Seminários HEP – New approaches to precision physics at colliders: applications in chiral theories and perturbative QCD using novel regularization methods
25 de março de 2025
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25 de março de 2025
Desenvolvimento de filmes otimizados – A chave para uma tecnologia mais eficiente e sustentável
Um estudo desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e UNICAMP, sobre o aprimoramento de filmes otimizados, publicado na revista científica “Applied Energy Materials – ACS”, revelou um passo importante para o futuro da energia renovável e da eletrônica, abrindo caminho para inovações que podem impactar nosso dia a dia de maneira significativa. De fato, pequenas mudanças na espessura desses materiais podem melhorar a eficiência de painéis solares, telas eletrônicas e de outros equipamentos usados no cotidiano do ser humano.
Imagine um material capaz de transformar a luz do sol em eletricidade de maneira eficiente e acessível. É isso que os cientistas estudam ao explorar os filmes finos de perovskita, uma tecnologia promissora para painéis solares e dispositivos eletrônicos.
Usando simulações computacionais, os cientistas descobriram que, quanto mais espesso for o filme, melhor a passagem da eletricidade dentro dele. Isso significa que dispositivos como celulares, televisores e painéis solares podem funcionar com mais eficiência e durar mais tempo.
Além disso, os pesquisadores perceberam que a espessura também influencia a forma como os elétrons são liberados do material, o que afeta diretamente sua capacidade de produzir energia. Quanto mais grossa a camada, mais fácil se torna esse processo, tornando os filmes de perovskita ainda mais úteis para diversas aplicações.
Outro ponto essencial é que filmes mais espessos conseguem absorver mais luz, aumentando sua eficiência na conversão de energia solar. Isso pode ser um grande avanço para a criação de painéis solares mais potentes e acessíveis.
A conclusão é de que as propriedades variam com a espessura, mas a variação não é tão simples como se imaginaria. Isso é uma vantagem, porque permite escolher a espessura ideal conforme a aplicação que se deseja. Por exemplo, para células fotovoltaicas, mais espessura tende a aumentar a absorção de luz, o que é bom, mas um número grande de camadas acaba reduzindo a condução de eletricidade; quem quiser fazer células fotovoltaicas poderá escolher o número ideal.
Impactos positivos
Dentre os impactos positivos gerados pelo desenvolvimento desses filmes estão, em primeiro lugar, uma energia mais limpa e sustentável, já que uma maior eficiência dos painéis solares pode impulsionar o uso de energia renovável, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis e diminuindo os impactos ambientais. Por outro lado, temos um melhor aproveitamento da eletricidade, atendendo a que dispositivos eletrônicos, como celulares e televisores, podem se tornar mais eficientes e acessíveis ao público.
A estabilidade dos filmes de perovskita pode resultar em dispositivos mais duráveis, reduzindo a necessidade de substituições frequentes e gerando menos lixo eletrônico, sendo que a capacidade de ajustar a espessura dos filmes pode abrir caminho para novas aplicações em telas flexíveis, sensores inteligentes e até mesmo na construção de janelas que geram energia.
Além de painéis solares e telas eletrônicas, esta tecnologia pode beneficiar carregadores sem fio, baterias mais eficientes, drones movidos a energia solar, dispositivos vestíveis, sensores de alta precisão e até carros elétricos com melhor aproveitamento energético.
Dr. Israel C. Ribeiro
Para o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Luiz Nunes de Oliveira, que é um dos autores deste trabalho “Um filme de perovskita é um pouco como um bolo de camadas. Uma criança acha que quanto mais camadas houver, melhor será, porque ela terá mais bolo para comer. Entretanto, uma boleira experiente sabe que o sabor muda com o número de camadas e escolhe quatro ou cinco conforme queira realçar o sabor do chocolate no recheio ou do creme na cobertura. Os filmes de perovskita são muito finos: seriam necessárias dez mil camadas para chegar na espessura de um fio de cabelo. Nossa simulação mostrou que, quando há poucas camadas, a absorção de luz e a movimentação dos elétrons varia muito com o número de camadas. Por isso, para cada aplicação desejada existe um número ideal que torna o filme mais eficiente. E, nestes tempos de mudanças climáticas, eficiência na geração ou no uso da energia são preocupações de primeira hora”, complementa.
Para o pós-graduando Dr. Israel C. Ribeiro, principal autor deste trabalho: “A ciência computacional de materiais desempenha um papel fundamental na compreensão e no design de novas tecnologias avançadas. Utilizando simulações baseadas na teoria do funcional da densidade, conseguimos explorar, em nível atômico, como a espessura dos filmes de perovskita influencia suas propriedades eletrônicas e ópticas. Nosso estudo revelou que mesmo pequenas variações na espessura podem ter um impacto significativo na transferência de carga e na absorção de luz, permitindo otimizar esses materiais para aplicações específicas, como células solares e dispositivos optoeletrônicos. Esses resultados não apenas validam a importância da espessura no desempenho dos filmes de perovskita, mas também fornecem insights valiosos para futuras pesquisas experimentais, sublinha o pesquisador, acrescentando que a compreensão detalhada de como a espessura afeta as propriedades do material é essencial para o desenvolvimento de dispositivos mais eficientes e sustentáveis. “Isso não apenas contribui para a otimização de tecnologias emergentes, mas também impulsiona a transição energética e a redução do impacto ambiental”, finaliza.
Além dos pesquisadores Israel C. Ribeiro e Luiz Nunes de Oliveira, assinam este artigo científico Felipe D. Picoli (IFSC/USP), Pedro Ivo R. Moraes (IQSC/USP), André Fonseca (UNICAMP), Ana Flavia Nogueira (UNICAMP) e Juarez L F Da Silva (IQSC/USP)
Para conferir o artigo científico publicado, clique AQUI.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
24 de março de 2025
Professores participam de formação em Física do “Programa Vem Saber” em Jaú
Jaú recebeu, no último dia 19 de março, uma importante iniciativa de qualificação para professores do ensino médio da região.
A formação foi conduzida pelos professores Antonio Carlos Hernandes e Herbert Alexandre João, do “Programa Vem Saber”, ligado ao Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).
O evento reuniu 43 educadores que lecionam disciplinas da área de Ciências da Natureza em 12 cidades atendidas pela Diretoria de Ensino de Jaú.
A capacitação combinou teoria e prática, abordando estratégias para tornar o ensino de Física mais dinâmico e envolvente.
Além de discussões sobre metodologias ativas, os participantes vivenciaram experimentos em temas como termodinâmica, circuitos elétricos, óptica, luz e laser e acústica.
A iniciativa ofereceu subsídios aos professores sobre o acesso ao ensino superior e a permanência estudantil, com foco especial nos estudantes interessados em ingressar na USP.
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
22 de março de 2025
Pós-graduandos da Bélgica e Alemanha se especializam no IFSC/USP
Michiel Rollier – Tim Van Wesemael – Prof. Odemir Bruno e Louis Böhn
Ao contrário do que normalmente tem acontecido nos últimos anos, em que alunos do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) – e da própria USP de São Carlos – ingressam em programas de pós-graduação no exterior -, constata-se agora a tendência para um movimento inverso, ou seja, além de docentes e pesquisadores, estudantes universitários oriundos principalmente da Europa procuram nosso Instituto para uma troca de experiências acadêmicas e científicas ao abrigo de convênios protocolados com a USP, procurando, inclusive, a conquista de uma dupla titulação.
O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Odemir Bruno, está credenciado como orientador na Universidade de Ghent (Bélgica) desde há alguns anos, tendo como foco os temas de Sistemas Complexos e Inteligência Artificial, uma parceria de longa duração que já rendeu muitos artigos científicos, projetos acadêmicos e o intercâmbio de vários alunos das duas universidades. Recentemente, o grupo do Prof. Odemir Bruno recebeu três alunos orientandos seus vindos da Europa – dois doutorandos da Universidade de Ghent e um outro (mestrando) da Universidade de Humboldt (Alemanha) – todos com o foco de conquistarem uma dupla titulação. Os doutorandos Michiel Rollier e Tim Van Wesemael vieram da Universidade de Ghent para passarem 06 meses no IFSC/USP, período que está prestes a expirar, enquanto Louis Böhn viajou da Alemanha até o nosso Instituto, patrocinado pelo governo de seu país, para aprofundar seus conhecimentos em ciências computacionais, com uma estada mais prolongada no sentido de concluir seu mestrado. Aprendizado de máquina e automatismo em celulares são as áreas de interesse de Michiel, enquanto Tim se dedica a estudar fenômenos relativos à fusão de informação dentro das redes.
Na véspera de seu regresso à Bélgica, Michiel e Tim fizeram uma espécie de balanço de sua estada no nosso Instituto. “Encontrei algumas coisas que são claramente diferentes da minha universidade de origem. Uma delas é a grande comunidade que existe aqui no IFSC/USP. Está tudo em um único campus e sempre tem algo acontecendo, o que provoca diálogos intensos e profícuos. É um campus muito bonito, com muitas plantas nativas e jardins bem cuidados, o que cria um ambiente agradável para caminhar, conversar e nos inspirar no trabalho. Isso, definitivamente me chamou a atenção. Além desses pormenores, andando por aqui é fácil conseguir ajuda. Nem sempre é fácil falar diretamente com as pessoas por causa da barreira do idioma, mas elas estão sempre dispostas a tentar ajudar e isso é algo muito positivo e me fez sentir bem-vindo”, sublinhou Michiel Rollier. No que diz respeito ao seu trabalho, Michiel pontuou que é uma continuação do que vem fazendo na Universidade de Ghent, sendo que a maior parte dessa pesquisa tem sido realizada em colaboração com o grupo de pesquisa do Prof. Odemir e também de forma remota com o grupo de sua universidade de origem.
Na véspera de regressar à Bélgica, Tim Van Wesemael afirmou que embora tenha trabalhado com disseminação de doenças na Universidade de Ghent, sua vinda para o IFSC/USP fez com que aplicasse seu conhecimento de uma forma muito diferente, por exemplo, classificando tipos de redes, como redes metabólicas de diferentes espécies de animais. Quanto ao campus da USP São Carlos, Tim confessa que só teve tempo para ver uma pequena parte dele. “É um campus muito bom. Dá para sentir que há muito investimento em pesquisa, muitas pessoas inteligentes por aqui. E o ambiente também é ótimo. Os prédios, as plantas… Enfim, é um ótimo lugar para estudar”, conclui o estudante.
Louis Böhn, da Universidade de Humboldt, na cidade de Berlim, Alemanha, conheceu a pós-graduação de nosso Instituto através da Internet e tornou-se mais um orientado do Prof. Odemir Bruno. Patrocinado pelo governo alemão, ele está no IFSC/USP para fazer seu mestrado após ter concluído o bacharelado em seu país de origem, justificando sua escolha da seguinte forma. “Teve vários motivos para essa escolha. Primeiro, queria fazer meu mestrado fora de meu país para ganhar experiência internacional, especialmente na área de ciências computacionais. É importante ter conhecimento internacional e entender como funcionam os sistemas em diferentes países. Além disso, escolhi o Brasil por interesse na cultura e no próprio país. No fim, escolhi a USP porque durante minha pesquisa vi que ela sempre era classificada como a melhor universidade do Brasil. Então, decidi vir para cá”, sublinha o jovem estudante, pontuando que ao deixar sua família e amigos para trás se tratou de um processo tranquilo para ele, já que sempre foi assim, propenso a mudar de um lado para outro em busca de conhecimento, de aprimoramento de suas pesquisas.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
21 de março de 2025
Campus de São Carlos recebe visita de dirigentes do CNRS – França
Visita a um dos laboratórios no Campus USP de São Carlos
O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) recebeu no passado dia 20 de março a visita de quatro dirigentes do centro nacional de pesquisas da França – Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) -, cujo foco foi consolidar as bases para a criação e instalação de um centro internacional de pesquisas do CNRS/USP na Área-2 do campus USP de São Carlos e que será essencialmente dedicado às áreas de Física e Engenharia.
A delegação do CNRS foi constituída pelo seu diretor, Dr. Thierry Dauxois; diretor científico, Dr. Bertrand Georgeot; diretor científico para as áreas de física da matéria condensada, nanociência e propriedades eletrônicas, Dr. Frédéric Petroff; e a diretora científica para as áreas de átomos, moléculas, plasma, óptica e laser, Drª Saïda Guellati-Khelifa.
Dr. Liviu Nicu, Diretor Internacional do CNRS para a América Latina
Esta visita, idealizada e organizada pelo docente do IFSC/USP e coordenador do Centro de Inovação da USP, no campus de São Carlos, Prof. Tito José Bonagamba e coordenada pelo Dr. Liviu Nicu, Diretor Internacional do CNRS para a América Latina, com escritório sediado na USP São Paulo, iniciou-se com as apresentações do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), a cargo do diretor da Unidade, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, e da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), a cargo do diretor, Prof. Fernando Martini Catalano, tendo-se seguido a apresentação do CNR pelo seu diretor, Thierry Dauxois. Após o período do almoço, os convidados visitaram diversos laboratórios do IFSC/USP e EESC/USP.
Para o Dr. Liviu Nicu, esta visita demonstrou a grande capacidade que o campus da USP de São Carlos possui em termos de ciência nas áreas de Física e Engenharia, o que consolida a criação de um centro internacional de pesquisa CNRS/USP, uma ideia que, segundo Nicu, surgiu há cerca de um ano. “O que é muito importante para nós, do CNRS, é que esta ideia tem como ponto fundamental o fato de já existirem muitas colaborações científicas entre a França e os Institutos de Física e Engenharia do campus USP de São Carlos, o que materializa a ideia e o projeto da criação desse centro nessas duas áreas do conhecimento e que, tudo indica, possa estar concluído no espaço de um ou dois anos. A França deseja muito esta ciência compartilhada, sem fronteiras, reunindo os nossos melhores parceiros científicos, como é o caso da USP”, pontuou Liviu Nicu.
Prof. Tito José Bonagamba
Ao sublinhar que o Diretor Internacional do CNRS para a América Latina, Dr. Livu Nicu, teve um papel importante nesta visita, com um olhar abrangente para as potencialidades que o campus USP de São Carlos tem para albergar o centro internacional de pesquisa do CNRS, o Prof. Tito José Bonagamba considera que este foi um passo fundamental para consolidar a ideia, além de abrir as portas para que se crie uma integração em duas instituições que historicamente contribuem para a inovação – o IFSC/USP e a EESC/USP. “O trabalho desenvolvido por essas duas Unidades da USP tem contribuído de uma forma exemplar para a inovação dedicada à sociedade, para o desenvolvimento socioeconômico e a inclusão, numa perspectiva ambientalmente correta. A criação desse centro internacional constituirá um enorme passo para a internacionalização do campus USP de São Carlos, lembrando que nesse espaço já temos um centro de inovação da USP e que tem assumido um papel relevante para trazer essa nova infraestrutura, aumentando a cultura de empreendedorismo e da inovação”.
O CNRS é uma instituição pública francesa fundada em outubro de 1939, subordinada ao Ministério da Educação Superior e Pesquisa. Esta instituição comporta dez divisões científicas, a saber: Matemática, Informática, Engenharia, Química, Física, Terra e Espaço, Ecologia e Ambiente, Biologia, Humanidades e Ciências Sociais, Núcleos e Partículas.
(Fotos: Maria Zilda / Adão Geraldo)
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
21 de março de 2025
“Ciência por Elas, Pra Elas, Com Elas” promove “Café com Elas – Mentoria”
O evento “Ciência por Elas, Pra Elas, Com Elas” promove no dia 21 de março, às 14h00, no ”Espaço Primavera” (EESC/USP) o denominado “Café com Elas”.
Essa sessão será uma oportunidade única para um bate-papo próximo com convidadas especiais, promovendo trocas de experiências e orientações sobre carreira, desafios e conquistas na ciência, enquanto aprecia um café.
A mentoria é realizada em parceria com o grupo “Minas do IFSC” e tem como objetivo fortalecer redes de apoio entre mulheres na ciência, criando um ambiente inspirador para o desenvolvimento acadêmico e profissional.
Participantes:
Profª Eliade Ferreira Lima – Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA);
Profª Katemari Diogo da Rosa – Universidade Federal da Bahia (UFBA);
Profª Mirlene Fátima Simões – Fundadora do Instituto Angelim;
Profª Maria da Graça Campos Pimentel – Universidade de São Paulo;
Profª Ana Paula Ulian de Araújo – Universidade de São Paulo;
M.Sc Luana Corsi – Consultora LIMS (Laboratory Information Management System);
M.Sc Camilla Costa – Pesquisadora Associada – SyneosHealth;As vagas são limitadas a 36 participantes.
Garanta sua participação inscrevendo-se no link – https://linktr.ee/spiechapter
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
21 de março de 2025
IFSC/USP desenvolve sensor flexível para monitoramento da qualidade do ar em tempo real
Um novo avanço tecnológico, promissor, acaba de ser desenvolvido por pesquisadores do IFSC/USP e da Universitat Rovira i Virgili, na Espanha. Trata-se de um sensor flexível, inovador, capaz de detectar poluentes atmosféricos, especialmente o dióxido de nitrogênio (NO2), um dos principais responsáveis pela poluição urbana. A tecnologia, que combina materiais de ultima geração, permite um monitoramento preciso e contínuo da qualidade do ar.
Principais benefícios
Dentre os principais benefícios apresentados por este novo sensor, podem-se destacar a sua alta sensibilidade, sendo capaz de detectar NO2 abaixo do limite de segurança imposto pela OMS (1 ppm), sua eficiência energética e baixo custo. Além disso, o sensor é fabricado em substrato de PET e com materiais que não apresentam toxidade, podendo ser reciclado. O novo sensor apresenta-se portátil e bastante versátil, podendo ser incorporado em roupas e acessórios para monitoramento em tempo real da qualidade do ar, ajudando a prevenir a exposição a gases tóxicos em áreas urbanas e industriais que liberam grande concentração de poluentes tóxicos.
O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Valmor Roberto Mastelaro é um dos autores do artigo científico publicado na revista científica “Materials Science in Semiconductor Processing”, que dá a conhecer esta inovação, e sobre a pesquisa que foi feita para o desenvolvimento deste novo sensor ele comenta: “Este trabalho faz parte da pesquisa de doutorado da aluna Amanda Akemy Komorizono e foi realizado em colaboração com o Prof. Eduard Llobet, da Universitat Rovira i Virgili, da Espanha, cujo destaque vai para o desenvolvimento de um sensor flexível de baixo custo capaz de detectar concentrações de NO2 abaixo do limite recomendado pela OMS”, pontua o pesquisador.
No que concerne às dificuldades encontradas para concluir esta pesquisa, a pesquisadora Drª Amanda Akemy Komorizono ressalta que “a principal dificuldade foi conseguir uma composição de rGO/ZnO que operasse a temperatura ambiente e ao mesmo tempo tivesse uma boa sensibilidade. O rGO é conhecimento por operar a baixas temperaturas, no entanto apresenta uma baixa resposta. Já os semicondutores de óxidos metálicos, como o ZnO, exibem excelente resposta, mas operando em temperada elevada (> 200 °C). Neste trabalho, estudamos composições que obtivessem os melhores resultados através da formação do compósito de rGO/ZnO. Além disso, por se tratar de um sensor flexível, também tivemos que tomar cuidado na escolha dos materiais para fabricar os eletrodos e na aderência do rGO/ZnO a esse eletrodo, para que o sensor não fosse danificado quando estivesse flexionado. A importância deste trabalho é o desenvolvimento de um sensor de gás de baixo custo, operando sem a necessidade de um aquecedor e que possa ser acoplado em roupas e acessórios para o monitoramento, em tempo real, do ar atmosférico”, conclui a pesquisadora.
Além do Prof. Valmor Mastelaro e da pesquisadora Amanda Akemy Komorizono, assinam este artigo científico os pesquisadores, Ramon Resende Leite, Silvia De la Flor e Eduard Llobet.
Este projeto contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e colaboração internacional.
Para conferir o artigo científico, clique AQUI.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
20 de março de 2025
SARS-Cov-02 – Aprendizado de máquina e microscopia óptica possibilitam desenvolvimento de imunossensores ultra-sensíveis
Pesquisador Dr. Pedro Ramon Almeida Oiticica
IFSC/USP avança na detecção do SARS-CoV-2
Pesquisadores do IFSC/USP, em colaboração com a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e a Embrapa Instrumentação, desenvolveram uma plataforma inovadora para diagnóstico, que combina aprendizado de máquina e microscopia óptica para detectar o SARS-CoV-2 em concentrações extremamente baixas. O estudo, publicado na revista científica “ACS Sensors”, apresenta uma nova técnica de imunossensoriamento que supera os métodos convencionais em sensibilidade e especificidade, abrindo caminho para um diagnóstico mais acessível e rápido.
A pesquisa, liderada pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Jr. e sua equipe, demonstra que essa nova plataforma para diagnóstico pode identificar a presença do SARS-CoV-2 em concentrações tão baixas quanto 1 unidade formadora de placa por mililitro (PFU/mL). Essa capacidade de detecção é mil vezes mais sensível do que os sensores baseados em ressonância de plásmons localizada (LSPR) convencionais, usando a mesma tecnologia de imunossensoriamento.
Revolucionando a detecção de vírus com imagens impulsionadas por IA
Os biossensores tradicionais dependem de técnicas de medidas, que requerem equipamentos nem sempre à disposição em ambientes clínicos ou em prontos atendimentos primários. Ao aproveitar a microscopia óptica e a IA, a nova abordagem oferece uma alternativa de baixo custo com muito mais sensibilidade.
A plataforma utiliza uma rede neural convolucional (CNN – “Convolutional Neural Networks”) conhecida como MobileNetV3_Small, juntamente com um classificador baseado no algorítmo Máquinas de Vetores de Suporte (SVM – “Support Vector Machines”), atingindo uma precisão de 91,6% e uma especificidade de 96,9% na distinção de amostras negativas. Além disso, na classificação binária, onde apenas resultados positivos e negativos foram considerados, o modelo alcançou uma impressionante precisão de 96,5%, destacando sua robustez como ferramenta diagnóstica.
Como a Tecnologia Funciona
O imunossensor é baseado em substratos de vidro com nano-ilhas de ouro (AuNI) funcionalizados com anticorpos e que visam a proteína Spike S1 do SARS-CoV-2. Quando expostos a amostras contendo o vírus, esses sensores sofrem mudanças texturais sutis, observáveis por microscopia óptica. Algoritmos de IA analisam então as imagens, detectando padrões indicativos da presença viral com precisão extraordinária.
Uma descoberta fundamental do estudo é que a textura da imagem – em vez da cor – desempenha um papel essencial na detecção do vírus. Isso sugere que o método pode ser aplicado a outras plataformas de biossensores baseadas em mecanismos de detecção por adsorção.
Implicações para diagnósticos futuros
A capacidade de detectar concentrações ultrabaixas de SARS-CoV-2 abre possibilidades para a triagem de infecções em estágio inicial e monitoramento em tempo real em ambientes clínicos e comunitários. Comparado a testes de antígeno tradicionais que possuem limites de detecção mais altos, esta nova técnica alcança uma sensibilidade comparável ao RT-PCR, o padrão ouro para diagnósticos virais.
Além disso, os pesquisadores enfatizam que a abordagem pode ser adaptada para a detecção de outros patógenos virais e biomarcadores, tornando-se uma ferramenta versátil para futuras aplicações em biossensores. Estudos em andamento exploram sua implementação com microscópios de menor ampliação e até câmeras de smartphones, o que poderá aumentar ainda mais sua acessibilidade.
Expansão da tecnologia além da COVID-19
A integração do aprendizado de máquina com a microscopia óptica oferece um caminho promissor para o desenvolvimento de dispositivos diagnósticos portáteis e de baixo custo. A equipe de pesquisa demonstrou que a plataforma pode ser implantada com recursos computacionais mínimos, tornando-a viável para uso em ambientes com recursos limitados. O modelo MobileNetV3_Small, por exemplo, processa imagens em apenas 0,18 segundos, permitindo detecção em tempo real.
Além disso, a capacidade da plataforma de diferenciar entre diferentes concentrações de partículas virais pode ser crucial para a detecção precoce, mesmo em indivíduos assintomáticos. Essa funcionalidade é essencial para o controle de doenças infecciosas e para mitigar surtos antes que eles se tornem pandêmicos.
Os pesquisadores também destacam a possibilidade de adaptação da metodologia para detectar outros patógenos, como influenza, vírus sincicial respiratório (RSV) e novas ameaças virais emergentes. Modificando a funcionalização dos substratos plasmônicos, o imunossensor pode ser ajustado para detectar biomarcadores específicos associados a diversas doenças.
Perspectivas futuras
Embora o estudo atual tenha se concentrado em microscopia óptica de alta ampliação (400X), pesquisas em andamento buscam explorar técnicas de imagem de menor ampliação, incluindo o uso de câmeras de smartphones para aplicações nos pontos de atendimento. Esse desenvolvimento pode ampliar ainda mais a acessibilidade e a relação custo-benefício, expandindo o alcance dos diagnósticos avançados além dos laboratórios especializados.
A equipe de pesquisa também está investigando arquiteturas de aprendizado profundo que possam otimizar ainda mais o desempenho da classificação. Além disso, estão sendo feitos esforços para integrar abordagens de aprendizado de máquina, combinando múltiplas técnicas de extração de características para aprimorar a robustez da detecção viral.
O pesquisador do IFSC/USP, Dr. Pedro Ramon Almeida Oiticica, primeiro autor do artigo científico, comenta esta pesquisa da seguinte forma: “Este novo estudo representa um passo significativo na democratização dos diagnósticos avançados por meio da integração de IA e microscopia e o nosso trabalho só foi possível graças ao apoio das agências de fomento à pesquisa: FAPESP, CAPES e CNPq. Acreditamos que políticas sólidas de apoio à ciência e tecnologia são fundamentais para que nosso país se desenvolva mais rapidamente, gerando um grande retorno para a sociedade. Temos muita satisfação em aproveitar esses recursos para desenvolver pesquisas que contribuam para a sociedade, promovendo o bem-estar e o fortalecimento científico do país. Continuaremos trabalhando para desenvolver soluções inovadoras e acessíveis na área de sensores, aplicadas em diversas frentes da biotecnologia e do diagnóstico”, finaliza o pesquisador
Além de Pedro R. A. Oiticica, este estudo pioneiro foi conduzido por uma equipe multidisciplinar composta por: Monara Angelim, Juliana Soares, Andrey Soares, José Proença-Módena, Odemir Bruno e Osvaldo Novais de Oliveira Jr.
Acesse AQUI o artigo científico.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
19 de março de 2025
Docente do IFSC/USP assume funções dentro da Diretoria Científica da FAPESP
O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Luiz Vitor de Souza Filho, foi convidado pelo Diretor Científico da FAPESP, Prof. Dr. Marcio de Castro Silva Filho, a desenvolver as funções de Coordenador Geral de Programas Estratégicos e Infraestrutura da Direção Científica da Fundação.
Dentre as funções que irão ser desempenhadas pelo docente estão, entre outras, o auxílio na análise de propostas de pesquisa e a representação da citada Diretoria Científica.
O IFSC/USP parabeniza o Prof. Dr. Luiz Vitor de Souza Filho.
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
12 de março de 2025
12 de março de 2025
Destaque da Produção Científica do IFSC/USP em fevereiro de 2025
Para ter acesso às atualizações da Produção Científica cadastradas no mês de fevereiro de 2025, clique (AQUI) ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).
As atualizações também podem ser conferidas no Totem “Conecta Biblio”, em frente à Biblioteca.
A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC/USP, no periódico “ACS Nano” (VER AQUI).
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
11 de março de 2025
Pesquisadores do IFSC/USP revelam como a resistência a antibióticos carbapenêmicos se espalha em hospital brasileiro
(Créditos – “First Post”)
Estudo liderado por pesquisadores do IFSC/USP alerta para nova ameaça à saúde pública.
Um estudo inovador liderado por pesquisadores do IFSC/USP, em parceria com o University Medical Center Utrecht (Holanda) e o Hospital Risoleta Tolentino Neves (MG), revelou que um tipo de material genético, chamado plasmídeo IncQ1, está ajudando a espalhar genes que resistem a antibióticos em um hospital brasileiro.
Publicado na prestigiada revista científica Microorganisms, o estudo alerta para o risco crescente desse fenômeno invadir e permanecer no ambiente hospitalar, o que pode dificultar o tratamento de infecções.
Os antibióticos carbapenêmicos são considerados uma das últimas opções para tratar infecções graves, mas, no entanto, muitas bactérias desenvolveram um mecanismo de defesa contra eles, chamado KPC, que torna esses antibióticos ineficazes. O estudo analisou 49 amostras de bactérias coletadas entre 2009 e 2016 em um hospital de Belo Horizonte e descobriu que 67% delas possuíam o gene blaKPC, responsável por essa resistência. Dessas, 85% tinham o gene armazenado em uma configuração genética denominada NTEKPC-IId diferente das normalmente encontradas no país, um pequeno pedaço de DNA que pode ser
Esquema do plasmídeo IncQ1 que carrega o elemento genético NTEKPC-IId, que se espalhou pelas bactérias do hospital
transferido facilmente entre diferentes bactérias. O grupo identificou, também, que essa configuração genética estava sendo carreada entre as diferentes bactérias do hospital através de um elemento genético conhecido como plasmídeo IncQ1.
Os pesquisadores descobriram que esse material genético pode passar de uma bactéria para outra, atingindo espécies como Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli e Enterobacter spp., sem prejudicar a sobrevivência das bactérias, significando que a resistência pode se espalhar rapidamente entre microrganismos diferentes dentro do hospital.
Uma das descobertas mais preocupantes foi a identificação de uma bactéria da espécie Enterobacter cloacae, que possuía 8 plasmídeos diferentes, sendo que quatro deles carregavam um total de 24 genes de resistência a antibióticos de diferentes classes. Além do gene de resistência ao carbapenêmico nesta bactéria, os pesquisadores ressaltam outro gene chamado mcr-9, que confere resistência à colistina – um antibiótico usado como última alternativa para tratar infecções graves. A combinação desses vinte e quatro genes de resistência dificulta ainda mais o tratamento, tornando algumas infecções praticamente intratáveis.
Os pesquisadores destacam a importância de monitorar e entender como essas bactérias resistentes se espalham para desenvolver estratégias eficazes de combate. “A presença desses plasmídeos móveis e sua capacidade de transmissão entre diferentes espécies representam um grande desafio para o controle da resistência aos antibióticos”, afirma a Profª Dra. Ilana Camargo, do Laboratório de Epidemiologia e Microbiologia Moleculares – LEMiMo – do IFSC/USP e coordenadora do estudo, que acrescenta: “Quando falamos sobre a disseminação da resistência antimicrobiana (RAM), pensamos na disseminação de uma espécie de bactéria resistente por toda a enfermaria do hospital ou UTI. No entanto, esta não é a única maneira pela qual a RAM se espalha”, explica a pesquisadora.
Profª Dra. Ilana Camargo
Neste estudo, conduzido pela Dra. Camila Boralli durante o seu Doutorado junto ao LEMiMo (ISFC-USP), ela mostrou que elementos genéticos móveis podem se esconder em várias espécies de bactérias e dificultar a percepção de que há uma disseminação. “A Dra. Boralli queria estudar diferentes ambientes genéticos carregando o gene blaKPC em bactérias gram-negativas de um hospital em Belo Horizonte. O hospital forneceu bactérias resistentes a carbapenêmicos de 2009 a 2016, e Camila as rastreou para a presença do gene KPC, a presença de Tn4401 e clonalidade. Ela investigou apenas diferentes clones carregando NTEKPC e, para nossa surpresa, havia apenas o tipo NTEKPC-IId naquele hospital. Além disso, esse elemento estava em plasmídeos do tipo IncQ1, mostrando disseminação multiespécies. Embora ela também tenha investigado a capacidade de replicação e conjugação desses plasmídeos em diferentes espécies – cientistas, vale a pena conferir! -, a primeira mensagem que precisamos que você se lembre é que a disseminação de RAM também significa disseminação de genes. Você pode não ter apenas uma espécie se espalhando, mas um plasmídeo escondido e conjugando-se a diferentes espécies bacterianas. Neste caso, plasmídeos do tipo IncQ1 carregando NTEKPC-IId foram encontrados em várias bactérias, incluindo as linhagens clonais de alto risco K. pneumoniae ST11 e ST147”, finaliza a pesquisadora.
Este estudo contou com os financiamentos da CAPES e CNPq.
Para conferir o artigo científico, clique AQUI.
(Créditos da imagem na Home – “Global Press Journal”)
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
10 de março de 2025
“26º Encontro USP Escola” (14 a 16 de julho de 2025) – Inscrições até 24 de março
O Encontro USP Escola, criado pela Universidade em 2011 e incorporado ao “Programa USP Aproxima Escola” da Pró-Reitoria de Cultura e Extensão Universitária em 2024, é uma iniciativa de extensão universitária realizada nas férias escolares (verão e inverno) e tem duração de uma semana. O evento oferece uma variedade de cursos, palestras e oficinas para professores do ensino básico, buscando atender às necessidades trazidas por educadores e gestores do ensino público. Os cursos, de 30 horas, são ministrados simultaneamente e conduzidos não só por docentes USP e seus grupos de pesquisa, como também por especialistas indicados pela comissão organizadora do evento. O evento costuma contar com a participação de 300 a 500 pessoas (professores-cursistas), em sua ampla maioria da rede pública de ensino.
O 26º Encontro, excepcionalmente, terá duração de 3 dias e os cursos terão 10 horas de atividades extraclasse. As inscrições para participação no evento estarão abertas até dia 24 de março do corrente ano, pelo formulário [link].
Mais informações podem ser obtidas pelo e-mail encontro.usp.escola@usp.br.
Cabe esclarecer que o cadastro dos cursos propostos pelos docentes USP no Sistema Apolo será realizado pelos organizadores do evento, com base nos dados inseridos no formulário acima mencionado.
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
7 de março de 2025
IFSC/USP auxilia UFES e convida dermatologistas – Redes neurais e imagens de fluorescência no rastreio e diagnóstico do câncer de pele
Espírito Santo (ES) é o Estado brasileiro que apresenta uma incidência considerável de câncer de pele, isso porque uma parte significativa da população é constituída por imigrantes oriundos da Europa, principalmente alemães e pomeranos – povo de origem alemã que migrou para o Brasil no século XIX e descendentes de famílias que viviam na antiga Pomerânia, uma região que se estendia do norte da Polônia até a Alemanha -, e cujas características físicas destacam pele muito clara, por isso vulnerável aos raios solares.
Devido a isso, desde a década de 80 o Programa de Assistência Dermatológica e Cirúrgica (PAD) da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) está realizando mutirões em muitas regiões do Estado -principalmente no interior – com a introdução de tratamentos através de técnicas convencionais. Contudo, embora essas ações sejam extremamente importantes, o certo é que se torna fundamental realizar inicialmente um diagnóstico com o intuito de saber se as lesões na pele das pessoas atendidas são benignas ou malignas, algo que, nesse caso, se torna complicado fazer nesses mesmos mutirões, já que a forma mais tradicional de diagnóstico desses casos é através da realização de’ biópsias.
Com o advento e consequente aprimoramento da Inteligência Artificial (IA) os médicos que colaboram nesses plantões lançaram a ideia de criar um banco de imagens que pudesse auxiliar no diagnóstico de cada paciente. Contatado para essa finalidade, coube ao Prof. Renato Krohling, da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), a missão de desenvolver um aplicativo que pudesse albergar um banco de dados (imagens), treiná-lo e validá-lo. Resumidamente, bastaria bater uma foto da lesão através do celular e carregá-la no algoritmo do banco de dados, para saber se essa lesão era benigna ou maligna. Esse banco de dados foi muito bem elaborado, já que, junto com a foto, aparecem várias outras informações, como a localização da lesão, a identificação do paciente e o seu fototipo, idade, etc.. Contudo, embora o desempenho desse algoritmo se tenha mostrado eficaz, o certo é que o seu desempenho não conseguiu atingir um diagnóstico preciso, como o que é obtido por um especialista em dermatologia.
A colaboração do IFSC/USP com imagens de fluorescência
Para melhorar substancialmente o banco de dados, o Prof. Renato. Krohling pediu ajuda aos pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), atendendo a que esse grupo trabalha desde há muito tempo com a técnica de fluorescência, sendo que a partir daí se poderia criar um outro banco de imagens, desta vez de fluorescência, e que atualmente está ajudando – e muito – os médicos que participam nesse mutirão, já que dessa forma os diagnósticos se apresentam muito mais precisos.
Um trabalho publicado recentemente na revista científica “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” mostra que imagens de fluorescência, obtidas com um smartphone conseguem trazer um ganho substancial em termos de precisão no diagnóstico de câncer de pele em cerca de 5%, conforme salienta o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Sebastião Pratavieira. “Ainda não chega a 100%, mas se formos comparar com os métodos atuais de processamento de imagem, isso está no que chamamos de “estado da arte” e é um método realmente que tem futuro. O que precisamos agora é aumentar esse banco de dados, de imagens, tanto de fluorescência quanto de luz branca. Consideramos que há potencial, visto que os algoritmos de IA estão se tornando mais avançados. Então, a ideia é poder ter uma imagem de luz branca e outra de fluorescência, e agregar esses dados que, certamente, irão chegar a um resultado cada vez melhor. Se efetivarmos isso em situações similares aquela que está ocorrendo no Estado do Espírito Santo, onde principalmente no interior do Estado existe um conjunto grande de populações sem que exista um médico dermatologista experiente a todo momento, isso é relevante pois dá um auxílio enorme no diagnóstico”, sublinha o pesquisador.
O convite à participação de dermatologistas
Contudo, outra finalidade – talvez uma das mais importantes – é motivar os dermatologistas interessados em contribuir com esse banco de imagens para que se dê um apoio eficaz a um maior número de populações atingidas pelo câncer de pele, até porque o IFSC/USP disponibilizará o equipamento de fluorescência (Lince) já existente comercialmente. “Vamos obter fotos de luz branca, de fluorescência, porque o primeiro passo é aumentar esse banco de dados. E, depois, a outra questão é a parte matemática em si, já que ao existir esse banco de dados podem-se testar novas ideias de algoritmos que, por si só, podem aumentar a porcentagem de sucesso no diagnóstico desse tipo de câncer”, finaliza o pesquisador.
O citado banco de dados é aberto ao público e pode ser acessado no artigo científico publicado na “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” (VER AQUI).
Confira AQUI a matéria publicada pela TV Espírito Santo sobre os mutirões acima citados.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação -IFSC/USP
7 de março de 2025
Docente do IFSC/USP vence seleção para cátedra na Alemanha – CAPES
Prof. Philippe Courteille (arquivo pessoal)
A bolsa de cátedra da chamada 1 do Edital nº 20/2024, do Programa Cátedra Tübingen, será concedida ao professor associado do Instituto de Física de São Carlos, da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), Philippe Wilhelm Courteille. Livre docente pela USP e pela Universidade de Tübingen, o acadêmico venceu a seleção, na área de Física Quântica, e conduzirá pesquisas sobre interação coletiva entre luz e átomos ultrafrios na instituição alemã.
O pesquisador consta no resultado da primeira chamada do edital, publicado no Diário Oficial da União e no site da CAPES de 27 de fevereiro último. Alemão e francês, Philippe Courteille atuou por oito anos em Tübingen antes de vir para o Brasil para trabalhar na USP, em 2010. E diz ter o objetivo de, com palestras, “contribuir para aumentar a visibilidade do IFSC/USP na Alemanha e, em particular, na Universidade de Tübingen, e talvez até convencer alunos alemães a se candidatarem a um programa de pós-graduação brasileiro”.
Como já citado, Philippe Wilhelm Courteille possui livre docência pelas Universidades de São Paulo (2011) e de Tübingen (2009). Também tem habilitação para dirigir pesquisa pela Universidade de Aix-Marselha, na França (2001). É mestre e doutor em Física pela Universidade de Hamburgo, na Alemanha — os títulos foram obtidos em 1989 e 1995, respectivamente.
“Junto com meus colegas em Tübingen, quero estudar efeitos coletivos na interação entre nuvens de átomos leves e ultrafrios e sua aplicação em novas tecnologias de informação quântica”, diz Courteille. “Há vários anos, a área de tecnologias de informação quântica está no foco do interesse internacional. Governos e corporações financeiramente fortes em todos os países industrializados estão investindo bilhões no desenvolvimento de computadores quânticos, comunicação quântica e sensores quânticos”, continua.
Para viabilizar o trabalho na Alemanha, o pesquisador receberá uma bolsa com duração entre seis meses e um ano. A mensalidade é de € 3,5 mil. Além disso, serão pagos auxílios para deslocamento e instalação, seguro saúde e adicional localidade. Courteille poderá indicar um bolsista de pós-doutorado e um bolsista de doutorado-sanduíche para auxiliá-lo na missão de promover a colaboração em educação e pesquisa entre Alemanha e o Brasil.
Sobre o Programa
O Programa Cátedra Tübingen incentiva o intercâmbio científico e a mobilidade acadêmica, assim como aumenta a cooperação entre instituições de ensino superior e centros de pesquisa brasileiros e alemães. Além disso, impulsiona o conhecimento naquela instituição sobre as contribuições de pesquisadores e educadores do Brasil, dando maior visibilidade internacional à produção acadêmica, científica, tecnológica e cultural dos catedráticos brasileiros.
(Texto – CGCOM/CAPES)
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
6 de março de 2025
Editais para os processos seletivos de ingresso no 2º semestre de 2025 – Física Teórica e Experimental, Física Biomolecular e Física Computacional
Aos alunos e docentes:
Os editais para os processos seletivos de ingresso no 2º semestre de 2025, nas áreas de Física Teórica e Experimental, Física Biomolecular e Física Computacional, estão disponíveis em: www.ifsc.usp.br/posgraduacao na aba Processo Seletivo.
É importante que todos leiam os Editais e antecipem suas dúvidas.Lembramos que os(as) candidatos(as) para a área de Física Teórica e Experimental devem apresentar nota do EUF.
Os candidatos para as áreas de Física Biomolecular e Física Computacional devem apresentar nota de exame realizado pela CPG cuja inscrição estará aberta no período entre os dias 10 de março até 04 de abril de 2025.
Informações detalhadas nos editais.
Em caso de dúvidas, entrem em contato com o serviço de pós-graduação do IFSC (svposgrad@ifsc.usp.br).
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
27 de fevereiro de 2025
Aula Magna com Prêmio Nobel da Fisica 2023 – Profª Drª Anne L’Huillier
AO VIVO NO CANAL YOUTUBE
(CLIQUE NO CARTAZ)
26 de fevereiro de 2025
26 de fevereiro de 2025
Escritórios científicos do Departamento de Defesa dos EUA discutem financiamento de empreendimentos científicos na América Latina
Representantes dos escritórios científicos do Departamento de Defesa dos EUA visitarão o IFSC/USP no próximo dia 26 de março para constatarem as capacidades de pesquisa do Instituto, bem como apresentarem e discutirem programas do governo dos EUA voltados para o financiamento de empreendimentos científicos na América Latina, principalmente no Brasil.
A presença dos escritórios científicos do Departamento de Defesa dos EUA no IFSC/USP, que ocorrerá no dia 26 de março, às 10h00, no Auditório “Prof. Sérgio Mascarenhas”, incluirá o Office of Naval Research Global (ONRG) (Marinha dos EUA), o US Air Force Office of Scientific Research-International Office (AFOSR-IO) (Força Aérea dos EUA) e o US Army Combat Capabilities Development Command – International Technology Center – Brazil (DEVCOM AME – ITC Brazil (Exército dos EUA).
Todos os docentes e pesquisadores do IFSC/USP estão convidados a participar neste evento, um convite que se estende aos demais pesquisadores do Campus USP de São Carlos, nas suas mais diversas áreas de pesquisa.
Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP