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CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros
(2017-05-16) Zanotto, Edgar Dutra
Através da investigação de relações estrutura - nano & microestrutura - propriedades, utilizando simulações computacionais e métodos de caracterização estrutural, espectroscópica e funcional. Planejamos mapear o "genoma" de vidros e vitrocerâmicas e desenvolver novos materiais ativos e com aplicações promissoras. O principal núcleo de pesquisadores do Centro é composto por 13 professores da USP e UFSCar (ambas em São Carlos) especialistas em engenharia, química e física de materiais vítreos, cristalização e em uma ampla gama de técnicas de caracterização. Cerca de 50 estudantes de graduação, pós-graduação e pós-docs são orientados por eles, e uma extensa coligação de colaboradores compõe uma rede internacional. Iremos pesquisar e desenvolver vidros e vitrocerâmicos que apresentem funcionalidades e aplicações relevantes, tais como alta resistência mecânica e condutividade elétrica, atividade biológica, óptica ou catalítica, ou combinações destas propriedades. Um entendimento fundamental dessas propriedades será obtido baseado em informações sobre a organização estrutural desses materiais em diferentes escalas. Aplicaremos modernos métodos de NMR, EPR, EXAFS e espectroscopia vibracional para caracterizar estruturas atômicas locais e a médio alcance, bem como, a vasta gama de resoluções da microscopia óptica, eletrônica, XRD e microanálises para elucidar nano e microestruturas. E essa abrangente abordagem experimental será complementada por simulações por dinâmica molecular Com essa estratégia procuraremos um entendimento profundo da sinterização e cristalização de vidros em termos de mecanismos, termodinâmica e cinética de escoamento viscoso, assim como de nucleação e crescimento de cristais, permitindo-nos controlar esses processos através da seleção adequada de composições, métodos de conformação e protocolos de tratamentos térmicos. Os laboratórios participantes irão investigar conjuntamente uma série de importantes sistemas de referência, que são considerados particularmente promissores para aplicações como materiais de reforço estrutural (vitrocerâmicas dental e bio), materiais ópticos (vidros para laser), vidros para energia eletroquímica, dispositivos de armazenamento de energia e sistemas catalíticos. Esta rica agenda de pesquisa será equilibrada por contínuas atividades de educação e divulgação em diferentes níveis, bem como pelo desenvolvimento tecnológico e transferência de tecnologia em um moderno centro de educação, investigação e inovação.
Separação de fases amorfas e nucleação de cristais em vidros do sistema Li2O-Si02
(2015-03-16) Zanotto, Edgar Dutra
Foram estudados vidros do sistema Li2O - SiO2, com 29,0 31,0 e 33,3% mol de Li2O, em regiões adjacentes à fronteira de imiscibilidade metaestável. Amostras foram obtidas por meio da técnica de splat cooling. Caracterizou-se o desenvolvimento da separação de fases amorfas com o tratamento térmico, através da evolução da intensidade integrada do espalhamento de raios-X a baixos ângulos. Utilizando-se de microscopia ótica de reflexão e métodos estereológicos, definiu-se a cinética de nucleação de cristais, mostrando-se de maneira clara que a separação de fases acelera a nucleação cristalina em vidros desse sistema. Observou-se também, que esse efeito é mais acentuado durante o estágio de nucleação e crescimento da separação amorfa que na etapa de coarsening. Os resultados obtidos experimentalmente, sugerem que o gradiente de concentração existente na vizinhança das partículas vítreas separadas, contribui apreciavelmente à aceleração da nucleação de cristais. Um aumento significativo da mobilidade atômica, através das interfaces das fases amorfas, poderia ser uma explicação alternativa ou complementar para o efeito verificado. Adicionalmente, mostrou-se as razões pelas quais vários autores concluíram que a separação amorfa não influencia a nucleação cristalina
Vidro: 6.000 anos de maravilhas e mitos
(2016-11-23) Zanotto, Edgar Dutra
Quer saber o que são vidros? Se os vidros de catedrais medievais escorrem? E se é possível quebrar um vidro ?no grito?? Nesta palestra, descreveremos a descoberta dos vidros há cerca de 6000 anos, ilustraremos como eles são produzidos e as suas principais propriedades físico-químicas. Também mostraremos algumas aplicações conhecidas, como o Gorilla glass dos telefones celulares, e outras não convencionais, como vidros para uso em medicina e odontologia, vidros que absorvem calor, vidros para visão noturna e vidros para tacos de golfe! No final desvendaremos as causas das imagens sacras que apareceram misteriosamente numa janela de vidro em Ferraz de Vasconcelos, SP, e vídeos (em Inglês) sobre o famoso tenor italiano Enrico Caruso e a cantora norte-americana Ella Fitzgerald, que quebravam vidros de janelas e taças de vinho com a própria voz!