Prof. Dr. LAUDEMIR CARLOS VARANDA

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Histórico

Bacharel em Química pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1996), Mestre em Química (Físico-Química) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1999) e doutor em Química (Físico-Química) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2003). Realizou estágio de aperfeiçoamento no Instituto de Ciencia de Materialdes de Madrid - ICMM, Espanha (2000-01). Realizou estágio de pós-doutoramento na Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho executando o projeto "Filmes Magnéticos nanoestruturados e auto-organizados" (11/04-07/07). Atualmenté é Prof. Dr. do Instituto de Química de São Carlos - USP (departamento de Físico-Química) ministrando aulas de graduação e pós-graduação. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Físico-Química, Química de Colóides e Química de Materiais, atuando principalmente nos seguintes temas: nanopartículas metálicas, dispersões coloidais, tamanho e forma de partículas, distribuição de tamanho, estabilidade de colóides, materiais magnéticos, propriedades magnéticas e estruturais e materiais magnéticos para biomedicina. Ministra disciplinas de físico-química, físico-química experimental, química de materiais e química de colóides.


Linhas de Pesquisa

1. Nanotecnologia - Nanomateriais Magnéticos Funcionalizados para aplicação biomédica e biotecnológica

O interesse reside em aliar os avanços da nanotecnologia para o desenvolvimento de nanobiossensores que possibilitem diagnósticos e tratamentos contra vários tipos de patologia. Pretende-se promover o recobrimento das nanopartículas magnéticas (óxidos e metálicas) com moléculas biocompatíveis e/ou biosseletivas visando sua utilização em análise, segurança e controle de alimentos, detecção de analitos específicos, controle ambiental e aplicações biomédicas, nessa última, ressaltando aplicações em rastreamento e mapeamento de áreas do corpo humano através de imagem por ressonância magnética, liberação controlada de drogas em áreas específicas do corpo humano, tratamento de câncer através de hipertermia, radioterapia, separação de células e reparo de tecidos. Vários tipos de macromoléculas, naturais e sintéticas, são utilizadas para promover a funcionalização das nanopartículas, além de se aproveitas técnicas de sínteses para modificar as macromoléculas com grupos que a tornem, por exemplo, luminescente permitindo sua utilização como sinalizadores. Desta forma, é possível aliar em uma mesma nanopartícula diversas e distintas funções tornando-a um nanosensor multifuncional.


2. Química de Materiais - Nanomateriais: síntese, caracterização e aplicações de materiais em escala nanométrica

Estudo de sínteses e estabilidade de materiais em escala nanométrica através do desenvolvimento de novas rotas sintéticas e da modificação e aperfeiçoamento de outras já existentes, para a produção de nanopartículas através de métodos químicos tipo botton-up . Tais modificações visam a obtenção de nanopartículas de alta qualidade com composição e estrutura bem definidas e homogeneidade de tamanho e forma, objetivando a obtenção de materiais nanoestruturados e auto-organizados. Dentre os nanomateriais estudados destacam-se os materiais magnéticos na forma metálica/bimetálica (Fe, Pt, Pd, Co. Ni. Cu e suas combinações), bem como os óxidos inorgânicos, principalmente àqueles a base de Fe, além de outros metais e óxidos não-magnéticos como Au e Ag. O estudo das propriedades desses nanomateriais, sobretudo às magnéticas, pode permitir sua aplicação em diversas áreas tecnológicas através da sua utilização na construção de diferentes dispositivos.


3. Química de Colóides e Interfaces Preparação e caracterização de nanomateriais híbridos

Nanopartículas magnéticas uniformes com tamanho controlado possuem elevada área de superfície caracterizada principalmente por apresentar defeitos promovidos pela não homogeneidade nas ligações dos átomos que constituem a superfície. Esse fenômeno se reproduz em elevada energia de superfície que pode ser minimizada pela adsorção química ou física de moléculas orgânicas, biológicas, poliméricas, macromoléculas e compostos inorgânicos, promovendo o que atualmente é denominado de engenharia de superfície . A modificação adequada dessa superfície com as moléculas de interesse é utilizada para a produção de nanoestruturas tipo casca-caroço (core-shell), camada por camada (layer-by-layer) que permitem a dequação e ou modificação das propriedades das nanopartículas. Adicionalmente, o controle da camada de recobrimento no que se refere à natureza e tamanho das moléculas ou compostos, às vezes denominados de espaçadores, permite a obtenção de sistemas auto-organizados em duas e três dimensões com diferentes arranjos estruturais constituindo os materiais auto-organizados (self-assembled) e nanoestruturas de superrede (superlattice nanostructure). Ainda, é possível funcionalizar as nanopartículas com moléculas biocompatíveis e biosseletivas para uma variedade de aplicações biomédicas e biotecnológicas.


4. Nanotecnologia de gravação - Nanomateriais Magnéticos auto-organizados e nanoestruturados para aplicação em sistemas de gravação magnética de ultra-alta densidade (Tbits/inch square)

A utilização de sistemas auto-organizados de nanopartículas metálicas parece vir a constituir a próxima geração de sistemas de gravação magnética denominados de ultra-alta densidade (Self-Ordered Magnetic Arrays SOMA). O objetivo dessa linha é a preparação de nanopartículas magnéticas metálicas de FePt monodispersas e algumas ligas ternárias envolvendo a base FePt e elementos como Co, Cu e Ni através da metodologia conhecida como processo poliol modificado com o intuito de modular as propriedades magnéticas desses materiais. As nanopartículas serão utilizadas na formação de sistemas de nanoestruturas auto-organizadas em duas e três dimensões através da utilização de moléculas orgânicas adsorvidas na superfície das mesmas atuando como espaçadores interpartículas. Devido à sua estrutura, essas partículas apresentam anisotropia magnetocristalina e podem ser utilizadas em gravação magnética perpendicular em sistemas de ultra-alta densidade de gravação, Ainda, sistemas nanoestruturados em três dimensões vislumbrando aplicação em memórias de volume magnéticas. Uma variação da utilização de nanopartículas na forma esférica é a preparação de nanofios de FePt os quais aliam as propriedades anisotrópicas de forma e magnetocristalina intensificando a potencial aplicação nos sistemas de gravação.


5. Química de Materiais estudos estruturais em nanopartículas metálicas e recobertas com óxidos em estruturas do tipo casca-caroço (core-shell)

Estudo da estrutura atômica de nanopartículas metálicas, sua relação com efeitos de tamanho e forma e a influência nas demais propriedades, principalmente magnéticas. Analisar os efeitos de recobrimento da superfície metálica com óxidos magnéticos, suas interações magnéticas decorrentes desse recobrimento e como tais interações afetam as propriedades magnéticas, visando modular as propriedades magnéticas para aplicações em nanobiomedicina e nanobiotecnologia.


Publicações

Relevantes nos últimos cinco anos:

VARANDA, L. C. ; SANTIAGO, Elisabete Inácio ; VILLULLAS, Hebe de Las Mercedes . Carbon-Supported Pt-Co Catalysts Prepared by a Modified Polyol Process as Cathodes for PEM Fuel Cells. Journal of Physical Chemistry C. Nanomaterials and Interfaces, v. 111, p. 3146-3151, 2007.

VARANDA, L. C. ; IMAIZUMI, Momotaro ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel . Temperature dependence and magnetocrystalline anisotropy studies of self-assembled L10-Fe55Pt45 ferromagnetic nanocrystals. Journal of Applied Physics, v. 101, p. 123918, 2007.

VARANDA, L. C. ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel ; IMAIZUMI, Momotaro . Temperature dependence and magnetocrystalline anisotropy studies of self-assembled L10-Fe55Pt45 ferromagnetic nanocrystals. Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology, v. 116, p. 1, 2007.

VARANDA, L. C. ; MALHEIROS, Arthur Raposo ; PEREZ, J. ; VILLULLAS, Hebe de Las Mercedes . The AOT + n-Butanol + n-Heptane + Water System: Phase Behavior, Structure Characterization and Application to Pt70Fe30 Nanoparticle Synthesis. Langmuir, v. 23, p. la702146q, 2007.

VARANDA, L. C. ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel . Self-Assembled FePt Nanocrystals with Large Coercivity: Reduction of the fcc-to-L10 Ordering Temperature. Journal of the American Chemical Society, v. 128, p. 11062/ja060711-11066, 2006.

CAVICHIOLLI, M. ; VARANDA, L. C. ; MASSABINI, A. C. ; MELNIKOV, P. . Silver nanoparticles synthesized by thermal reduction of a silver(I)-aspartame complex in inert atmosphere. Materials Letters, v. 59, p. 3585-3589, 2005.

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COELHO, Adelino A ; IMAIZUMI, Momotaro ; LAKS, Bernardo ; ARAUJO, Alexandre A ; MOTA, Marilsa A ; GAMA, Sergio ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel ;
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VARANDA, L. C. et al., Structural and magnetic transformation of monodispersed iron oxide nanoellipsoidal particles in a reducing atmosphere. Journal of Applied Physics, v. 92, n. 4, p. 2079-2085, 2002.

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GODOI, R. H. M. ; VARANDA, L. C. ; MARQUES, Rodrigo Fernando Costa ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel . Yttrium iron garnet heterocoagulated by silica. IEEE Transactions on Magnetics, v. 38, n. 5, p. 2625-2627, 2002.

MARQUES, Rodrigo Fernando Costa ; JAFELICCI JÚNIOR, Miguel ; SANTOS, C. O. P. ; JARDIM, R. F. ; SOUZA, J. A. ; GODOI, R. H. M. ; VARANDA, L. C. Nanoparticles of La1-xSrxMnO3 perovskites. IEEE Transactions on Magnetics, v. 38, n. 5, p. 2892-2894, 2002.


Pessoal