Professor: Donald Ellis (CBPF e Northwestern University Evanston, EUA)

Ementa:

• O que são materiais?
• Tipos:
• Geo-materiais (ex: minerais)
• Fabricados (ex: ligas metálicas, concreto)
• Bio-materiais (ex: ossos, conchas, madeira)
• Biomimético (ex: ultrahidrofóbicos, sangue artificial)
• Nanoestruturados (ex: semicondutores, catalisadores)
• Digitais (o Replicador de Star Trek)
• Multidisciplinaridade: os físicos não sabem Química o suficiente; os químicos não sabem Física o suficiente; biólogos não sabem nem Física nem Química; nenhum deles entende de Engenharia nem de Economia. Todos são necessários para fazer um material “útil”. O que fazer?
• Conceitos e preconceitos gerais:
• Estrutura em escala múltipla
• Processamento químico, térmico, mecânico...
• Experiência versus modelagem
• Evolução versus Revolução- quando 1% do melhoramento do desempenho vale $1B
• Impacto ambiental como custo
• Principios de análise
• Macro-experimental (em inglês: heat and beat)
• Modelos de continuum- stress vs strain, fluxos de calor e íons, campos elétricos e magnéticos
• Micro-experimental: microscopia óptica & infravermelho, ultrassom, raios gama...
• Modelos na escala de mícrons – análise de elementos finitos; o bom e velho Newton
• Experimentos na escala nanométrica ou de Angstroms: difração de raios-X, elétrons, nêutrons, íons; microscopia UV, XPS, IR, NMR, Raman (e muitas outras letras, ex: SMOKE)
• Nano/Angstrom-teórico:
• Dinâmica molecular (Newton de novo), jogos do azar (Monte Carlo), campos de força parametrizados, modelagem termodinâmica
• Métodos quânticos - de Schrödinger à teoria do funcional densidade
• Exemplos e perspectivas
• História e evolução da microeletrônica
• Quer um coração novo?
• Um dia vai haver fotossíntese melhor que a da natureza?

Material do Curso:

1. Day1_v4
2. day2_v5
3. Day3_v6
4. day4_v5
5. day5_v3
6. einstein_corrigendum
7. Meta_material_v1