Expandindo metais líquidos e outras atividades de graduação

Michael Dickey exibe uma antena feita a partir de uma liga à base de gálio (Cortesia: Michael Dickey)

Shu Zhu chegou aos Estados Unidos há sete anos vinda de Qingdao, China, com planos de se preparar para uma carreira em administração de empresas. Porém, na Universidade do Estado da Carolina do Norte ela descobriu uma das glórias do sistema de ensino superior dos Estados Unidos: a possibilidade que os alunos de graduação têm de explorar opções e trocar de curso.

Logo no início ela teve oportunidade de trabalhar em um laboratório de pesquisas sob a orientação de um professor de Engenharia, juntamente com alunos de pós-graduação e pós-doutorado, todos pesquisando inovações na área de Engenharia Química e Biomédica.

Shu logo transferiu-se para o curso de engenharia química e agora está fazendo doutorado na Universidade da Pensilvânia, escola da Ivy League na Filadélfia. Ela disse que a beleza de sua trajetória educacional foi a de poder mudar de ideia.

Quando cursava a graduação, como prenúncio de sua inclinação científica, Shu Zhu deixou claro que não tem medo de mudar de ideia (D.A. Peterson/ Departamento de Estado)

Os créditos ela dá ao professor de Engenharia Michael Dickey, por tê-la motivado a se superar. Mesmo quando ela tinha “uma ideia louca”, disse, “ele nunca dizia ‘não dá para fazer isso’. Ele sempre dizia ‘você deve tentar’”.

Dickey, professor-associado do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular, em 2012 foi considerado um dos mais conceituados professores do estado da Carolina do Norte. Ele normalmente coloca os alunos de graduação para trabalhar nos projetos do laboratório, o que inclui o desenvolvimento de técnicas inovadoras de nanofabricação e de estiramento de metais líquidos em formatos que conservam a forma quando em temperatura ambiente.

Ele também tem o dom de explicar as coisas. Discutindo por que o alumínio e o cobre são tão bons condutores elétricos, ele disse ser “devido às suas propriedades térmicas excelentes — quando você se senta em arquibancadas de metal elas realmente parecem muito frias porque estão removendo calor do seu corpo muito rapidamente”.

Um de seus metais preferidos é o gálio, metal líquido de consistência espessa parecida com esmalte. Dickey descobriu que, se o gálio for misturado ao índio, a liga resultante pode ser estirada para formar cabos elétricos. Sua equipe fez um sem-número de testes com o gálio, em impressões 3-D, fechando-o em caixas de borracha, retorcendo-o em diferentes configurações e estirando-o.

A equipe fez fones de ouvido ampliando em dez vezes a extensão original. “A qualidade do som não mudou em nada”, disse Dickey, “porque é um excelente condutor de eletricidade”.

Shu Zhu sempre estudou muito. Mas na Universidade do Estado da Carolina do Norte ela aprendeu a gostar de Ciência (D.A. Peterson/ Departamento de Estado)

Dickey foca em novos materiais. O náilon foi uma grande inovação na ciência dos materiais, assim como o silicone. A liga de gálio descoberta por Dickey pode ser a próxima. As aplicações em potencial incluem antenas, vestuário, papel de parede e até jornais.

O laboratório usado por Dickey, que chamou a atenção do setor privado, é comum em programas de ensino superior de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática, as áreas conhecidas como Stem na sigla em inglês.

Além de novos materiais, as áreas Stem mais procuradas pelos alunos incluem ciência da computação, conservação ambiental e impressão 3-D, assim como outras relacionadas com o abastecimento de alimentos e de energia.

Atração internacional

O destino número 1 dos estudantes estrangeiros interessados em estudar Ciências e Engenharia depois do ensino médio é o Estados Unidos, de acordo com o Conselho Nacional de Ciências.

Na graduação, 33% dos estudantes estrangeiros se matriculam em uma das matérias Stem. Na pós-graduação, quase 57% dos estudantes estrangeiros buscam formação nas áreas Stem. Dois terços deles são da Índia e da China. Segundo os educadores, os estudantes estrangeiros buscam os cursos nos Estados Unidos movidos pelo ensino de alta qualidade e pela expressiva pesquisa de ponta dos laboratórios.

A vida universitária americana oferece oportunidades para os alunos diversificarem os estudos e cursarem programas de Ciência Política, Empreendedorismo e Ciências Humanas. “É a profundidade técnica que temos nas áreas Stem”, disse Charles Thorpe, reitor da Universidade Clarkson em Nova York, “aliada às artes liberais”. Morar no campus, liderar organizações estudantis e participar de eventos esportivos, disse ele, são partes importantes da educação americana.

No ensino médio, Shu, 23, aprendeu muita Física e Matemática, “sem contudo gostar realmente dessas disciplinas”. Os alunos ficam horas resolvendo problemas e fazendo outros exercícios, preparando-se para o rígido vestibular na China. “Não é um conhecimento científico interessante”, ela disse. Sua atitude mudou no laboratório de Michael Dickey, assim como sua trajetória de vida.

Destaques Stem

Os Estados Unidos oferecem excelentes oportunidades de estudar Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática. Essas escolas são a ponta do iceberg.

Faculdade St. Olaf

Localizada em Northfield, Minnesota, a Faculdade St. Olaf tem um renomado coral, mas é também conhecida por ser uma extraordinária incubadora de engenheiros e cientistas. Ela está na lista das 10 Mais das faculdades com cursos de quatro anos na produção de futuros doutores. De seus 3 mil alunos, 40% se formam em Matemática, Química, Biologia, Ciência da Computação ou Psicologia.

Juntamente com seus cursos Stem, a St. Olaf dá ênfase à conservação ambiental. Tudo, da comida consumida pelos alunos, passando pela construção dos prédios até o próprio currículo acadêmico, é orientado pelo apreço à ciência e pelo esforço de reduzir a pegada ecológica do homem no planeta. Os cientistas lá trabalham para reduzir o lixo tóxico do trabalho realizado no laboratório.

A joia da coroa em esforços ambientais é o Regents Hall, o moderno prédio de ciências que satisfaz os mais rígidos critérios estabelecidos pelo Conselho de Edificações Verdes dos Estados Unidos.

A faculdade exige que todos os alunos cursem no mínimo duas matérias de Ciências. Um curso elaborado recentemente promete graduação em matéria não científica com conhecimento da ciência por trás das questões que encabeçam o debate público atual.

“Temos o melhor dos dois mundos”, disse Matthew Richey, reitor adjunto da área de Ciências Naturais e Matemática, com um programa diferenciado de preparação para doutorandos, mas que também oferece um profundo conhecimento de matemática e ciências para graduandos em artes liberais.

Universidade da Califórnia, San Diego

No laboratório de nanoengenharia do professor Darren Lipomi* na Universidade da Califórnia em San Diego, alunos vindos de Belarus, Tailândia e México fazem parte da equipe que trabalha com pesquisa de energia solar — especificamente, na busca de painéis solares mais baratos e resistentes.

Essa diversidade é a norma em pesquisas de ponta, disse o jovem engenheiro químico. “Pessoas de culturas diferentes têm abordagens diferentes para questões semelhantes e, quando reunidas em uma mesma sala, é provável que alguém chegue a uma solução”, ele disse.

Darren Lipomi incentiva os alunos a seguir uma carreira em Ciências que terá aplicações no curto prazo (Cortesia: Benefunder)

A célula solar comum é feita de silicone, que se estraga facilmente na exposição a intempéries. Lipomi está substituindo o silicone por um material plástico que não só é mais resistente como também mais econômico.

Universidade Clarkson

Localizada próxima à fronteira com o Canadá, em Potsdam, Nova York, a Universidade Clarkson é conhecida por seus cursos de Engenharia e formandos com os mais altos salários iniciais comparados aos seus pares da Universidade de Harvard.

No ano passado, 10% de seus 3.604 alunos eram estrangeiros, muitos matriculados em cursos Stem e cursando Empreendedorismo combinado com pesquisa científica.

“Nosso modelo está guiando o inventor por meio do processo de comercialização”, disse Matthew Draper, diretor executivo do Centro de Inovação Shipley. O centro ajuda os alunos com questões de direitos de propriedade intelectual, pesquisa de marketing, esforço de divulgação da marca, teste de softwares, captação de recursos e geração de receita. Esses passos hercúleos que os cientistas acham difíceis de lidar, disse Draper.

Desde 2010 o centro já ajudou 116 empresas start-ups, tendo mais 350 na fila de espera. Ajudou Dami Adepoju, aluno recente de pós-graduação da Clarkson, vindo de Abuja, Nigéria, a iniciar uma empresa de calçados. Adepoju projetou um zíper quádruplo que transforma um sapato em três, ajudando pessoas com orçamentos limitados a diversificar os estilos.

Especialistas do Centro Shipley ajudaram Adepoju chegar a um modelo 3-D para sua invenção e criar um mercado. Eles intermediaram os contatos com sapateiros, fabricaram o zíper segundo suas especificações e o ajudaram com os contratos de abertura da empresa e de constituição de parcerias. Da Nigéria, Adepoju agora administra a Fini Shoes e planeja expandir as vendas para o mundo todo.

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Este artigo é de autoria da escritora freelance Lucy Hood.

*site em inglês