Eduardo Ribeiro de Azevedo.

O objetivo geral do projeto é avaliar o uso de diferentes técnicas avançadas de RMN do domínio do tempo em campo magnético baixo (RMN-DT) como ferramentas para avaliação da microestrutura, morfologia e dinâmica das cadeias de polímeros orgânicos usados em RISER compósitos. O foco principal será a busca por parâmetros que possam fornecer subsídios para avaliar a estabilidade química e/ou antecipar mecanismos de envelhecimento dos polímeros de interesse para uso em RISER compósitos.

A RMN-ES em alto campo é baseada em tecnologias de campos magnéticos que utilizam imãs supercondutores e permitem aplicações específicas para a técnica de RMN que requerem o uso de campos magnéticos altos (4,7 a 21 Tesla). Neste trabalho, a RMN-ES em alto campo será explorada como ferramenta analítica indispensável devido a sua capacidade e especificidade únicas em prover informações de mudanças na composição química, na microestrutura e na dinâmica molecular em escala molecular de materiais poliméricos na forma sólida.

A RMN-DT em baixo campo é baseada em tecnologias de campos magnéticos que utilizam ímãs permanentes, com campos geralmente inferiores a 1 Tesla, destinados as aplicações da RMN onde os efeitos associados a estrutura química das amostras são prescindíveis. Nesta modalidade da RMN, utilizam-se equipamentos de menor custo, massa e volume, quando comparados com os de RMN em alto campo. Nestes espectrômetros, são investigados de forma comparativamente mais rápida e simples a dinâmica de nível molecular e a quantificação de regiões rígidas e regiões flexíveis nos materiais como as que frequentemente são encontradas nos polímeros semicristalinos de uso industrial.

O interesse específico deste trabalho é entender, do ponto de vista microscópico, os mecanismos envolvidos na degradação dos polímeros utilizados em RISER compósito sob a ação de óleos, H2O e CO2 sob pressão e temperatura, ou seja, em condições laboratoriais que mimetizem as condições de operação dos polímeros nos dutos. Uma vez que tal entendimento pode levar ao significante aumento da confiabilidade e robustez dos estudos sobre o envelhecimento dos polímeros nas condições de campo para aplicação como RISER para uso no setor de petróleo. Com objetivo de validar e/ou complementar os estudos por RMN e de encontrar possíveis assinaturas dos processos de envelhecimento nos polímeros, os estudos não ficarão restritos ao uso da RMN, mas irão abranger também as espectroscopias ópticas (Fluorescência Óptica, Espectroscopia no Infravermelho - FTIR, Espectroscopia Raman). Com isso, pretende-se obter assinaturas específicas de cada técnica que, de forma correlacionada, possam indicar mecanismos de degradação dos materiais.

Termo de Cooperação entre o Laboratório Ressonância Magnética em Materiais Orgânicos (LARMMOR)/IFSC, o Departamento de Química da PUC-RIO e o Laboratório de Ressonância Magnética Nuclear da Gerência de Química CENPES/PETROBRAS

Atração de Jovens Talentos - BJT - B

Programa Pró-Inovalab, avaliado por comissão ad hoc e financiado pela Pró Reitoria de Graduação da USP.

O projeto intitulado "Caracterização da Morfologia e Estrutura Molecular em Filmes de Polímeros Conjugados para Aplicações em Dispositivos Fotovoltaicos de Alta Performance" trabalha com duas frentes paralelas, que convergem para o entendimento de fenômenos correlacionados. A primeira frente é especificamente ligada a investigação da morfologia, conformação estrutural e dinâmica molecular de novos materiais poliméricos sintetizados para serem aplicados em dispositivos, principalmente fotovoltaicos, de alta performance. Para isso, Difração de Raio-X de Alto Ângulo (WAXD), Ressonância Magnética no Estado Sólido (RMN) e técnicas de Análise Térmica, como Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), serão utilizadas como técnicas principais. O segundo ramo é o de correlacionar, os fenômenos observados na primeira parte do projeto, com as propriedades opto-eletrônicas dos filmes poliméricos sendo utilizados como camada ativa em células fotovoltaicas orgânicas. Nesta segunda parte, a fabricação dos dispositivos e sua caracterização como função da temperatura serão os principais objetivos. Espectroscopia de Impedância (relaxação dielétrica), medidas Corrente-Voltagem, e medida das mobilidades de portadores de carga, como Tempo de Vôo (TOF) e Foto-CELIV serão as principais técnicas de caracterização utilizadas. Dessa forma, o projeto combina estudos fundamentais de aspectos moleculares com o desempenho tecnológico de dispositivos opto-eletrônicos orgânico.

O presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de uma abordagem utilizando a RMN com ênfase no domínio do tempo para caracterização das propriedades dinâmicas e estruturais de diferentes sistemas orgânicos de alta viscosidade com grande interesse industrial: os géis de biopolímeros e os petróleos pesados. Embora as duas aplicações sejam bastante distintas, as metodologias de RMN a serem utilizadas são semelhantes e/ou complementares. Géis de biopolímeros são sistemas coloidais de caráter sólido onde a fase líquida é imobilizada por uma rede tridimensional de cadeias de biopolímeros. Medidas de RMN como relaxação T1, T2 e T1r, excitação de múltiplo quantum e difusão de spins em 1H serão utilizadas para analisar as propriedades dinâmicas e estruturais em sistemas de géis constituídos à base de glúten de trigo, que possuem propriedades viscoelásticas únicas com importância não somente na indústria alimentícia, mas também em outros setores. O outro estudo envolve o efeito dos componentes pesados do petróleo, os asfaltenos, em suas propriedades reológicas. Os asfaltenos constituem uma complexa mistura de compostos de vários pesos moleculares e estruturas, incluindo anéis aromáticos condensados com grupos alquilas, heteroátomos e metais. Esses compostos podem afetar a produção de petróleo em todos os estágios devido à sua tendência de agregação que causa o aumento da viscosidade gerando perdas econômicas significantes. Para esse estudo serão utilizadas técnicas de RMN em alta resolução, relaxometria e múltiplo quantum em 1H para estudo da composição e propriedades reológicas, como viscosidade de petróleos pesados e ultrapesados, com ênfase no papel desempenhado pelos asfaltenos. Procuraremos por correlações entre a composição química e as propriedades dinâmicas e estruturais dos asfaltenos.

Este projeto tem como objetivo principal o desenvolvimento e a utilização da Ressonância Magnética Nuclear ao estudo de classe materiais que se enquadram no que é usualmente como matéria mole ("Soft Matter") com interesse tecnológico. Os estudos a serem realizados se dividem fundamentalmente em três temas principais: i) estudos de dinâmica e estrutura de polímeros luminescentes e correlação com propriedades ópticas e elétricas; ii) estudos de estrutura e dinâmica de sistemas baseados em polímeros elastoméricos e sistemas relacionados; iii) desenvolvimento de metodologias de RMN adequados para os estudos propostos. Nos estudos serão utilizados métodos modernos de RMN de alta e baixa resolução, capazes de obter informações específicas sobre os materiais em estudo. Além disso, o projeto também contempla a instalação de um laboratório de RMN de baixo campo no grupo de Ressonância Magnética Nuclear do IFSC exclusivamente dedicado a aplicações a sistemas de matéria mole, incluindo um aparato experimental que permita executar simultaneamente experimentos de espectroscopia óptica e RMN de baixo campo

Este projeto tem como objetivo principal o estudo da dinâmica molecular e do empacotamento em oligômeros e polímeros baseados em polifluorenos afim de melhorar o entendimento em nível molecular de propriedades elétrica e ópticas desses materiais. Para isso, serão utilizadas várias técnicas de caracterização como a Ressonância Magnética Nuclear, Difração e Espalhamento de Raios-X e Espectroscopias Ópticas. Trabalhos anteriores já estabeleceram que a formação de agregados moleculares, a conformação e a dinâmica das cadeias poliméricas (processos de relaxação térmica) têm influência direta na luminescência de polímeros baseados em polifluorenos. Este estudo pretende abordar especificamente a questão da influência do tamanho das cadeias poliméricas no empacotamento, na formação dos agregados moleculares e nos processos de relaxação térmica desses sistemas. Para isso deveremos realizar estudos em oligômeros de polifluorenos disponíveis comercialmente com três, cinco e sete unidades repetitivas, além do polímero de alta massa molecular. Por fim, pretendemos utilizar o conhecimento adquirido para a fim de estabelecer possíveis relações das propriedades supra citadas com a luminescência dos materiais estudados.

O objetivo deste projeto é utilizar, desenvolver e adaptar métodos de Ressonância Magnética Nuclear para estudar aspectos estruturais e dinâmicos de sistemas baseados em polímeros. Com respeito ao desenvolvimento de métodos os planos são: i) adaptar algumas seqüências de pulsos para estudar de forma eficientes a dinâmica molecular de polímeros luminescentes sólidos; ii) desenvolver um aparato experimental que permita executar simultaneamente experimentos de espectroscopia óptica, em particular espectroscopia Raman. A segunda proposta é particularmente importante no estudo de sistemas poliméricos luminescentes, pois eles podem prover uma correlação direta entre as características dinâmicas das cadeias conjugadas (que podem ser estudados através de RMN) com aspectos conformacionais (que podem ser estudados através de espectroscopia Raman). Além do desenvolvimento de métodos, este projeto de doutorado também prevê alguns estudos específicos usando RMN, que incluem o estudo de transições de fases em polímeros luminescentes e a elucidação de aspectos estruturais e dinâmicos de polímeros com alta mobilidade molecular e nanocompostos de intercalação, com o fim compreender aspectos de interesse para a reologia desses materiais

Processo: 07/2504-5.

Este projeto visa a aplicação de técnicas de caracterização ao estudo de materiais poliméricos com propriedades foto e eletroluminescentes derivados de polifluorenos. O objetivo principal é estudar a morfologia de fases, a estrutura e a dinâmica molecular dos polímeros, de modo a entender a relação que tais parâmetros têm com foto e eletroluminescência dos materiais. Com isso pretende se contribuir, para o melhor entendimento desses materiais afim de aprimorar a sua utilização em dispositivos semicondutores orgânicos. Estes estudos deverão ser realizados utilizando principalmente Ressonância Magnética Nuclear, porém técnicas como Difração e Espalhamento de raios X, Espectroscopia de Fluorescência Óptica, Espectroscopia de Impedância, Relaxação Dinâmico-Mecânica, também deverão ser utilizadas.

Nível 2

Processo: 04/13985-6

O objetivo deste projeto é o desenvolvimento, adaptação e implementação de métodos de Ressonância Magnética Nuclear destinados a aplicações em computação quântica e informação quântica. Pretende-se realizar estudos específicos, como o desenvolvimento de seqüência de pulsos destinadas à execução de tomografia da matriz densidade, portas lógicas e algoritmos quânticos simples. Essas operações serão implementadas em RMN através de sistemas de spins 3/2 (2 qbits),7/2 (3 qbits) diluídos em matrizes líquido cristalinas e em sistemas de três spins 1/2 acoplados (2 qbits) diluídos em soluções convencionais. Com isso, pretende-se contribuir com novos métodos e seqüências de pulsos que possam ser utilizados para a implementação adequada de operações lógicas executadas através de RMN e experimentos semelhantes, estudar efeitos de dissipação e decoerência em sistemas de spins nucleares, além de estudar as possibilidade de se utilizar a ressonância magnética nuclear para a realização de operações quânticas.

Recursos complementares referentes ao projeto de auxílio individual a pesquisa FAPESP 04/13985-6

O objetivo principal deste projeto é a implementação de novas técnicas avançadas de RMN baseadas, por exemplo, em métodos de Exchange, Difusão de Spins, Ecos Rotacionais e Detecção Síncrona da Magnetização com a Freqüência de Rotação da Amostra em torno do Ângulo Mágico, envolvendo métodos uni e bidimensionais em Sólidos. Com a implementação destas técnicas avançadas de RMN, elas serão empregadas no estudo de materiais orgânicos, tais como polímeros, blendas poliméricas, nanocompostos orgânico-inorgânicos, fluidos super-resfriados e proteínas.