Molibdato de gadolínio

Molibdatos de terras raras (RE), representados pela fórmula química RE₂MoO₆ (onde RE corresponde a um íon de terra rara), constituem uma fascinante família de materiais cujas propriedades químicas e físicas podem ser ajustadas por meio da seleção apropriada dos cátions RE. Esses compostos são amplamente reconhecidos por suas características notáveis, incluindo luminescência, propriedades fluorescentes versáteis, estabilidade térmica, fotodegradação, evolução eletrocatalítica de oxigênio, efeitos magnetocalóricos, entre outras. Seu principal campo de estudo reside na utilização como fósforos, atuando como matrizes luminescentes para íons trivalentes de terras raras, como Yb³⁺, Eu³⁺, Sm³⁺, Tm³⁺, Ho³⁺, Dy³⁺, Tb³⁺, entre outros, sendo suas propriedades espectroscópicas investigadas devido ao seu potencial em ótica. Quando dopados com íons de terras raras como Er³⁺, Yb³⁺ ou Nd³⁺, os molibdatos de gadolínio apresentam um melhor desempenho como lasers de estado sólido nas regiões do infravermelho e do visível. Em particular, o Gd₂(MoO₄)₃ dopado com Eu³⁺, Tb³⁺ ou Dy³⁺ tem sido extensivamente estudado como um candidato promissor a fósforo para diodos emissores de luz branca (LEDs) e retroiluminação de displays, devido à sua alta eficiência quântica, estabilidade térmica e espectro de emissão ajustável. Na presente pesquisa, que representou o esforço de pesquisadores da Universidade Federal do Maranhão, da Universidade Federal do Pará, da Universidade Federal do Ceará e da Universidade Estadual do Ceará, estudou-se o molibdato de gadolínio (Gd₂MoO₆) sob diversas condições termodinâmicas. Cálculos de primeiros princípios revelam que o material é um semicondutor com um gap de banda indireto de aproximadamente 1,92 eV, com as bordas das bandas de condução e de valência localizadas em pontos distintos de alta simetria na zona de Brillouin. As propriedades vibracionais, analisadas por meio da teoria do funcional da densidade e da espectroscopia Raman sob alta pressão, revelam mudanças significativas induzidas pela pressão. O Gd₂MoO₆ apresenta uma rede híbrida iônico-covalente dominada por fortes ligações Gd–O e Mo–O. A presença de vazios e contatos O···O indica flexibilidade estrutural e caminhos de difusão, sustentando sua estabilidade e potencial para ajuste de propriedades. O desaparecimento e o surgimento de picos Raman específicos, particularmente associados aos modos de rede, em intervalos críticos de pressão de 3,1–3,3 GPa e 9,5–10 GPa, indicam duas transições de fase estrutural sofridas pelo material. Análises de PCA e HCA identificaram duas transições de fase nesses mesmos intervalos de pressão, em concordância com estudos dependentes da pressão. Essas transições sugerem uma reorganização dos ambientes de ligação Mo–O e Gd–O, possivelmente envolvendo mudanças na conectividade dos poliedros. [D.S. Luz, L.F.L. da Silva, R.F. Juca, V.O. Sousa Neto, A.J.R. de Castro, F.F. de Sousa, W. Paraguassu, R.S. Silva, L.S.A. Olivier, J.A. Lima Jr., P.T.C. Freire, J.G. de Oliveira Neto, G.D. Saraiva, ACS Omega 11 (7), 12199-12213 (2026)]

Tese Rômulo Sampaio

No dia 01 de abril de 2026, o Sr. Rômulo Sampaio da Silva defendeu a sua tese de doutorado, orientada pelo Prof. José Alves de Lima Júnior, coordenador do LAP-UFC. Na tese estudou-se um ácido dicarboxílico, o ácido adípico. A família destes compostos orgânicos é caracterizada pela presença de dois grupos carboxila (COOH) em sua estrutura molecular. Eles estão presentes em sistemas orgânicos mais complexos e desempenham papéis relevantes em diversos processos químicos e biológicos. A tese investigou o comportamento estrutural do ácido adípico (C₆H₁₀O₄) sob condições extremas de temperatura e pressão, por meio da combinação de espectroscopia Raman, difração de raios X em pó e cálculos baseados na teoria do funcional da densidade (DFT). Inicialmente, foi realizada a caracterização vibracional em condições ambiente, permitindo a classificação e a atribuição dos modos observados com o auxílio de cálculos computacionais realizados na célula unitária. Em baixas temperaturas, observou-se uma transição de fase no intervalo entre 135 K e 130 K, acompanhada pela ruptura do cristal e por alterações significativas no espectro Raman. Medidas de difração de raios X em pó revelaram a coexistência de fases abaixo da temperatura de transição, persistindo até aproximadamente 10 K. Sob altas pressões, a amostra foi investigada até valores superiores a 7 GPa em dois experimentos independentes de espectroscopia Raman. Mudanças expressivas nos modos vibracionais intermoleculares, juntamente com o aumento no número de modos acima de 1,6 GPa, indicam uma transição de fase associada à redução da simetria da estrutura cristalina. Em pressões mais elevadas, variações nas intensidades dos modos internos sugeriram possíveis modificações conformacionais das moléculas na célula unitária. Os resultados obtidos evidenciaram a forte dependência do ácido adípico em relação às condições termodinâmicas. 

Registro da defesa da tese de doutorado do candidato Rômulo Sampaio da Silva, que ocorreu no dia 01/04/2026. A banca de avaliação foi composta pelos professores José Alves de Lima Jr (UFC, orientador), Paulo Freire (UFC), Alexandre Teixeira (UECE), Gardênia Pinheiro (UFPI) e Pedro Façanha (UFMA).

Avaliações Quadrienais da CAPES

O Laboratório de Altas Pressões do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará contribui, assim como os demais laboratórios existentes no departamento, com o Programa de Pós-Graduação em Física da universidade. Todos os programas de pós-graduação no Brasil são avaliados periodicamente. A Avaliação Quadrienal da CAPES é um evento bastante importante para estes programas, pois define quais cursos podem renovar o reconhecimento para a continuidade de funcionamento nos próximos quatro anos. Nas três últimas avaliações quadrienais da CAPES, o Programa de Pós-Graduação em Física da UFC ficou com a nota 7, que é a nota máxima numa escala que vai de 1 a 7. A Avaliação Quadrienal é realizada em 50 áreas de avaliação, número vigente em 2025, seguindo sistemática e conjunto de quesitos básicos estabelecidos no Conselho Técnico Científico da Educação Superior. O processo de avaliação está calcado, segundo a CAPES, no reconhecimento e confiabilidade fundados na qualidade assegurada pela análise dos pares; nos critérios debatidos e atualizados pela comunidade acadêmico-científica a cada período avaliativo; na transparência firmada na ampla divulgação das decisões, ações e resultados. Abaixo - sem nenhuma análise sobre o resultado - apresentamos três figuras que apresentam os números de cursos notas 6 e 7 (padrão internacional) de três universidades nordestinas, UFC, UFPE e UFBA, destacando a evolução da quantidade destes programas ao longo das avaliações 2013-2016, 2017-2020 e 2021-2024. 

Figura 1: Cursos notas 6 e 7 das Universidades Federais do Ceará, Pernambuco e Bahia no quadriênio 2013 - 2016.

Figura 2: Cursos notas 6 e 7 das Universidades Federais do Ceará, Pernambuco e Bahia no quadriênio 2017 - 2020.

Figura 3: Cursos notas 6 e 7 das Universidades Federais do Ceará, Pernambuco e Bahia no quadriênio 2021 - 2024.

Ácido L-ascórbico

Muitas das propriedades físico-químicas do ácido L-ascórbico e sua estrutura cristalina sob diferentes condições termodinâmicas permanecem como questões em aberto na comunidade científica, embora ele seja amplamente utilizado em diversos setores industriais. Há poucos estudos disponíveis na literatura atual que se concentrem em seu comportamento termodinâmico. Um estudo experimental de destaque foi conduzido por Saraiva et al. Com o objetivo de elucidar os efeitos da temperatura sobre as bandas Raman do cristal em sua fase monoclínica, os autores relataram uma mudança conformacional ocorrendo entre 200 e 270 K, atribuída a rearranjos na rede de ligações de hidrogênio do cristal. No artigo agora publicado - coordenado pelo Prof. Francisco F. Sousa, da Universidade Federal do Pará - apresenta-se um estudo sistemático sobre a estabilidade do cristal de ácido L-ascórbico sob pressão, utilizando espalhamento Raman e difração de raios X por síncrotron. A aplicação de alta pressão induziu uma rica sequência de transições de fase, refletindo a notável flexibilidade de sua rede de ligações de hidrogênio. Para alcançar uma melhor interpretação das transições de fase em pressões mais baixas (0,00–5,90 GPa), foram realizados cálculos periódicos de teoria do funcional da densidade (DFT) em diferentes valores deste parâmetro termodinâmico (0,0; 2,0; 3,0; e 6,0 GPa). Uma análise Raman detalhada foi conduzida na faixa espectral de 65 a 1550 cm⁻¹. As alterações espectrais observadas foram interpretadas como duas transições de fase conformacionais ocorrendo entre 1,24–2,10 GPa e 5,80–7,50 GPa, e duas transições de fase estruturais entre 4,79–5,74 GPa e 8,90–12,50 GPa. Também é apresentada uma atribuição confiável dos modos Raman e infravermelho inter- e intramoleculares, baseada em cálculos periódicos de DFT sob condições de temperatura e pressão ambientes. [L.S. Ribeiro, A.J.P. Cordeiro, N.M. Souza Neto, J.G. Silva Filho, G.D. Saraiva, A.O. Santos, P.T.C. Freire, S.G.C. Moreira, F.F. Sousa, Chemical Physics 605, 113114 (2026)]

Ácido fitálico

O ácido ftálico (AF) é um ácido dicarboxílico aromático cuja estrutura molecular consiste em um anel benzênico contendo dois grupos carboxila (–COOH). Devido a esses substituintes, o AF é um composto polar, o que explica sua solubilidade em água e em outros solventes polares. Esses grupos também são centrais para as interações intermoleculares do AF, dando origem a ligações de hidrogênio e efeitos de empilhamento π–π. Tanto o AF quanto seus derivados encontram ampla aplicação na indústria de polímeros. Em particular, a forma anidrida do AF é um importante precursor para a síntese de ftalatos. Esses compostos são comumente utilizados como plastificantes, aumentando a flexibilidade, a resistência mecânica e a durabilidade de produtos poliméricos. Compostos à base de AF estão presentes em uma grande variedade de materiais do cotidiano, abrangendo desde brinquedos, tintas, adesivos, lubrificantes e embalagens até produtos de construção, cosméticos, eletrônicos e até dispositivos médicos. O AF foi investigado sob condições de alta pressão variando de 1,0 atm a 9,8 GPa, na faixa espectral de 100–3200 cm⁻¹, utilizando espectroscopia Raman combinada com cálculos de DFT; esta pesquisa foi comandada pelo Prof. José Alves de Lima Jr., do LAP-UFC. A conformação estrutural e os parâmetros da célula unitária monoclínica foram avaliados por meio de cálculos ab initio e comparados com dados da literatura reportados à pressão ambiente. Adicionalmente, a análise de superfície de Hirshfeld foi empregada para examinar tanto as interações de empilhamento π–π entre as moléculas quanto a simetria da rede de ligações de hidrogênio. A análise espectral Raman revelou que a compressão não induziu qualquer transição de fase dentro da faixa de pressão investigada. Os cálculos ab initio sugerem que as interações intermoleculares, particularmente as ligações de hidrogênio e o empilhamento de grupos aromáticos, desempenham um papel crucial na manutenção da estabilidade estrutural do AF sob condições de alta pressão. [F.V.S. Oliveira, R.S. da Silva, L.S.A. Olivier, P.T.C. Freire, Carlos Emídio, J.A. Lima Jr. , J. Mol. Struct. 1355, 145050 (2026)]

Carbendazim

Compostos orgânicos aromáticos heterocíclicos são compostos cíclicos que contêm um átomo de nitrogênio, oxigênio ou enxofre substituindo um átomo de carbono na estrutura básica. Entre esses compostos heterocíclicos, encontram-se os benzimidazóis, que são formados pela fusão de um anel benzênico e um anel imidazólico. Seus derivados exibem um amplo espectro de propriedades biológicas, com aplicações tanto como pesticidas quanto como fármacos. Entre os benzimidazóis, o metil-2-benzimidazol-carbamato (C₉H₉N₃O₂), comumente conhecido como carbendazim, é um composto de ampla atividade. Desde a década de 1960, devido à sua eficácia em baixas doses e à sua atividade inibitória contra uma variedade de fungos, tem sido amplamente utilizado na agricultura, particularmente em países como a China e a Índia. Apesar de seu uso disseminado, o carbendazim é reconhecido como um dos contaminantes ambientais mais difundidos, representando um risco significativo à saúde reprodutiva humana e animal devido à sua lenta degradação. Essa resiliência ambiental é atribuída à estabilidade do anel benzimidazólico, que resiste à degradação. Além disso, quando a degradação ocorre, resulta na formação de um componente altamente tóxico, o 2-amino-benzimidazol. Neste trabalho, o carbendazim foi sintetizado pelo método de evaporação lenta em solução de dimetilformamida, e sua estrutura cristalina foi confirmada através de refinamento pelo método de Rietveld, exibindo simetria monoclínica com grupo espacial C2/c e Z = 8. Suas propriedades vibracionais e estruturais foram investigadas por meio de espectroscopia Raman e cálculos de primeiros princípios utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT), com o funcional B3LYP, o conjunto de bases 6–311++ e o modelo de solvatação PCM. No cristal, o experimento de espectroscopia Raman dependente da pressão foi realizado entre 0,0 e 7,82 GPa, na região espectral de 50–3250 cm⁻¹. A análise dos espectros vibracionais em torno de 0,91 GPa revelou alterações tanto nos modos de rede quanto nos modos internos, indicando uma modificação estrutural causada pela reorganização das ligações de hidrogênio. Além disso, mudanças adicionais foram observadas, principalmente nos modos internos, sugerindo uma mudança conformacional em torno de 4,84 GPa. Após a descompressão, verificou-se que a transição de fase é reversível, com a recuperação completa do espectro original e sem evidências de fissuras na amostra durante o experimento. [R.O. Holanda, W.P. Gomes, J.A.S. Silva, D.L.M. Vasconcelos, P.T.C. Freire, J. Mol. Struct. 1349, 143673 (2026)].

ACE₂PbBr₄

Os haletos de chumbo orgânico-inorgânicos híbridos são materiais funcionais com diversas aplicações, entre elas células solares, fotodetectores e dispositivos emissores de luz. Um grupo promissor é o dos haletos de chumbo, que cristalizam-se em uma estrutura perovskita tridimensional (3D) de fórmula geral APbX₃ (A = cátion orgânico; X = ânion haleto). Infelizmente, as perovskitas haleto de chumbo 3D são raras devido ao tamanho sub nanométrico das cavidades da perovskita disponíveis para os cátions orgânicos, e tais estruturas foram relatadas apenas para quatro pequenos cátions orgânicos. Para superar o problema da pequena diversidade estrutural das perovskitas 3D, podem ser projetados haletos de chumbo contendo cátions orgânicos maiores. Essa abordagem levou à descoberta de uma enorme quantidade de haletos de chumbo híbridos de dimensionalidade reduzida, mas o subgrupo mais importante e mais numeroso consiste nos análogos bidimensionais (2D) de fórmula geral A′₂PbX₄ (Ruddlesden – Popper, RP) e A′′PbX₄ (Dion – Jacobson, DJ), nos quais A′ e A′′ denotam cátions orgânicos monovalentes e divalentes, respectivamente. Essas perovskitas são derivadas da estrutura 3D pela substituição de camadas inorgânicas ao longo dos planos cristalográficos (001), (110) ou (111) por camadas compostas por cátions orgânicos. Por causa das camadas orgânicas isolantes, tais sistemas são estruturas naturais de poços quânticos, exibindo larguras de banda proibida maiores e energias de ligação de éxcitons mais elevadas em comparação com os análogos 3D, o que torna os análogos 2D muito promissores para aplicações em emissão de luz. Nesse contexto, a emissão das perovskitas orientadas ao longo de (001) está geralmente associada à recombinação radiativa de éxcitons livres (FEs), resultando em uma emissão estreita de alta pureza de cor, atraente para a fabricação de diodos emissores de luz (LEDs). Por outro lado, a presença de planos inorgânicos corrugados em zigue-zague nas perovskitas orientadas ao longo de (110) intensifica o acoplamento elétron–fônon entre o éxciton e a rede inorgânica, levando à formação de éxcitons auto aprisionados (STEs). Como resultado, a fotoluminescência (PL) desses sistemas é geralmente dominada por uma emissão de banda larga relacionada à recombinação de STEs. Esse tipo de emissão pode ser explorado no desenvolvimento de telas coloridas, sistemas de iluminação e LEDs de luz branca. As propriedades ópticas dos haletos de chumbo 2D podem ser ajustadas por meio da variação da composição química, pois a forma, o tamanho e a capacidade de formar ligações de hidrogênio (HBs) do cátion orgânico determinam qual tipo de estrutura em camadas — orientada segundo (001), (110) ou (111) — será estabilizada e quão grande será a distorção octaédrica. A pressão pode, igualmente, modificar bastante as propriedades óticas deste material. Neste trabalho, mostra-se a ocorrência de um estreitamento da banda proibida induzida por pressão e um aumento das emissões de STE e FE na topologia da perovskita RP orientada segundo (110), ACE₂PbBr₄ (ACE = acetamidínio), acompanhado pelo raro fenômeno do processo reversível de desarmadilhamento de STEs para FEs sob compressão. Especificamente, a emissão associada aos STEs apresenta um aumento de intensidade de 6,4 vezes até 2,56 GPa, enquanto a emissão de FEs passa a dominar sob pressões mais elevadas, até 11 GPa, provocando uma mudança pronunciada na cor da emissão, de amarelo-alaranjado para azul-esverdeado, ao longo do intervalo de compressão. A difração de raios X de monocristal in situ e a espectroscopia Raman revelam que essas mudanças de emissão decorrem da raramente observada redução, induzida por pressão, da distorção dos octaedros de brometo de chumbo e do confinamento na direção da estrutura corrugada, bem como de alterações nas interações entre aminas e a rede cristalina, além de transições de fase induzidas por pressão. Esses resultados elucidam a relação estrutura – propriedade em perovskitas RP orientadas em (110) e ressaltam a utilidade da engenharia de deformação (strain engineering) para a obtenção de materiais emissores de luz com funcionalidades ajustadas e aprimoradas. [M. Mączka, S. Sobczak, K. Roszak, D. L. M. Vasconcelos, F. Dybała, A. P. Herman, R. Kudrawiec, A. Katrusiak, P. T. C. Freire, ACS Appl. Mater. Interfaces 17, 58452−58466 (2025)].