Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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MATERIAIS EM CONDIÇÕES EXTREMAS

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O principal objetivo deste subprograma de pesquisa interna é o desenvolvimento e aplicação de técnicas síncrotron e técnicas complementares para a investigação as propriedades microscópicas da matéria sob temperaturas ou pressões extremas ou intensos campos magnéticos.

 

Quando a matéria é submetida a essas condições extremas, ela pode apresentar novas propriedades físicas e químicas. Por exemplo, ao serem comprimidos a altas pressões, os materiais podem exibir características físicas completamente inusitadas, passando de metais para isolante ou supercondutor, de magnético para não magnético, e vice-versa. Essas propriedades podem ser observadas tanto na natureza (como na crosta terrestre) ou mesmo em condições de síntese de novos materiais.

 

A compreensão desses fenômenos que ocorrem quando os átomos são aproximados e a matéria se torna mais densa irá abrir novas oportunidades no uso de condições termomecânicas extremas para projetar novas classes de materiais. Além disso, em ambientes como na região do pré-sal, condições de alta pressão e temperatura fazem com que as propriedades dos materiais sejam completamente alteradas. Compreender as mudanças destas propriedades pode resultar em um impacto direto sobre a capacidade de exploração de petróleo nessas áreas.

 

Técnicas de luz síncrotron convencionais como espectroscopia, difração e espalhamento, ou mesmo tomografia de raios X, podem ser combinadas com sistemas de acondicionamento de amostras que permitem aplicar temperaturas extremas, altas pressões e campos magnéticos intensos. A maioria dos desenvolvimentos deste subprograma estão relacionados ao projeto de novos experimentos e instrumentação capazes de simular e observar os materiais sob tais condições extremas.

 

As linhas de luz DXAS e XDS da fonte de luz síncrotron UVX são as principais estações experimentais onde os projetos deste subprograma são atualmente executados, principalmente por sua capacidade de resolução temporal e por usarem raios x mais duros capazes de penetrar ambientes de amostra complexos como Células de Bigorna de Diamante (Diamond Anvil Cells).