Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados

• Processo: 16/22262-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2018
• Área de 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
• Vinculado ao auxílio: 16/01817-9 - Desenho e controle de padrões eletroquímicos auto-organizados, AP.JP
• Assunto(s): Sistemas complexos Eletroquímica Auto-organização Cinética química
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Auto-Organização | cinética química | Eletroquímica | Sistemas Complexos | 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.

Publicações científicas

(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)

DA SILVA, KALINE N.; NAGAO, RAPHAEL; SITTA, ELTON. Alkali Cation Effect During the Oscillatory Electroreduction of H2O2 on Pt. CHEMISTRYSELECT, v. 2, n. 35, p. 11713-11716, DEC 11 2017. (17/00089-2, 16/01817-9, 13/07296-2, 16/14758-0, 16/22262-5, 14/23916-3)

ROSPENDOWISKI, JULIA; PINTO, MARIA R.; HESSEL, CRISTIAN; SITTA, ELTON; NAGAO, RAPHAEL. Tuning Electrochemical Bistability by Surface Area Blocking in the Cathodic Deposition of Copper. ACS OMEGA, v. 3, n. 10, p. 13636-13646, OCT 2018. (17/05592-4, 16/22262-5, 16/01817-9, 13/07296-2, 17/11835-7)

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, FEB 7 2019. (16/22262-5, 16/01817-9)