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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.
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    Preparação e caracterização de vitro-cerâmicas e filmes finos contendo a fase beta-bab2o4
    (2015-12-08) Mastelaro, Valmor Roberto
    Neste projeto estamos propondo a preparação e a caracterização da fase BaB2O4 micro e/ou nanocristalina, na forma de uma vitro-cerâmica ou filmes finos. A síntese e a caracterização desta fase na forma de uma vitro-cerâmica ou na forma de um filme fino tem chamado a atenção de inúmeros pesquisadores por apresentar interessantes propriedades de óptica não-linear. Do ponto de vista prático, o desenvolvimento de materiais na forma de vitro-cerâmicas apresenta certas vantagens quando comparados as cerâmicas convencionais pelo fato de associar a facilidade de preparação dos materiais vítreos às propriedades específicas de fases cristalinas. Do ponto de vista básico, pretendemos contribuir com o estudo da cinética de cristalização desta fase a partir de uma matriz vítrea. Por outro lado, a utilização de materiais contendo esta fase em algumas aplicações de ótica integrada, como moduladores ou chaveadores, exige sua preparação na forma de filmes finos. Neste projeto, estamos propondo a preparação de filmes finos através de um método químico relativamente simples, o método dos precursores poliméricos idealizado por Pechini, que usa uma rota de preparação menos agressiva e de relativo baixo custo. Além disso, estamos propondo pela primeira vez utilizar uma rota alternativa na obtenção do produto precursor para a obtenção de filmes finos da fase ß-BaB2O4, ou seja, a partir da mistura dos componentes BaO-B2O3-(TiO2 ou Al2O3 ou SiO2), precursores estes já utilizados na obtenção da fase ß-BaB2O4 na preparação de amostras na forma de vitro-cerâmicas. Os objetivos deste projeto são então o de determinar as condições ideais de obtenção da fase ß-BaB2O4 e efetuar uma caracterização físico-química das amostras com o intuito de determinar suas potencialidades tecnológicas.