta (UFMG)
Resumo: I will discuss the use of Raman spectroscopy to study electron-phonon interactions in 2D materials, focusing on twisted bilayer graphene (TBG) and anisotropic 2D materials. I will first present multiple-excitation Raman results in many different TBG samples with twisting angles and using several different laser excitation energies and explain the results by theoretical calculations of the double-resonance (DR) Raman intensity in graphene by imposing the momentum conservation rules for the intralayer and the interlayer electron-phonon processes. I will then present angle-resolved polarized Raman measurements in single-layer (1L) and bulk ReSe2, crystals that exhibit a triclinic symmetry, using two different laser excitation energies, in order to investigate the effects of dimensionality and excitation energy on the Raman tensors of ReSe2.
Título: Electron-phonon processes in twisted bilayer graphene and low symmetry 2D materials investigated by Raman spectroscopy
Data: 26/07/2022 – Adicione ao calendário
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Palestrante: Prof. Dr. Flávio L. Souza (LNANO – CNPEM, CCNH – UFABC)
Resumo:
Título: Nanomateriais para aplicação na geração de energia sustentável e livre de emissão de carbono
Data: 19/07/2022 – Adicione ao calendário
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O rápido desenvolvimento tecnológico tem aumentado a demanda por energia. Neste sentido, a busca por fontes alternativas de energia, de baixo custo, sustentáveis e livres de emissão de poluentes é apontado como grande desafio da humanidade para as próximas décadas [1-5]. Um exemplo é o Sol que pode facilmente fornecer energia suficiente para todas as nossas necessidades energéticas caso seja encontrada uma maneira de utilizá-la com eficiência. A maneira mais elegante, prática e potencialmente mais eficiente para armazenar energia solar é converter sua energia eletromagnética diretamente na forma de energia química. Esse processo é conhecido como fotoeletrocatalise ou fotossíntese artificial. Os dispositivos fotoeletroquímicos que realizam essa conversão se utilizam de elementos abundantes como água, minerais na forma de óxido e a energia solar, realizando a “quebra” da molécula da água induzida pela luz, gerando H2 e O2 na forma de gás. Dentre os minerais abundantes na natureza o óxido de ferro, um semicondutor
tipo-n, surge como o mais promissor dos candidatos para essa aplicação devido a sua excelente capacidade de absorção de luz na região do espectro do sol, boa estabilidade química em solução e abundância na natureza [2]. No entanto, o seu baixo desempenho como fotoeletrodo tem limitado o desenvolvimento comercial desses dispositivos. Os principais motivos pela baixa eficiência estão relacionados as propriedades optoeletrônicas: (i) pobre condutividade eletrônica, alta taxa recombinação do par elétronburaco fotogerado; e a (ii) necessidade de um sobrepotencial para que ocorra a difusão do buraco (h+) e seja promovido o processo de oxidação da água [3]. A busca por estratégias que possibilitem superar taislimitações tem motivado intensa pesquisa por parte da comunidade cientifica da área. Neste colóquio serão abordados os recentes avanços no design de nanoestruturas, bem como no desenvolvimento de estratégias para superar as limitações óticas e eletrônicas (transporte de carga na interface sólido-líquido),
futuros desafios e a contribuição da parceria LNNAO-UFABC no desenvolvimento desta tecnologia. Palavras-chave: óxidos de ferro, nanostruturas, semicondutor tipo-n, geração de hidrogênio, energia solar.
[1] Carvalho Jr, W.M.; Souza, F.L.; J. Mater. Research, 2014, 29(1), 16-28.
[2] Bard A. J.; Fox, M. A.; Account. Chem. Research, 1985, (28), 141-145.
[3] Sivula K.; Formal F. Le.; Gratzel M.; ChemSusChem, 2011, 4(4), 432).
[4] Souza-Jr, J.B.; Souza, F.L.; Vayssieres, L.; Varghese, O.K. Appl. Phys. Letters, 119, 20, 200501, 2021.
[5] Bedin, K.C.; Rodriguez-Gutierrez, I.; Peregrino, L.R.P.; Vayssieres, L.; Souza, F.L.; J. Amer. Ceram. Soc., in press 2022. DOI https://doi.org/10.1111/jace.18460
Palestrante: Prof. Dr. Paulo Euzébio Cabral Filho (UFPE)
Resumo:
Título: Nanossondas Multimodais baseadas em Pontos Quânticos e Nanopartículas Magnéticas para aquisição de imagens de células e biossensoriamento
Data: 12/07/2022 – Adicione ao calendário
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A nanomedicina é um ramo promissor e tem proporcionado avanços no desenvolvimento de métodos de diagnóstico e terapia de várias doenças, como o câncer. Nesse sentido, as propriedades ópticas dos pontos quânticos (PQs) e magnética das nanopartículas de óxido de ferro (MNPs), ou de ambas as nanoestruturas simultaneamente (nanopartículas bimodais), podem ser exploradas em estudos mais aprofundados dessa doença multifatorial que ainda apresenta muitos desafios. Estudos focados nas diferenças de expressão de receptores/transportadores e captação de moléculas, como a transferrina, por células cancerosas, pode contribuir para o aprimoramento de terapias eficientes e métodos de diagnósticos precoce para o câncer. Além disso, a quantificação e biosseparação da fetuína podem auxiliar no diagnóstico precoce do câncer e de outras doenças. Nesse contexto, neste colóquio iremos abordar o desenvolvimento de sondas multimodais baseados em PQs e MNPs conjugados as biomoléculas transferrina e fetuína para aquisição de imagens ou biosseparação e sensoriamento de moléculas.
Palestrante: Prof. Dr. Guillermo R. Castro (UFABC – MaxPlank Laboratory – Universidad Nacional de Rosario)
Resumo:
Título: Violacein as a potential anticancer drug
Data: 05/07/2022 – Adicione ao calendário – Email de comparecimento
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Violacein (Viol) is a purple biodye produced by Chromobacterium violaceum and other microorganisms that display many beneficial therapeutic properties including anticancer activity. However, Viol is a very hydrophobic molecule (XLogP3-aa= 2.7) which is a serious limitation for its prospective application as a therapeutic agent because of molecular aggregation (i.e., π-π stacking) and low bioavailability. Thus, Viol could be a promising new drug, and an excellent therapeutic agent if a suitable drug delivery system is developed. Viol was produced, purified, and spectroscopically characterized in our laboratory. Since Viol is a hydrophobic molecule, stable hydrophobic systems able to encapsulate and or entrap the dye and be compatible under physiological conditions with a proper release kinetic, and lack of toxicity can be considered as a potential drug carrier. Different strategies were developed in our laboratory to entrap Viol: 1) micelles composed of poloxamer 188 coated with a pectin/gelatin coacervate; 2) solid lipid nanoparticles composed of myristyl myristate containing ionic liquids (SAILs) based on the cation 1-alkylimidazolium ([CnHim]) with n= 10 to 16 alkyl carbon side chain lengths and four counterions, and 3) in a novel Stimuli-Responsive Controlled Release System platform composed of nanostructured lipid carrier and lipase loaded into a 3D-scaffold made of chitosan and hydroxypropyl methylcellulose produced by 3D-bioprinter designed, constructed and operated in our laboratory. All Viol systems were characterized by spectroscopic, thermogravimetric, and diverse microscopies. Also, the developed systems displayed high anticancer activity against HCT-116, A549, and HeLa cancer cell lines. These results could open novel strategies for the delivery of hydrophobic molecules and particularly some biodyes showing biocide activities.
*The results of the present work are part of the PhD Thesis of MSc. Ignacio Rivero Berti
Palestrante: Profa Dra Ana Champi (CCNH/UFABC)
Resumo:
Título: Graphene Oxide films for electrochemical portable biosensor for detection SARS- CoV-2 and other viruses
Data: 28/06/2022 – Adicione ao calendário
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Graphene-based materials present a high surface area and can present several structural defects or heteroatoms depending on the fabrication method. Such properties facilitate the graphene interaction with biomolecules leading to high electrochemical activity. In this context, we synthesize a high-quality dispersed reduced graphene oxide using Lysozyme as a dispersant (Ly-RGO). In this study, we have investigated the graphite oxidation-reduction fabrication process using X-ray Photoelectron Spectroscopy, X-ray Diffraction, and Raman Spectroscopy. We have used the Ly-RGO to fabricate an electrode on an electrochemical cell in which voltammograms show significant transduction of electrical signals. Finally, cyclic voltammetry and chronoamperometry measurements were performed with human saliva and SARS-CoV-2 RNA samples, to calibrate our biosensor. The results indicate that Ly-RGO has great potential in biosensor devices to pandemics futures.
References:
1. RENU SINGH, SEONGKYEOL HONG AND JAESUNG JANG. Label-free Detection of Influenza Viruses using a Reduced Graphene Oxide-based Electrochemical Immunosensor Integrated with a Microfluidic Platform. ScIENTIfIc Reports | 7:42771 | DOI: 10.1038/srep42771, (2017)
2. J. Zuñiga, T. Pinheiro, M. Rivera, L. Barreto, K.F. Albertin and A. Champi, Synthesis of lysozyme-reduced graphene oxide films for biosensor applications, DOI: doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109093. (2022).
3. https://www.ufabc.edu.br/noticias/pesquisadores-da-ufabc-desenvolvem- dispositivo-portatil-para-detectar-o-sarscov2
Palestrante: Dr. Gabriel Ravanhani Schleder (Harvard University)
Resumo: One of the main goals and challenges of materials discovery is to find the best candidates for each interest property or application. Machine learning rises in this context to efficiently optimize this search, exploring the immense materials space, consisting of simultaneously the atomic, compositional, and structural spaces. This strategy is much more efficient than the Edisonian trial-and-error approach while a few orders of magnitude faster.
Título: Machine Learning for 2D Materials Discovery: stability, topology, and moiré twistronics
Data: 21/06/2022 – Adicione ao calendário
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In this talk, I will present the use of machine learning for the discovery and design of two-dimensional (2D) materials, at three different levels: i) feasibility (stability); ii) properties (topology); and iii) design (twistronics).
Palestrante: Prof. Dr. Antonio Gomes Souza Filho
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.
Título: 1D and 2D nanomaterials under extreme strain conditions
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Palestrante: Aryane Tofanello (UFABC)
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.
Título: Introdução/Indução de magnetismo em estruturas semicondutoras 3D e 2D de perovskitas híbridas de haleto
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Palestrante: Prof. Dr. Diego Muraca (IFGW/UNICAMP)
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.
Título: Magnetismo em partículas nano-dimensionadas e suas aplicações
Data: 18/04/2022 às 17h
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Palestrante: Victor Buratto Tinti (UFABC)
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.
Título: New Giant Electrostriction Effect in Defective Oxides
Data: 11/04/2022 às 17h
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Palestrante: Prof. Dr. Jose Antonio Souza (CCNH-UFABC)
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.
Título: A Semiconducting Family for the New Generation of Optoelectronic Devices: Hybrid Halide Perovskite
Data: 04/04/2022 às 17h
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Palestrante: Prof. Dr. Chandrasekhar Tiwary (Indian Institute of Technolgy, Kharagpur, India)
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.
Título: Engineering Materials at the atomic scale
Data: 28/03/2022 às 11h
Nao será transmitido via Youtube e Link para participante
Palestrante: Profa. Dra. Lucimara Stols Roman (UFPR)
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.
Título: Filmes Finos Nanoestruturados para aplicações em células solares e sensores
Data: 21/03/2022 às 17h
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Palestrante: Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC/USP)
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.
Título: Método de descoberta de conhecimento para descoberta de novos materiais
Data: 14/03/2022 às 17h – Formulário para a carta pública de comparecimento
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Palestrante: Prof. Dr. André R. Muniz (UFRGS)
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.
Título: Nanofilamentos de carbono: estrutura, propriedades e potenciais aplicações
Data: 07/03/2022 às 17h – Formulário para a carta pública de comparecimento
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Palestrante: Prof. Dr. Gustavo M. Dalpian (CCNH/UFABC)
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.
Título: Métodos teórico-computacionais para o design e descoberta de novos materiais
Data: 02/12 às 16h – Carta pública de comparecimento
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Palestrante: Profa. Dra. Mathilde Champeau (CECS/UFABC)
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.
Título: Bioactive-releasing polymers: a supercritical approach for CO2 valorization
Data: 25/11 às 16h – Carta de comparecimento
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Palestrante: Prof. Dr. Caetano Rodrigues Miranda (IF/USP)
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.
Título: Interactive materials design towards a sustainable world
Data: 18/11 às 16h – Carta de comparecimento
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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)
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.
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
Palestrante: Prof. Dr. Erick Bastos (IQ/USP)
Resumo: Erick Leite Bastos, Instituto de Química da USP, http://lattes.cnpq.br/1765001992629979
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
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)
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.
Título: Nano-espectroscopia em materiais bi-dimensionais
Data: 21/10 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/YoBbt-vTtDo
Palestrante: Prof. Dr. Eudes Eterno Fileti ( Unifesp)
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.
Título: Supercapacitores: Maximizando a eficiência no armazenamento de energia eletroquímica
Data: 14/10 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/aOUPNNdY1FI
Palestrante: Prof. Dr. Alexandre R. Rocha
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.
Título: How Machine can help us learn about water: neural networks applied to liquids
Data: 07/10 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/Trz4v5SAAjA
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
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.
Título: Twisting twisted graphene nanoribbons without twisting
Data: 30/09 às 16h – Carta de comparecimento
Link: https://youtu.be/IYpZCQoRVdc
Palestrante: Profa Dra Ana Flávia Nogueira
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.
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
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