Bastão Atômico

Publicado em 20/01/2011
Agência FAPESP, em 19/01/2011

 

Por Mônica Pileggi

 

Muita paciência e habilidade. Foi com essas palavras que o professor Daniel Ugarte, do Instituto de Física da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), definiu seu orientando Maureen Joel Lagos, vencedor do Prêmio Marechal-do-Ar Casimiro Montenegro Filho – edição 2010.

O jovem físico, natural de Chanchamayo, província localizada na região central do Peru, foi um dos 37 doutorandos que tiveram suas teses premiadas no fim do ano passado pela Secretaria de Assuntos Estratégicos (SAE) da Presidência da República.

O pesquisador recebeu R$ 8 mil, além do direito de publicação da tese “Efeitos Estruturais na Condutância Quântica e na
Deformação Mecânica de Nanofios Metálicos”, que teve apoio da FAPESP na modalidade Bolsa de Doutorado.

A principal motivação para o trabalho foi entender como os metais nobres se comportam ao serem estirados em escalas atômicas. Como matéria-prima, Lagos utilizou ouro, prata, platina, cobre e misturas de ouro e cobre. “O estudo desses fios microscópicos pode ser a chave para a implementação de nanocircuitos futuros”, disse o físico, que atualmente desenvolve pesquisas em Antuérpia, na Bélgica.

Sobre a aplicação prática desses bastões de dimensões atômicas, o pesquisador indica que eles são capazes de formar componentes de equipamentos eletrônicos de altíssimo desempenho.

Segundo Ugarte, o projeto começou há 15 anos no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), com pesquisas sobre o transporte eletrônico de fios de cerca de dois a três átomos de diâmetro “como se fossem um colar de pérolas”.

Uma das teses orientadas por Ugarte descreve como a eletricidade é conduzida por esse minúsculo filamento, uma vez que é caracterizada pelo transporte quântico e, dessa forma, não se comporta da mesma forma que os fios de tamanho natural.

Instigados pela conduta desses fios metálicos em escala nanométrica, o professor e sua equipe começaram a questionar o que ocorreria se fossem esticados como uma espécie de goma de mascar, até atingir o máximo de estiramento.

A partir desse trabalho, que rendeu a Ugarte e sua equipe um série de publicações, surgiu a pesquisa de Lagos, também no LNLS. Ao integrar o grupo, o objetivo do estudante era observar a estrutura dos fios de ouro ao serem esticados em baixas temperaturas – a 150º C negativos em nitrogênio líquido –, considerado um desafio devido às propriedades mecânicas do material.

Para vencer esse obstáculo, Lagos construiu um aparelho para medir o transporte de nanofios e também fez experimentos em microscópio eletrônico para observar as propriedades mecânicas – ou como o fio é rompido, em temperatura tão baixa.

“Nesses fios há tão poucos átomos que quando são submetidos a temperaturas abaixo de zero seu comportamento estrutural é alterado, ou seja, sua dinâmica é muito alterada”, explicou Ugarte.

 

Publicações

 

Em janeiro de 2009, a determinação de Lagos, Ugarte e colegas foi recompensada com a publicação de artigo na Nature Nanotechnology, sobre a menor estrutura tridimensional oca formada pela prata. Desde então, Lagos realizou experimentos com metais nobres em temperatura ambiente e em nitrogênio líquido, estudando os nanofios em diferentes formas: tubos, bastões e cadeias.

O pesquisador peruano teve seu estudo com o menor bastão de ouro, de 1 nanômetro de espessura e 2 nanômetros de comprimento, entre outros, aceito em oito periódicos até o momento. Dois artigos têm publicação prevista para a próxima edição de fevereiro na Physical Review Letters.

Além da aceitação de trabalhos para apresentações orais em diversos congressos internacionais, Lagos foi convidado para apresentar e discutir os resultados de sua tese no laboratório liderado pelos professores Sumio Iijima e Kazu Suenaga, no Japão. Iijima é considerado o descobridor dos nanotubos de carbono.

Lagos pretende continuar as pesquisas com nanofios, estudando-os em diferentes estruturas cristalinas, como o cobalto.
Bolsistas premiados

 

Além do trabalho de Lagos, outros bolsistas da FAPESP foram vencedores no Prêmio Marechal-do-Ar Casimiro Montenegro Filho – Edição 2010:

 

Sidnei João Siqueira Sant’Anna
Tese: “Modelagem do espelhamento eletromagnético de estruturas multicamadas com aplicações em sensoriamento remoto por microondas”
Área: Física
Instituição: Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)

 

Juliana Martin do Prado
Tese: “Estudo do aumento de escala do processo de extração supercrítica em leito fixo”
Área: Engenharia de alimentos
Instituição: Unicamp

 

Flávio Vieira Loures
Tese: “O receptor de reconhecimento de patógenos TLR-2 e a proteína adaptadora MYD88 apresentam um importante papel na infecção murina contra paracoccidioides brasiliensis”
Área: Imunologia
Instituição: Universidade de São Paulo (USP)

 

Artur José Lemonte
Tese: “Estatística gradiente e refinamento de métodos assintóticos no modelo de regressão Birnbaum-Saunders”
Área: Estatística
Instituição: USP

 

Luiz Fernando Mendes
Tese: “Desenvolvimento de ensaio bioluminescente de toxidade com o fungo gerronema viridilucens”
Área: Química
Instituição: USP

 

Paula Regina Fortes
Tese: “Sistemas de análises químicas em fluxo explorando mecanismos de realimentação, calibração multivariada e outras abordagens para melhoria em desempenho”
Área: Ciências (Energia Nuclear na Agricultura)
Instituição: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena) / USP

 

Daniel Breseghello Zoccal
Tese: “Alterações no acoplamento entre as atividades simpática e respiratória em ratos jovens submetidos a hipóxia crônica intermitente”
Área: Fisiologia
Instituição: USP – Ribeirão Preto

 

Lorena Lima de Oliveira
Tese: “Remoção de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) e caracterização microbiana em reator anaeróbico de leito fluidificado”
Área: Engenharia Hidráulica e Saneamento
Instituição: USP

 

Daniela Barreto Barbosa Trivella
Tese: “Bases moleculares e estruturais do reconhecimento de ligantes pela proteína transtirretina humana”
Área: Física
Instituição: USP – São Carlos

 

Mais informações sobre o prêmio: www.sae.gov.br/site/?page_id=387

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