O projeto tem como objetivo central estabelecer as correlações entre processos de produção piloto denanocarbonos e seus derivados como nanotubos de carbono, grafeno nanowalls, óxidos de grafeno, óxido de grafeno reduzido, grafeno mecânico e materiais micro/nanoestruturados e o comportamento de sensores detemperatura e umidade plásticos de PVA/nanocarbonos. As tarefas de bancada envolvem teste de reatoresCVD em função de sistemas de transporte de massa, montadem de reatores CVD, teste e desenvolvimento dereatores eletroquímicos e preparação de sensores e teste de resistência versus temperatura. Esses estudos também serão aferidos por análises estruturais e morfológicas dos nanocarbonos obtidos (HRTEM, AFM, SEM,Raman, FTIR,etc). Sensores e amostras de nanocarbonos também deverão ser produzidas e enviadas para os parceiros participantes do consórcio M-ERA. Finalmente, o trabalho requer escrita de relatórios detalhadoscom discussão dos resultados visando publicações internacionais e a realização de visitas de curta duração no grupo Alemão visando a realização dos estudos de sensores quando disponibilizados recursos para esse tipo de atividade.

Neste projeto pretendemos: 1) utilizar um código de computador que combine vários métodos preditivos baseados em dados. Modelos de Aprendizado de Máquina (Random Forest, Redes Neurais Artificiais e outros utilizando stackedgeneralization) juntamente com um algoritmo genético para projetar novas formulações de vidro de óxido tendo coeficiente de expansão térmica desejado. O código de computador empregará combinações de elementos propriedades que também poderiam prever a tendência de vitrificabilidade ou capacidade de formação de vidro (GFA) doformulações sugeridas, como, por exemplo: eletronegatividade e Entropia de Shannon; 2) produzir o óculos no laboratório; e 3) medir seu coeficiente de expansão térmica e comparar com oprevisões. A primeira parte foi iniciada pelo nosso grupo há 5 anos e por várias equipes no mundo estão agora a trabalhar nesta estratégia; no entanto, até onde sabemos, ninguém usou o procedimento stacking para este problema de design de vidro. Além disso, a segunda parte é original a nível internacional; até aqui não há relatos publicado sobre a previsão de GFA de composições de vidro de óxido derivadas de ML. Isso soacomo uma proposta de um ano; no entanto, um aluno do LaMaV (Rafael B. Rosante) tem trabalhado conosco já há vários meses e tem grande habilidade com codificação e algoritmos de ML para auxiliar na primeira parte. (AU)

A proposta deste projeto consiste da validação tecnológica junto ao cliente de um elemento sensor de gás hidrogênio quimiresistivo (PoC - Proof of Concept), desenvolvido a partir de um material inovador de óxido metálico semicondutor, que será integrado a um sistema de monitoramento constante do óleo isolante em transformadores de alta tensão, que operam em subestações de energia elétrica ou empreendimentos industriais que consomem elevadas cargas elétricas, a fim de detectar precocemente possíveis falhas desses equipamentos. Os transformadores de alta e extra alta tensão operam internamente com óleos isolantes como meio dielétrico, dadas as elevadas diferenças de potencial a que estão submetidos, e como um elemento de transporte de calor, aumentando a eficiência dos sistemas de resfriamento. Em condições anormais de operação, como pontos quentes, descargas parciais do tipo corona ou arcos elétricos, o óleo isolante pode se decompor e diminuir sua rigidez dielétrica, o que leva a formação de gases que se dissolvem no óleo. Os gases formados e suas concentrações dependem da temperatura e energia da falha e dos materiais envolvidos, incluindo H2, CO, CO2 e hidrocarbonetos com baixos pesos moleculares, como CH4, C2H6, C2H4 e C2H2. Como o gás hidrogênio é formado pela decomposição do óleo em todas as temperaturas de falhas, o aumento de sua concentração é considerado um indicador universal da presença de uma falha eminente nos equipamentos. A validação dos sensores de gás H2 quimiresistivos têm como motivação fornecer alternativas aos métodos analíticos mais sofisticados como as técnicas de espectrometria e cromatografia, com a grande vantagem de fornecer uma solução de baixo custo para um problema analítico particular, sem a necessidade de equipamentos analíticos multifuncionais de custos elevados. Além disso, tais sensores são adequados para análises químicas em campo, devido sua portabilidade e fácil integração com equipamentos eletrônicos de registro de dados (Data Logger). A validação junto à empresa parceira, a qual possui expertise na fabricação e desenvolvimento de equipamentos e softwares responsáveis pela interpretação do sinal proveniente do elemento sensor, fornecerá informações do comportamento dos sensores nas condições reais de operação. Com as metas deste projeto atingidas, será possível fomentar o mercado nacional com tecnologia de sensores de gás H2 de alta qualidade que sejam competitivos com o mercado internacional.

A energia do hidrogênio é considerada promissora para uma economia sustentável em meio às mudanças climáticas. O hidrogênio é um vetor energético eficiente para energias produzidas a partir de fontes renováveis, como a energia solar e a eólica. Apesar da economia do hidrogênio apresentar uma perspectiva atrativa para um setor de energia ecologicamente correto, a transição segura e economicamente viável para a economia baseada no hidrogênio é altamente dependente do armazenamento desse gás. Dentre os métodos de armazenamento de hidrogênio atualmente investigados, os hidretos metálicos (MHs) têm sido considerados uma ótima alternativa para armazenamento do gás no estado sólido, proporcionando reversibilidade, segurança e altas densidades volumétricas. Nesse cenário, ligas multicomponentes têm sido amplamente estudadas, uma vez que seu vasto campo composicional permite o ajuste das propriedades de armazenamento de hidrogênio dos MHs. Além disso, as fases de Laves são conhecidas por absorver reversivelmente quantidades consideráveis de hidrogênio em condições moderadas de temperatura e pressão e com boa cinética. A aplicabilidade de uma liga como meio de armazenamento de hidrogênio é governada por suas propriedades termodinâmicas, intrinsicamente relacionadas à composição, e que podem ser representadas por diagramas pressão-composição-temperatura. Métodos de design e modelamentos com previsão de propriedades são ferramentas fundamentais para explorar o vasto campo composicional de ligas multicomponentes. Neste contexto, o presente projeto de pesquisa tem como objetivo a produção, caracterização estrutural e avaliação das propriedades de armazenagem de hidrogênio de uma liga do sistema (TiZr(1-x)Nbx)1(Fe(1-x/2)Cr(1-x/2)Mn(1+x))2 com estrutura de fase de Laves do tipo C14, selecionada com base em métodos de design e modelamento.

O presente projeto visa o desenvolvimento de dois módulos de filtração, o primeiro para o tratamento de esgoto e o segundopara tratamento de água. O plano de trabalho prevê o desenvolvimento do processo de fixação das membranas,considerando as resinas adequadas e com compatibilidade química e mecânica com as membranas e com o meio aquoso(incluindo seus contaminantes), além dos sistemas de vedação e fluxo que permitam o transporte do meio a ser filtrado, aágua já purificado, linhas de ar e vácuo e linhas para transporte de produtos químicos que permitam a retrolavagem, efinalmente, da montagem de módulos que poderão ser testados durante longos períodos. (AU)

A poluição do meio ambiente e a escassez de recursos renováveis tem impactado diretamente na sociedade, causando danos à saúde pública e ao ambiente, além de desestabilizar a economia. Com esse cenário preocupante, é de grande importância a implantação de processos eficazes para produzir materiais sustentáveis a partir de resíduos agrícolas e industriais, sendo um desafio tanto no meio acadêmico, quanto na indústria. A pirólise por micro-ondas é um processo que se destaca, pois é energeticamente mais sustentável em comparação ao método convencional, de condução e convecção, devido à rapidez do processo. Somado a isso, o uso de resíduos agrícolas para a obtenção de novos materiais, contribui para uma economia sustentável, pois agrega valor aos referidos resíduos. Neste contexto, esta proposta de projeto visa produzir carvão ativado (CA) em um forno de micro-ondas adaptado, a partir de resíduos agrícolas na presença de diferentes agentes químicos. Em seguida, os CAs obtidos serão testados como adsorventes na purificação de água e, em seguida, regenerados, para serem reutilizados como adsorventes ou carga na produção de compósitos híbridos, visando obter materiais com boas propriedades eletromagnéticas e mecânicas. Essa é uma frente de pesquisa que têm ganhado atenção nos últimos anos, devido os avanços tecnológicos. A interferência eletromagnética gerada durante o funcionamento dos aparelhos eletrônicos começou a ocasionar danos, e consequentemente afetando o funcionamento de dispositivos eletrônicos. Atualmente, as cargas mais estudadas são nanotubos de carbono e grafeno, porém são materiais de elevado custo, e assim, dificultam a expansão do mercado. Diante do exposto, o CA se destaca pelas boas propriedades, sendo viável de ser utilizado como carga nesses compósitos. Todos os materiais obtidos na presente proposta serão extensivamente caracterizados, afim de avaliar a viabilidade do processo, e assim, determinar a melhor aplicabilidade dos materiais produzidos. Esse projeto de pesquisa será desenvolvido na Universidade Estadual Paulista (UNESP), que oferece excelente infraestrutura para a execução desta proposta, somada à vasta experiência do supervisor Prof. Dr. Edson Cocchieri Botelho. Além disso, este projeto conta com a colaboração de renomados pesquisadores, nacionais e internacional, especializados no assunto que apoiarão o desenvolvimento deste projeto. Pesquisas inovadoras são necessárias para o desenvolvimento do país, diante disso, surge a motivação para obter materiais por pirólise de micro-ondas, visando menores custos e danos ao meio ambiente.

Nas últimas duas décadas, tem havido um crescente interesse científico e tecnológico em ligas de alta entropia (LAE), em especial devido à diversidade de composições possíveis de serem obtidas dentro deste novo conceito de liga, e possibilidades de ajuste de composições, microestruturas e propriedades para diferentes aplicações estruturais e funcionais. Uma aplicação promissora das LAE é o uso como material para armazenagem de hidrogênio no estado sólido, através da formação de hidretos metálicos. Ligas do sistema TiVNbCrMn, têm sido estudadas pelo grupo proponente deste projeto para essa finalidade, buscando obter ligas monofásicas formadas por soluções sólidas com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC), adequadas para a absorção de hidrogênio. Essas ligas têm sido obtidas por fusão a arco elétrico e caracterizadas até então no estado bruto de fusão, estado no qual exibem morfologia dendrítica, grãos grandes e segregação de elementos de liga nas regiões interdendríticas, o que pode impactar as propriedades mecânicas ou funcionais. Tratamentos térmicos e/ou processamentos termomecânicos podem ser empregados para modificar a microestrutura fundida, aumentando a homogeneidade das ligas, ou induzindo alterações microestruturais como refinamento de grão, que é particularmente importante em ligas para armazenagem de hidrogênio, pois aumenta a área superficial e a densidade de contornos de grãos, favorecendo a difusão e os processos de absorção/dessorção de hidrogênio. Este projeto visa produzir LAE do sistema TiVNbCrMn por fusão a arco elétrico e avaliar o efeito de tratamentos termomecânicos na microestrutura das ligas. As ligas serão submetidas a tratamentos térmicos de homogeneização e processamento termomecânico por forjamento a quente em matriz aberta. As ligas serão caracterizadas estrutural e microestruturalmente por técnicas de difratometria de raios X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Os resultados obtidos deverão contribuir para um melhor entendimento das correlações entre processamento e estrutura final das LAE para futuras aplicações em armazenagem de hidrogênio.

Este projeto de pós-doutorado tem como objetivo a investigação de novos materiais multiferroicos e ferroelétricos com o objetivo de estimar seus potenciais de aplicações em dispositivos optoeletronicos. Através de um estudo sistemático de estruturas de domínios, que governam as propriedades físicas associadas a superfícies topológicas, como a condutividade elétrica em parades de domínio, pretende-se contribuir para ampliar o conhecimento que existe atualmente acerca deste tema. A possibilidade de manipulação da orientação da polarização e a condutividade elétrica em paredes de domínios ferroelétricos, em escala nanométrica, com o uso da técnica de microscopia de força atômica condutiva (c-AFM), constitui a base desta proposta de pesquisa. O estudo da condutividade elétrica em paredes de domínios em estruturas topológicas visa permitir a criação de novos materiais funcionais em escala nanométrica, que podem ser aplicados em vários campos, como o desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos, memórias, conversores de energia e spintrônica. Para o desenvolvimento deste projeto serão produzidos filmes de materiais ferroelétricos "livres de chumbo", à base de (K0,5Na0,5)NbO3, Bi4Ti3O12 e BiFeO3 (com diferentes estruturas), por deposição por RF Sputtering. A escolha destes materiais possibilitará ainda realizar estudos comparativos entre materiais multiferroicos e ferroelétricos, sobre a natureza de defeitos topológicos e a influencia destes na resposta elétrica desses materiais.

Naturalmente materiais cerâmicos são quebradiços e esta característica é impeditiva à várias de suasaplicações. O mesmo acontece com a cerâmica supercondutora YBa2Cu3O7-x (YBCO) tanto quando sãoproduzidas na forma de pastilhas texturadas, quanto como nanofios produzidos pela técnica de solution blow spinning (SBS). Na primeira situação, rachaduras aparecem na amostra após tratamento térmico devido à tensões internas. No caso de fios subcrométricos verificou-se que, quando são expostos a um campo magnético, as correntes neles induzidas geram uma interação mútua, devida à força de Lorentz, de tal forma que o material acaba sendo pulverizado. Com isso, para que tais materiais sejam devidamente estudados e caracterizados quanto às suas propriedades supercondutoras, ou mesmo aplicados, há a necessidade de melhorar suas propriedades mecânicas. Assim, neste projeto propõe-se a produção de nanofibras cerâmicas de YBCO com diferentes concentrações de prata (inserida porrota química do tipo one-pot) e o seu empilhamento. Com isso, estudar-se-á a influência da variação da quantidade de prata na morfologia, estrutura, dureza e propriedades supercondutoras (e.g., Jc e Tc) das amostras produzidas.

Neste projeto propomos a investigação dos efeitos da temperatura e do tempo de sinterização sobre o crescimento de monocristais piezoelétricos a base de (Na,K)NbO3 dopados com CuO, obtidos por reação em estado sólido e sem uso de semente (seed-free SSCG). Através de um trabalho sistemático para a determinação das melhores temperaturas e tempos de sinterização, buscaremos otimizar o crescimento dos monocristais por esta rota, objetivando a obtenção de monocristais piezoelétricos de elevado tamanho e com alta homogeneidade química e estrutural. Para a verificação das propriedades elétricas dos cristais obtidos, visando potenciais aplicações, realizaremos caracterizações dielétricas, ferroelétricas e piezoelétricas. Ao final deste projeto pretendemos, além de contribuir para a formação do bolsista na área de crescimento de monocristais piezoelétricos, contribuir para uma melhor compreensão dos processos e parâmetros de sinterização que regem o crescimento de monocristais de (Na,K)NbO3 produzidos pelo método seed-free SSCG.