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Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados

Processo: 16/01817-9
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de outubro de 2016 - 31 de janeiro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Raphael Nagao de Sousa
Beneficiário:Raphael Nagao de Sousa
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):18/21619-2 - Engenharia de materiais nanoestruturados auto-organizados pelo controle da dinâmica química não-linear, AP.R SPRINT
17/00089-2 - EMU concedido no processo 16/01817-9: elipso-microscópio para imageamento superficial, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):20/12632-5 - Estudo da emergência de oscilações de potencial em baterias de íon lítio por simulação computacional, BP.DD
20/09601-0 - Crescimento de materiais auto-organizados via um mecanismo foto-interruptor, BP.MS
19/18847-6 - Síntese eletroquímica de amônia a partir da redução de nitrato em óxidos metálicos: uma investigação in operando, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 19/22202-0 - Preparo e caracterização de eletrodepósitos nanoestruturados de Cu/Sn formados por controle de potencial retroalimentado, BP.IC
19/08244-2 - Síntese de nanofios para aplicação na reação de redução de dióxido de carbono, BP.DR
19/03273-4 - Cálculo do expoente de Lyapunov e período morfológico de séries temporais da dissolução oscilatória de níquel, BP.IC
19/03963-0 - Controle de nanoestruturas auto-organizadas induzidas pela isomerização geométrica de moléculas azobenzeno, BP.IC
17/22387-5 - Oscilações e multiestabilidade em reações orgânicas de relevância prebiótica, BP.IC
17/05592-4 - Resolução espaço-temporal de óxidos metálicos superficiais em osciladores eletroquímicos, BP.MS
17/11835-7 - Controle de nanoestruturas auto-organizadas de cobre em osciladores eletroquímicos mediante iluminação, BP.IC
16/22262-5 - Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados, BP.JP - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Eletroquímica  Cinética química  Auto-organização  Sistemas complexos  Dinâmica não linear 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Auto-Organização | cinética química | Dinâmica não-linear | Eletroquímica | Físico-química | Sistemas Complexos | Cinética Química e Eletroquímica

Resumo

Osciladores eletroquímicos são considerados sistemas-modelo singulares na mimetização do comportamento emergente encontrado de forma ubíqua na natureza. Esta complexidade, expressa em termos da formação espontânea de padrões auto-organizados afastados do equilíbrio termodinâmico, pode ser manipulada de forma precisa por técnicas desenvolvidas em engenharia de sincronização. Na prática, a aplicação de metodologias de controle e o desenho racional desta estruturação espacial têm sido fundamentados pelo ajuste exclusivo de parâmetros experimentais que afetam o sistema como um todo, abstendo-se de uma descrição físico-química detalhada. Este projeto, portanto, visa estabelecer relações entre a dinâmica não-linear com informações da cinética química molecular envolvida no fenômeno de auto-organização e, consequentemente, favorecer a obtenção seletiva de um padrão desejado mediante o conhecimento prévio dos aspectos mecanísticos reacionais. O sistema base a ser estudado será a distribuição de óxidos na superfície metálica durante a dissolução e deposição eletroquímica de metais de transição, respectivas ligas e, semicondutores. A resolução espaço-temporal será obtida pela extração de imagens superficiais da distribuição espacial dos óxidos metálicos via medidas elipsométricas (ellipso-microscopy for surface imaging, EMSI). As imagens serão comparadas simultaneamente com a variação global de corrente e potencial. Modelagem matemática e simulações numéricas baseadas em um tratamento determinístico serão conduzidas em paralelo aos experimentos com o intuito de aprofundar o entendimento da conexão entre a cinética da reação e a dinâmica eletroquímica auto-organizada. A abordagem do projeto é interdisciplinar o que favorece parcerias já estabelecidas no âmbito nacional e internacional. (AU)

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Publicações científicas (18)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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KITAGAKI, BIANCA T.; PINTO, MARIA R.; QUEIROZ, ADRIANA C.; BREITKREITZ, MARCIA C.; ROSSI, FEDERICO; NAGAO, RAPHAEL. Multivariate statistical analysis of chemical and electrochemical oscillators for an accurate frequency selection. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 21, n. 30, p. 16423-16434, . (17/05592-4, 17/22387-5, 16/01817-9, 17/11986-5)
EDUARDO PARMA; LAURA MENEZES; SIDNEI A. BALDIN; RAPHAEL NAGAO. Desenvolvimento de software e interface para o controle por retroalimentação atrasada em sistemas eletroquímicos. Química Nova, v. 44, n. 6, p. 755-759, . (19/22202-0, 17/11986-5, 18/21619-2, 16/01817-9)
NAGAO, RAPHAEL; DE MIRANDA, RENAN C. C.; EPSTEIN, IRVING R.; DOLNIK, MILOS. Modulation of Turing Patterns in the CDIMA Reaction by Ultraviolet and Visible Light. Journal of Physical Chemistry A, v. 123, n. 5, p. 992-998, . (16/22262-5, 16/01817-9)
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MACHADO, EDUARDO G.; MARCHEZI, PAULO E.; THEREZIO, ERALCI M.; GERMINO, JOSE CARLOS; SZOSTAK, RODRIGO; DE BRITO, CAIQUE S.; GOBATO, YARA G.; PEREIRA, ERNESTO C.; TONEY, MICHAEL F.; NAGAO, RAPHAEL; et al. Light-induced halide segregation in perovskites with wrinkled morphology. JOURNAL OF ENERGY CHEMISTRY, v. 71, p. 6-pg., . (17/11986-5, 13/07296-2, 17/00089-2, 19/23488-5, 14/50249-8, 16/01817-9, 17/12582-5)
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PROCESSO ELETROQUÍMICO DE OBTENÇÃO DE COMPOSTO BIS-TRIS-2CARBOXIETILFOSFODINA DE OURO (I), COMPOSTO BIS-TRIS-2-CARBOXIETILFOSFODINA DE OURO (I) ASSIM OBTIDO E SEU USO BR1020200151762 - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Raphael Nagao De Sousa ; Camilla Abbehausen ; Adriana Coelho Queiroz ; Jaqueline Fernandes Alvarenga ; Igor Messias ; Carolina Galuppo - 24 de julho de 2020