"EMU-PMP: Aquisição de uma câmera ultrassensível, ultrarrápida e com ultra range dinâmico para caracterização estrutural de materiais através da técnica 4D-STEM."

• Processo: 23/17261-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Infraestrutura - Pequeno Médio Porte
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Jefferson Bettini
• Beneficiário: Jefferson Bettini
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Elson Longo da Silva ; João Batista Souza Junior ; Mateus Borba Cardoso
• Assunto(s): Difração de elétrons Microscopia eletrônica de transmissão Materiais nanoestruturados Microscopia eletrônica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise estrutural avançcada | Difração de Elétrons | Microscopia eletrônica de transmissão | Microscopia Eletrônica de Varredura em Transmissão | Nanomateriais | 4D-Microscopia Eletrônica de Varredura em Transmissão | Microscopia Eletrônica

Resumo

Neste projeto, propomos a introdução no estado de São Paulo da mais avançada técnica (4D-STEM) de caracterização estrutural, em materiais inorgânicos e orgânicos, utilizando a microscopia eletrônica. Esta técnica (4D-STEM) tem a capacidade única de coletar dados angulares (espalhamento-difração de elétrons-imagem) e especiais (resolução-mapeamento formando imagem bidimensional) em um mesmo experimento de uma forma ultrarrápida e com altíssima sensibilidade. Como resultado, esta técnica (4D-STEM) permite atingir a maior resolução (0,02 nm) da microscopia eletrônica de transmissão através da reconstrução de imagens de fases puras (Pticografia); permite a obtenção de mapas de fases cristalográficas, orientação com análises de strain e defeitos em uma área vinte cindo vezes maior que a convencional; permite a análise de paramentos composicionais (intensidade do espalhamento) e estruturais (ângulo) simultaneamente; permite a análise de materiais sensíveis ao feixe de elétrons como exemplo zeólitas, MOFs, celuloses e proteínas; combinado com a técnica de distribuição de primeiros vizinhos permite a analises de matérias amorfos (vidro e metais amorfos) resolvidos espacialmente, permite aa análises estruturais dinâmicas ultrarrápidas, induzidas por temperatura, estresse ou outros fatores externos. As vantagens desta técnica não se limitam as mencionadas, pois o uso e aplicação estão em desenvolvimento. Para que esta técnica seja implementada é necessário a compra de uma câmera hibrida dedicada, ultrassensível (3x mais SNR que uma CCD), ultrarrápida (120.000 quadros/seg) e com ultra range dinâmico (> 100.000.000 de contagem).O projeto conta com o apoio de quatro (4) pesquisadores associados de diferentes instituições (UFSCar, UFABC e LNNano/CNPEM e LNLS/CNPEM) sendo, portanto, multi-institucional, que trabalham com diferentes materiais (materiais cerâmicos, óxidos, nanopartículas metálicas, nanopartículas inorgânicas/orgânicas, biointerfaces) sendo, portanto, multidisciplinar. Além disto, a câmera será instalada no LNNano-CNPEM, que é reconhecidamente uma Instituição que faz a gestão, opera e mantem equipamentos multiusuários há mais de 20 anos, além de trabalhar em regime" aberto". É importante salientar que o atendimento ao usuário externo é um dos eixos de atuação do LNNano para a comunidade cientifica brasileira e paulista. Sendo assim, esta proposta irá beneficiar toda a comunidade cientifica do estado de São Paulo em diferentes áreas como física, química, ciência de materiais, química de materiais, nanomateriais, catálise, biointerfaces, entre outra por fim, esta proposta apresenta um solida contrapartida institucional tanto do ponto de vista de recursos humanos. (AU)