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É com muito orgulho que anunciamos que um trabalho desenvolvido nos clusters da UFABC foi publicado no Journla of Materials Chemistry. O trabalho é de autoria de Karthik R, Yiwen Zheng, Caique Campos de Oliveira, Punathil Raman Sreeram , Pedro
Alves da Silva Autreto , Aniruddh Vashisth, Chandra Sekhar Tiwary.
Em conversa com um Caique Campos, um dos autores do trabalho, podemos compreender um pouco mais da pesquisa desenvolvida. Como apontou Caique, a pesquisa apresenta uma abordagem inédita para a conversão de energia eletromagnética em energia elétrica. Em vez de utilizar os tradicionais sistemas baseados em antenas e retificadores, nós desenvolvemos um heterojunção simples entre pirita (FeS₂) e telureto de bismuto (Bi₂Te₃) capaz de transformar ondas de rádio diretamente em calor e, em seguida, em eletricidade por meio do efeito Seebeck.
Os resultados foram bastante animadores. Sob irradiação de 35 MHz com apenas 1 watt de potência, observamos um aquecimento localizado de cerca de 46 °C e um gradiente térmico de 5,5 K. Esse gradiente foi suficiente para gerar até 100 microwatts de potência — uma densidade de potência de 13 mW/cm² — o que é muito promissor para aplicações em sensores de baixo consumo e dispositivos IoT autônomos.
Quanto ao uso da infraestrutura de clusters, as simulações tiveram um papel decisivo para entendermos o que estava acontecendo dentro do material. Com DFT, foi possível analisar com precisão a natureza eletrônica da interface FeS₂–Bi₂Te₃, revelando como ocorre a transferência de carga e por que o contato se comporta de forma quase metálica. Isso ajudou a explicar a eficiência do aquecimento RF na pirita e como o Bi₂Te₃ responde ao gradiente térmico.
Além disso, os cálculos das propriedades termoelétricas mostraram como as propriedades anisotrópicas do Bi₂Te₃ influenciam na geração de tensão. E os experimentos de dinâmica molecular complementaram tudo, revelando como o calor se distribui e se acumula ao longo da estrutura.
O uso de recursos de HPC foi essencial para este estudo. Os modelos estruturais das interfaces simuladas continham centenas de átomos, exigindo cálculos DFT e simulações de dinâmica molecular altamente custosos. Sem acesso a clusters de alto desempenho, teria sido inviável realizar simulações com esse nível de detalhamento e convergência, fundamentais para interpretar corretamente os fenômenos experimentais.
