Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados

• Processo: 16/01817-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2016
• Data de Término da vigência: 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
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Auxílio(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)

Publicações científicas

(20)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

CALDERON-CARDENAS, ALFREDO; PAREDES-SALAZAR, ENRIQUE A.; MUJICA-MARTINEZ, CESAR A.; NAGAO, RAPHAEL; VARELA, HAMILTON. Thorough Analysis of the Effect of Temperature on the Electro-Oxidation of Formic Acid. Journal of Physical Chemistry C, v. 124, n. 44, SI, p. 24259-24270, NOV 5 2020. (13/16930-7, 16/01817-9, 17/11986-5)

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QUEIROZ, ADRIANA C.; SOUZA, MAYKON L.; CAMILO, MARIANA R.; SILVA, WANDERSON O.; CANTANE, DANIEL A.; MESSIAS, IGOR; PINTO, MARIA R.; NAGAO, RAPHAEL; LIMA, FABIO H. B.. Electrochemical Mass Spectrometry: Evolution of the Cell Setup for On-Line Investigation of Products and Screening of Electrocatalysts for Carbon Dioxide Reduction. CHEMELECTROCHEM, v. 9, n. 12, p. 15-pg., 2022-05-23. (20/15230-5, 18/10415-7, 19/22183-6, 09/07629-6, 16/13323-0, 17/11986-5, 16/01817-9, 14/26699-3, 19/08244-2)

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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., 2022-04-19. (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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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa