Antes de Junho de 2014 eu só tinha entrado uma vez em laboratório. Numa excursão escolar para Universidade de São Paulo(USP), esse passeio envolvia uma visita ao um laboratório didático do departamento de Química. Fizemos um pequeno experimento determinar calorias(aquelas mesma que vem atrás dos rótulos) de um alimento. Esse dia com certeza marcou-me, mas ainda naquela época não pensava muito em ciência.
Voltando para o ano passado após ter começado minhas aulas aqui na UFABC, no segundo dia de aula resolvi procurar minha atual orientadora e fui aceito no grupo no mesmo dia. Contudo, eu não conseguir a bolsa de Iniciação Científica que é ofertada para os calouros(bixos) como incentivo a pesquisa chamada, Pesquisando Desde o Primeiro Dia (PDPD), mas eu decidi me voluntariar e apesar de péssimas experiências com voluntários minha orientadora decidiu me deixar participando do grupo.
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| Aqui onde tudo começou: primeiro artigo lido que falava sobre a fase 1-9-4. |
Em outros post irei aprofundar-me sobre o que é monocristais e fase de um material, entretanto, tenha em mente que materiais possuem diagramas de fases que tentam determinar qual é estado(da matéria). Por exemplo, no diagrama de fase da água(próxima figura) é possível observar diferentes fases(estados) da água, sólido, líquido e gasoso. Também existindo no diagrama um ponto triplo que naquele único lugar terá três fases da água coexistindo.
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| Diagrama de fase da água. |
Geralmente o(a) seu(sua) orientador(a) propõe o tema, pois eles possuem toda uma experiência e vida nesta área, além de que como já dito pela minha orientadora, eles professores sempre tentam motivar e cativar os alunos para área de pesquisa. Á visto disso é proposto trabalhos interessante, entretanto, algo mais simples e que tenha um certo respaldo tanto pela literatura, quanto pela experiência do próprio orientador. Contudo, ela(minha orientadora) tinha percebido minha tamanha curiosidade e deu uma certa liberdade para eu pesquisar, numa reunião do grupo uns dos pesquisadores comentou da fase 1-9-4 e como se havia na literatura sobre essa família. Busquei referencias e encontrei praticamente, exceto o artigo da primeira figura, no qual eu me basei para preparar minha apresentação que iria propor um projeto de PDPD no estudo daquela fase.
Agora imagine vocês essa situação: um aluno que acabara de entrar na universidade propor um trabalho de pesquisa científica. Por sorte minha orientadora gosta de desafios, pois para um primeiro projeto seria(foi) um grande desafio.
Para qualquer trabalho científica referencias são primordiais, pois começa do nada não é agradável. Além disso, você pode está gastando energia em algo que esteja totalmente explorado ou que não tenha utilidade alguma no ponto vista acadêmico e de sua área. Por consequência, levantamos(eu e a bolsista PIBIC-Jr. Kelly*) todas as referencias e estudamos o diagrama de fase, como no artigo(primeiro figura) eles tinha feita com o sistema ternário, Eu-Cu-Sn, minha orientadora teve ideia de trocar Eu pelo Yb, por algumas características que esses dois compostos compartilham é esperado que o sistema ternário Yb-Cu-Sn também exista.
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| "Se você não consegue suportar o fracasso terá dificuldade com a ciência." |
Após todo estudo e várias conversas com a minha orientadora resolvemos fazer a primeira tentativa de crescimento. A nossa primeira tentativa foi: Yb Cu15 Sn7,5 e nada cresceu(sem existência de material). Posteriormente tentamos mais uma vez com algumas mudanças, como mudança de temperatura de resfriamento** e também um nova composição além daquela já mencionada, que foi o Yb Cu15 Ge7,5. Contudo, apenas os cristais com a segunda composição cresceram. Portanto, eu tinha "feito" o meu primeiro material depois dois fracassos seguidos. Claro que eu estava em êxtase, entretanto, a ciência é dura, divertida com certeza, só que dura!
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| O meu primeiro cristal: Yb Cu15 Ge7,5 -> Yb? Cu? Ge?. |
Na área de materiais a identificação dos composto sintetizados é primeiro passo a se fazer, tudo bem você teve um grande trabalho para "fazer" o material, mas sem identificar o que exatamente ele é(sua fase) o processo de pesquisa e estudo não pode prosseguir. Bom, eu aprendi na pele essa lição, pois 3/4 do período que estou no grupo foi buscando identificar esse material. Porém, foi uma ótima lição vivenciar o trabalho que é pesquisar(estudar) e buscar a fase. Uns dos estudos que envolveram foi a difração de raio x que também irei tratar mais detalhadamente em outro post. Como também Networking que você acaba fazendo por "vagar" por diversos laboratórios em busca de auxilio.
No primeiro quadrimestre de 2015 minha orientadora pediu para eu e minha colega(Kelly) de laboratório recomeçar o ano de trabalho com alguns novos crescimentos. O sistema dessa vez era, o Yb - Mn - Sb, qual já tinha sido realizado por uma antiga aluna dela. Contudo, esse novo crescimento seria feito com Yb mais puro, pois teria como destino o Japão e também outros dois crescimentos com um sistema análogo. Assim tentamos desenvolver os compostos, Yb - Mn - Sb, Yb - Zn - Sb e Yb - Cd - Sb. Percebe-se que o manganês foi trocado por dois metais de transição(tem uma explicação atômica sobre isso, mas não cabe aqui). Com as composições iniciais de Yb10 Mn6 Sb13 Sn30, Yb10 Zn6 Sb13 Sn30 e Yb10 Cd6 Sb13 Sn30. Todos cresceram cristais e a seguir mostrarei as fases encontradas.
- Yb10 Mn6 Sb13 Sn30 -> Yb Mn2 Sb2: Esperávamos essa fase, pois a Fernanda que fez iniciação científica com minha orientadora antes de mim, já tinha realizado esse crescimento antes.
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| Monocristal de Yb Mn2 Sb2 . |
- Yb10 Zn6 Sb13 Sn30 -> Yb9 Zn4.x Sb9: Esse crescimento foi nossa maior surpresa porque essa fase só tinha dois artigos reportados. Quando fazemos algo dentro da ciência que literatura só tem um básico, se torna algo de potencial como aparentemente parecia com esse cristal. Porém, nem sempre a vida é justa o mesmo vale para vida na ciência. Um dos artigos reportados era de um grupo de físicos com parceira de um químico chamado Bobev todos de Los Alamos. Nesse artigo eles apenas não descobrem essa fase, mas como caracteriza todo o monocristal. Infelizmente não tinha muito o que fazer.
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| Monocristal de Yb9 Zn4.x Sb9 |
- Yb10 Cd6 Sb13 Sn30 -> Yb? Cd? Sb?: Esse composto com cádmio(que tem toxidade relevante) deveria ter uma fase 1-2-2 assim como do manganês, entretanto, a fase não é essa e ainda estamos procurando a fase correta.
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| Monocristal de Yb? Cd? Sb? |
Esses foram meus resultados nesses oito meses que estou trabalhando no GMQ. Foram ótimos meses, duros por diversos motivos sim, mas nunca me divertir tanto quando nesses últimos, também o quanto eu aprendi e alimentei minha curiosidade. Apenas deixando um último tópico que sobre minhas perspectivas futuras:
•Estudos
sobre as técnicas de medições empreendidas no PPMS e no SQUID VMS;
•Identificação
do GMQ 249 e 261 posteriormente sua caracterização;
•Inicio
do estudo e pesquisa sobre a Física do Estado Solido;
•Aplicação
para Bolsa de Iniciação Científica CNPq-UFABC PIBIC
•Crescimentos de Quasicristais,
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* Kelly Kishimoto bolsista do CNPq PIBIC-Jr.
** Tipos de rampas de temperaturas:
Links interessantes e referências:
H. Okamoto: Desk
Handbook – Phase Diagrams for Binary Alloys, ASM International, Materials
Park, OH, USA 2000. // Todos diagramas binários que você pode imaginar
http://gmq.ufabc.edu.br/ // Grupo de matérias quânticos da UFABC.
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