PrInt

Justificativa: O desenvolvimento de novos materiais e o estudo das suas aplicações, especialmente no campo da nanotecnologia, é uma área de pesquisa estratégica com vasto campo de aplicação industrial. A nanotecnologia, definida como “a busca de novas técnicas para síntese e processamento usando os próprios blocos de construção da natureza – átomos, moléculas e macromoléculas – para o planejamento inteligente de materiais funcionais, de sistemas e de componentes com qualidades e funções diferenciadas, onde dimensões e tolerâncias da ordem de 0,1 a 100 nm tem papel decisivo”. Essa ciência dos materiais de ponta é essencialmente interdisciplinar, e demanda desde pesquisas básicas em física e química até estudos em biologia / biologia molecular, farmacologia, medicina, eletrônica e muitos outros. Ela já está tendo um profundo impacto na economia e sociedade, mas ainda é necessário avaliar suas implicações ambientais e na saúde humana. A Unicamp dispõe de grupos de pesquisa de ponta, com nível equiparado aos melhores do mundo, estudando diversos aspectos deste campo, além de ter excelente infraestrutura material e de apoio para estas pesquisas; isso faz com que este seja um tema altamente interessante tanto pelo potencial desses grupos acolherem  estudantes e pesquisadores do exterior, como pela demanda por alunos e docentes por interação com centros fora do país.

Objetivo: Nanotecnologia e novos materiais.

Descrição do Objetivo: Materiais de dimensões nanométricas representam uma nova classe de materiais. Monocamadas de carbono organizadas como grafeno, têm propriedades eletrônicas diferentes de átomos de carbono isolados ou blocos macroscópicos (grafite) formados por tais monocamadas, repercutindo em todas suas outras propriedades. Dicalcogênios de metais de transição, por exemplo, mudam sua estrutura eletrônica e passam a emitir luz de forma eficiente quando em monocamadas ao passo que em múltiplas camadas a emissão é inexistente. Tais mudanças nas propriedades desses materiais têm sido estudadas intensamente e busca-se compreender de forma mais fundamental a relação entre as propriedades morfológicas e estruturais com outras propriedades, tais como luminescência ou transporte eletrônico. Assim, pode-se citar a síntese de membranas semicondutoras associadas com nano-materiais bidimensionais, como grafeno ou BN, que tem grande potencial para aplicação em dispositivos opto-eletrônicos e também em eletrônica flexível. Tais materiais bidimensionais, cujas propriedades óticas tem sido amplamente estudadas, ainda carecem de estudos relativos a sua interface com a biologia. Visando preencher essa lacuna, está sendo estudada a interação de tais nanomateriais com bactérias. Em outra interface com a biologia e medicina, na realização de terapias baseadas na hipertermia, nanopartículas magnéticas permitem o aquecimento local de tecidos e potencialmente a destruição de células tumorais, por exemplo. Nanopartículas semicondutoras, ou outras formas de pontos quânticos, também podem apresentar propriedades óticas específicas tal como a emissão de fótons únicos, com aplicações muito importantes em computação quântica. Outros materiais, como os nanotubos de carbono, exibem propriedades mecânicas exóticas, como razão de Poisson negativa. Além de propriedades óticas, magnéticas, mecânicas e biológicas, alguns filmes ultrafinos têm propriedades eletrônicas que permitem conferir especificidade a sensores. Vale destacar também pesquisas que contemplam um caráter mais aplicado, como a modificação de superfícies de ligas metálicas por plasmas ou implantação iônica visando aprimorar propriedades mecânicas como dureza ou resistência ao desgaste, ambas vitais para a indústria. Sendo assim, é extremamente importante estudar o preparo, propriedades e aplicações de nanomateriais diversos – incluindo nanopartículas, fulerenos, zeólitas nanoestruturadas e semicondutores.

PROJETOS VINCULADOS

PAÍSES PARCEIROS

Chile; Rússia; México; Bélgica; China; Estados Unidos; Canadá; Reino Unido; Alemanha; Itália; Espanha; França; Austrália; Portugal; Argentina; Áustria; Dinamarca; Suécia; Holanda.

Justificativa: A riqueza e complexidade da matemática, das ciências naturais e das engenharias alimentam-se de propriedades e estruturas intrínsecas, unindo diferentes vertentes do conhecimento. Avanços nas ciências possibilitam responder as indagações científicas e tecnológicas geradas nas engenharias. Muitas são as frentes de trabalho inseridas neste tema passíveis de serem beneficiadas pela internacionalização. Quanto à matemática e suas aplicações, pesquisas em álgebra, análise, geometria/topologia, otimização, pesquisa operacional, análise numérica, aplicações da matemática em geociências, física e biologia e em áreas emergentes como inteligência computacional e processamento de imagens são de alta relevância. Na química, um desafio contemporâneo é o desenvolvimento de ferramentas e técnicas para caracterizar sistemas químicos e bioquímicos para a inspeção de materiais, assim como de novas metodologias para analisar e processar dados. Na física, estudos englobando a física de altas energias, com aplicação do microcosmo ao macrocosmo, de natureza intrinsecamente internacional e em colaboração com grandes laboratórios, tais como o CERN, o FERMILAB e o LNLS são de grande importância. Nas engenharias, o foco de trabalho está, em grande parte, alinhado com os 14 grandes desafios e metas elencados há quase uma década pela Academia Nacional de Engenharia dos EUA: capacidade de prover energia solar econômica; energia a partir da fusão; métodos para o sequestro de carbono; gerenciamento do ciclo do nitrogênio; acesso à água limpa; restauração e melhoria da infraestrutura urbana; avanços no uso da informática na área de saúde; melhores medicamentos; estudo do cérebro por engenharia reversa; prevenção ao terrorismo nuclear; ciberespaço seguro; realidade virtual; aprendizagem personalizada e engenharia de ferramentas úteis na descoberta científica em variados campos. Considera-se de alta relevância, por exemplo, a investigação da produção baseada em princípios da química verde, de ferramentas e modelos para a análise e modificação do ciclo de vida de produtos e processos, da produção de materiais multifuncionais, do uso da biomassa como matéria-prima renovável, de materiais com novas propriedades elétricas e magnéticas, da modificação de superfícies, da integração de nano-objetos a macro-dispositivos, da obtenção de materiais e dispositivos para uso clínico, da engenharia de tecidos biológicos, do desenvolvimento de ambientes construídos inteligentes, sustentáveis e resilientes.

Objetivo: Acoplar diferentes vertentes do conhecimento nas áreas de Matemática, Ciências Naturais e Engenharias com o propósito de responder questões científicas e tecnológicas de relevância na atualidade.

Descrição do Objetivo: Este tema tem certamente um dos objetivos globais mais multi, inter e transdisciplinares do elenco da UNICAMP. Destacam-se os seguintes objetivos específicos com vistas à resolução de desafios do Século XXI por meio da interação de variadas Unidades da UNICAMP e de instituições internacionais, com a consequente capacitação de seus docentes e estudantes, o aumento na atratividade de profissionais e alunos estrangeiros e no número de projetos e publicações em cooperação: a) Investigar estruturas algébricas, suas relações e interações, e aplicações na física teórica, criptografia e teoria de códigos; b) Descrever e quantificar estruturas geométricas em sua forma abstrata e suas manifestações no espaço-tempo, como simetrias da matéria da informação e da codificação; c) Intensificar e expandir interações da matemática com outras áreas da ciência e da engenharia, tanto na busca de soluções para problemas, como para o aumento de sua inserção; d) Usar da matemática para obter tanto explicações fundamentais quanto aplicações práticas da teoria quântica; e) Aplicar a Física em desafios científicos e tecnológicos enfocando sustentabilidade, saúde e pesquisa em dispositivos e materiais; f) Estudar a Física de Partículas e Cosmologia, para, por exemplo, entender as leis fundamentais da natureza e seus componentes elementares, a origem das propriedades específicas e suas consequências, o motivo da expansão cósmica do Universo e aspectos relacionados à matéria nuclear fortemente interagente; g) Desenvolver procedimentos e dispositivos para o estudo quantitativo e qualitativo de aspectos moleculares de sistemas químicos e bioquímicos; h) Estudar através da biomecânica, da pesquisa multidisciplinar, de conhecimentos de Engenharia, Biologia e Tecnologia da Informação, os fenômenos da natureza, com ênfase na biomecânica de árvores; i) Desenvolver uma metodologia para o projeto de sistemas embarcados adaptativos baseado em modelos formais de computação e aprendizado de máquina, visando a implementação de conjuntos de classificadores cooperativos; j) Desenvolver processos de obtenção de biomateriais micro e nanoestruturados detalhadamente caracterizados a partir de moléculas de origem natural e sintética para aplicação na área biomédica; k) Estudar a modernização da infraestrutura com a adequação e construção de ambientes inteligentes, sustentáveis e resilientes.

PROJETOS VINCULADOS

PAÍSES PARCEIROS

Rússia; Espanha; Israel; Austrália; Noruega; Chile; Turquia; México; Irlanda; Singapura; Itália; Argentina; Peru; Japão; Canadá; França; Portugal; Reino Unido; Suécia; Alemanha; Estados Unidos; Suíça; Áustria; Holanda; Irã; Nova Zelândia; Noruega; Bélgica