VENCEDOR DO XVIII PRÉMIO DUPONT

ANTONIO HERNANDO GRANDE

ANTONIO HERNANDO GRANDE, DOUTOR EM CIÊNCAS FÍSICAS E CATEDRÁTICO DA UNIVERSIDADE COMPLUTENSE DE MADRID

A vida de investigador de Antonio Hernando tem-se centrado no fabrico, caracterização e compreensão da física dos materiais magneticamente macios. No campo desses materiais, estudou e publicou numerosos artigos sobre vidros metálicos ferromagnéticos, materiais nanocristalinos, supercondutores, microfios amorfos e películas finas. A produção e a conversão da energia representam o campo de aplicabilidade destes materiais, os quais constituem o bloco de maior peso dos materiais magnéticos utilizados em aplicações industriais.

Período 1994-1990 Amorfos metálicos ferromagnéticos Anisotropia induzida e magnetostricção (UCM, Universidade Técnica da Dinamarca e Instituto de Magnetismo Aplicado)
Foi instalado em Madrid um equipamento de arrefecimento ultra-rápido que permitiu fabricar materiais amorfos magnéticos de composições variadas e em condições controladas. Estudo pormenorizado dos processos de magnetização, magnetostricção e anisotropias induzidas. Por exemplo, observou pela primeira vez a influência que a tensão elástica exercia sobre o valor da constante de magnetostricção. Este artigo, no qual figura como co-autor o então director do Instituto Max Planck de Estugarda, com 50 referências, pôde fazer-se completamente em Madrid graças à concepção e execução de um sistema de medição de magnetostricção que montou no seu laboratório. Posteriormente, estudou as anisotropias magnéticas induzidas nos amorfos por tratamentos técnicos realizados com campo aplicado ou sob tensão viscoelástica. Em colaboração com a Universidade Técnica da Dinamarca, onde trabalhou durante dois anos, primeiro como mecânico e depois como professor contratado, realizou um grande número de trabalhos que foram objecto de centenas de referências. Graças a esse estudo, recebeu uma proposta da Universidade Técnica de Lund na qual se solicitava que o seu grupo de trabalho viesse a desenvolver uma série de sensores magnetoelásticos de torção baseados em vidros magnetostrictivos. Fizeram os protótipos, e o consórcio subvencionou-os com a contrapartida da organização e celebração de um congresso intitulado “Magnetic Metallic Glasses” que reuniu em Espanha o grupo dos melhores cientistas mundiais nesse campo. Esse congresso representou a consagração internacional do seu grupo. Já em 1988, o Presidente do Conselho Social da Universidade Complutense, conhecedor do seu trabalho realizado para a indústria sueca, ofereceu-lhe a possibilidade de criar um Instituto de Magnetismo na Universidade. Essa oferta foi sem dúvida a melhor recompensa que lhe puderam atribuir pelo seu êxito com os sensores magnetoelásticos, o que unicamente reflectia o seu sucesso na investigação básica da magnetoelasticidade de amorfos. Esse acontecimento marcou uma característica constante do seu trabalho de investigação, a qual consiste em correlacionar estudos básicos e em utilizar os seus resultados em aplicações de interesse socioeconómico e tecnológico. Concretamente, o seu grupo de investigação estudou a dependência da magnetostricção relativamente à composição, temperatura e tensão elástica aplicada, tendo concluído o estudo com a formulação de uma teoria baseada na dispersão espacial da constante de magnetostricção e na necessária contribuição simultânea de um único ião e de interacções de pares no hamiltoniano magnetoelástico do sistema. O seu trabalho chegou a constituir um compêndio de experimentos que levou à formulação de uma teoria da magnetostricção para amorfos ferromagnéticos.

Período 1990-2002: Nanocristais, películas finas e ligas de Fe-Cu (Instituto de Magnetismo Aplicado, Universidade de Cambridge e Instituto Max Plank de Estugarda)
A criação do Instituto representou uma mudança qualitativa e quantitativa no seu trabalho. A missão do Instituto era a de combinar investigação básica de qualidade com investigação aplicada às necessidades sociais. Foi iniciado o trabalho de investigação sobre fios e amorfos e microfios em colaboração com o professor M. Vázquez.

Os nanocristais magneticamente macios formados por cristalitos do tamanho do nanómetro embebidos numa matriz amorfa constituíram o objecto do seu interesse, tanto quando obtidos por desvitrificação parcial de amorfos como por ligação mecânica ou sputtering. As ligas especiais, como as de Fe-Cu ou de Fe-Rh, também foram objecto de estudo. Os fenómenos de magneto-resistência, de assimetria de troca em fronteiras antiferromagnéticas e os problemas de troca através de separadores ferromagnéticos foram abordados em películas finas, em multicamadas e em amostras nanocristalinas. Durante esse período, dirigiu 8 teses de doutoramento sobre estes assuntos. É de salientar como testemunho do impacto dos trabalhos sobre fios amorfos no Journal of Applied Physics D Applied Physics, em número de 160. O seu maior interesse centrou-se sempre no acoplamento de troca entre diferentes fases ferromagnéticas através de interfases paramagnéticas. Esses trabalhos versaram sobre a troca entre nanocristais e a sua influência na magnetização macroscópica. Os trabalhos, com mais de 400 citações, são considerados clássicos nesse campo, estando por isso compilados em livros escolares. Propuseram também um modelo para explicar a troca entre películas finas magnéticas separadas por um separador paramagnético. As investigações levadas a cabo na liga imiscível Fe-Cu, obtida de maneira forçada por ligação mecânica, tiveram grande repercussão. Constataram uma contribuição do Cu para o momento magnético e determinaram a dilatação da rede que promovia o ferromagnetismo do Fe fcc. Nesse período, observaram também o carácter não magnético das fronteiras de grão do Fe, facto evidenciado a baixas temperaturas em amostras cristalinas. Os resultados relativos ao assunto, publicados na Physical Review Letters e na Phys. Rev. B, têm 60 referências cada um deles. Os diversos tipos de comportamentos magnéticos macroscópicos de amostras nanoestruturadas com mais de uma fase foram analisados teórica e experimentalmente em função das características das fases componentes, do seu tamanho e do seu grau de acoplamento de troca, o qual determina o comprimento de correlação da troca. Os dois trabalhos publicados sobre essa matéria na Physical Review B constituem uma referência habitual nos trabalhos sobre este tópico, tendo sido objecto de mais de 120 citações cada um deles.

Período 2003 – actualidade: Nanopartículas de Pd e Au. Semicondutores magnéticos.
A partir do ano de 2003, foi iniciado um estudo sistemático do magnetismo de nanopartículas de metais que no estado maciço não são ferromagnéticos. Na revista Physical Review Letters, publicaram pela primeira vez com consistência experimental a existência de ferromagnetismo em nanopartículas de paládio. Mas sem dúvida que a descoberta crucial do nosso grupo foi a do ferromagnetismo de nanopartículas de ouro ligadas por meio de átomos de enxofre a cadeias orgânicas que actuavam como dispersante. Esta descoberta, publicada também na Physical Review Letters de 2004, que em dois anos já foi citada 50 vezes, foi acompanhada pela apresentação de uma teoria sobre a sua origem baseada na interacção spin-órbita de superfície. A teoria, igualmente publicada na Physical Review Letters, teve em poucos meses 10 referências. As sucessivas descobertas neste campo, actualmente tão vanguardista, proporcionaram publicações em revistas de índice de impacto muito elevado, como é o caso da Nanoletters e da Advanced Materials. Cinco propostas para palestras sobre o tema em congressos internacionais recebidas em 2005 e 2006 indicam o impacto do seu trabalho. Dentro do actual campo de investigação, é também de salientar a sua contribuição para a compreensão do magnetismo de óxidos semicondutores com pequena diluição de elementos 3d. O seu artigo na Physical Review Letters sobre o magnetismo do óxido de manganês diluído em óxido de zinco, publicado en 2005, têm já mais de 25 referências.

BASES DO XVIII PRÉMIO DUPONT DA CIÊNCIA

Com o objectivo de estimular as iniciativas individuais que, sob a forma de artigos ou de trabalhos publicados, constituam uma contribuição importante para o avanço da Ciência, ou das suas aplicações, convoca-se o XVIII Prémio DuPont da Ciência que se concederá de acordo com as seguintes bases:

B A S E S

1.- Serão examinados os artigos e trabalhos aparecidos em revistas e publicações especializadas que se julguem em consonância com o objectivo e temática do Prémio DuPont da Ciência, assim como o conjunto do trabalho realizado pelos seus autores.

2.- Os mencionados artigos e trabalhos devem ter sido realizados em Espanha ou em Portugal.

3.- Os candidatos que aspirem à edição de 2008 deverão ter realizado as suas investigações no campo dos materiais para a energia (biocarburantes, baterias, energias alternativas, células solares, ecrãs oled).

4.- O prémio está dotado com 30 000 euros.

5.- Será concedido um só prémio indivisível.

6.- Não poderá receber o prémio um investigador que já tenha em seu poder outro de igual ou superior dotação.

7.- O prémio será recebido pessoalmente.

8.- O prazo máximo para a entrega da documentação será até ao dia 31 de Julho de 2008.

9.- O Júri será constituído por personalidades de relevo. - Todos os componentes do Júri terão direito a voto.

10.- As resoluções serão adoptadas por maioria simples de votos dos membros do Júri. Se se verificar um empate, decidirá o voto do Presidente.

11.- A decisão do Júri será inapelável.

12.- A decisão será dada a conhecer durante o ano de 2008.

13.- O Prémio será entregue em Oviedo durante o primeiro trimestre de 2009.

Prémio DuPont da ciência

© Abril 2008