Maria Júlia Wegher

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Produções bibliográficas

• WEGHER, M. J. ; Woellner, C. F. . RESPOSTA TERMOMECÂNICA DE ESTRUTURAS POROSAS CONHECIDAS COMO SCHWARZITAS HIDROGENADAS. In: 13° Semana Integrada de Ensino, Pesquisa e Extensão (SIEPE), 2022, Curitiba, Paraná. Anais da 13ª Semana Integrada de Ensino, Pesquisa e Extensão. Curitiba, Paraná: Sistema de Bibliotecas da UFPR, 2022. v. 1. p. 973-973.

Projetos de pesquisa

• 2023 - Atual

  GERADOR DE CAMPO MAGNÉTICO OSCILANTE PARA UMA BALANÇA DE QUARTZO, Descrição: A balança de quartzo é um instrumento de medição altamente preciso e sensível, utilizado em diversas áreas da ciência e da tecnologia. A sua principal aplicação é a determinação da massa de substâncias com precisão na ordem de microgramas ou nanogramas. Ela pode ser utilizada para a determinação de massa de substâncias durante reações químicas, análises clínicas, experimentos de nanotecnologia, dentre outras. Ela é baseada na propriedade piezoelétrica do quartzo, que gera uma carga elétrica quando submetida a uma pressão mecânica. Sua operação consiste em aplicar uma força-peso sobre um cristal de quartzo, medir a variação de frequência de vibração do quartzo e medir a corrente elétrica. A corrente elétrica e a frequência são medidas por meio de um circuito eletrônico e convertidas em uma medida de massa, e assim a massa da amostra é determinada com alta precisão. Sua instrumentação é constituída por um cristal de quartzo, um prato para a amostra, um sistema de aplicação de força, um circuito eletrônico de medição e um visor para a leitura dos resultados. O circuito eletrônico de medição é responsável por amplificar o sinal elétrico gerado pelo cristal e convertê-lo em uma medida de massa. O resultado final é exibido em um visor, que pode ser digital ou analógico. Os geradores de campo magnético são dispositivos que produzem um campo magnético em uma região específica do espaço. Neste trabalho, produzimos uma bobina de Helmholtz e, para controlar a geração do campo magnético, uma fonte de tensão/corrente com instrumentação eletrônica baseada em Arduino. As partes externas do protótipo foram feitas com o auxílio de uma impressora 3D. Ao analisar a literatura disponível, percebeu - se a falta de um equipamento que integrasse a balança de quartzo a um microcontrolador. Não existem equipamentos comerciais que integrem uma balança de quartzo e um gerador de campo magnético oscilante, o que evidencia originalidade e inovação neste trabalho. Um estudo recente indicou que campo magnético pode induzir reações de hipertermia em nanopartículas de ferritas com Cério, CexFe3-xO4 (x = 0,01 a 0,5). Desse modo, o objetivo deste trabalho é implementar um protótipo desse sistema, integrando balança de quartzo a campo magnético oscilante. Para isso, será necessário integrar um oscilador de campo magnético a um protótipo homemade de uma balança de quartzo, montar uma bobina de Helmholtz controlável por microcontroladores. Determinar e medir o campo máximo gerado pela bobina, automatizar a aplicação de campo magnético usando microcontroladores, implementar uma placa de circuito PWM (Pulse Width Modulation) como gerador de sinais. Montar o protótipo do oscilador de campo magnético oscilante, montar um projeto CAD (computer-aided design) para integrar mecanicamente a bobina à balança de quartzo, realizar experimentos de variação de campo magnético entre 1 e 50 mT, experimentos de variação da frequência entre 100 e 700 kHz e testes iniciais de hipertermia induzida por campo magnético.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Maria Julia Wegher - Coordenador / Emilson Ribeiro Viana - Integrante.

• 2022 - Atual

  Propriedades Eletrônicas de Células Solares Orgânicas e Materiais Nanoestruturados Baseado em Carbono, Descrição: Este projeto de pesquisa engloba duas linhas pesquisas, a primeira ligada ao estudo das (1) Propriedades Eletrônicas de Células Solares Orgânicas e a outra linha ligada ao estudo de (2) Propriedades Estruturais, Térmicas e Mecânicas de Materiais Nanoestruturados Baseado em Carbono. A seguir uma rápida descrição de cada projeto. (1) Células Solares: O entendimento completo de todos os processos envolvidos no funcionamento das células orgânicas fotovoltaicas é uma tarefa bastante complexa. Embora haja modelos macroscópicos que tentam descrever o seu princípio de funcionamento (alguns com sucesso), modelos microscópicos ainda estão em fase de desenvolvimento. Tivemos sucesso com um modelo que mostra o efeito da morfologia no transporte eletrônico [PRB B 88, 125311-1 (2013) e JCP 144 084119 (2016)]. O passo seguinte, proposto neste projeto de pesquisa é incluir de maneira relativamente simples, mas microscopicamente, o efeito da geração/recombinação de cargas e o efeito dos eletrodos. A relevância deste projeto repousa em alguns aspectos como: sua originalidade, a possibilidade de usar o conhecimento sobre parâmetros microscópicos, como a mobilidade eletrônica, em um modelo contínuo para a célula fotovoltaica, há também a possibilidade (em princípio) de medir diretamente essa mobilidade das células BHJ, por exemplo, em um experimento de tempo de vôo no escuro. Mas destacaria, principalmente, a possibilidade de fornecer insights que possam ajudar os experimentalistas no processo de desenvolvimento das OPVs de tal forma a maximizar a sua eficiência. Esta combinação teórico/experimental tem sido muito usada no design de materiais. (2) Materiais Nanoestruturados: As diferentes hibridizações do átomo de carbono têm permitido a formação e síntese de um número enorme de diferentes estruturas. Nas últimas décadas novas famílias dessas estruturas foram descobertas, como os fulerenos e os nanotubos de carbono e mais recentemente, a descoberta do grafeno criou uma nova era em ciência dos materiais. Essas estruturas podem ser a base topológica para gerar estruturas tridimensionais. No caso do grafeno, através da inserção de defeitos, é possível gerar estruturas fechadas (curvaturas positivas). Isto pode ser feito por exemplo, através da substituição dos hexágonos do grafeno por pentágonos, o Fulereno é um exemplo deste tipo de estrutura com curvatura positiva. É possível também criar estruturas abertas (curvaturas negativas), pela substituição dos hexágonos por heptágonos e octógonos. Essas estruturas são genericamente denominadas Schwarzitas. As Schwarzitas cristalinas podem ser de várias famílias, entre elas podemos destacar dois tipos: Primitive (tipo P) e Gyroid (tipo G). Estimativas teóricas indicam que as Schwarzitas podem ser estruturalmente mais estáveis que os fulerenos, entretanto até agora não foi possível sintetizá-las. Uma característica interessante destas estruturas, e pouco explorada, está ligada à sua porosidade. Essas estruturas exibem topologias de curvatura negativa com tamanho e forma porosas ajustáveis e propriedades de adsorção podem ser interessantes e utilizadas em muitas aplicações, como captura de CO2, armazenamento de H2 e filtragem. As propriedades térmicas de nanoestruturas baseadas em carbono têm chamado bastante a atenção em aplicações ligadas ao armazenamento de energia solar, como por exemplo, as baterias térmicas. Neste projeto pretendemos avançar no estudo das propriedades eletrônicas e térmicas, bem como investigar a possibilidade de armazenamento de gases, explorando a porosidade presente nestas estruturas.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Maria Julia Wegher - Integrante / Cristiano Francisco Woellner - Coordenador.