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2022
ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE NOVOS MATERIAIS AVANÇADOS PARA APLICAÇÕES EM DISPOSITIVOS ÓPTICOS
Descrição: O desenvolvimento de dispositivos ópticos a partir de novos materiais avançados carece de uma maior compreensão dos fenômenos físicos relacionados aos mecanismos de luminescência. Neste sentido, o projeto visa diminuir esta lacuna de conhecimento a fim de potencializar suas aplicações práticas. De modo geral, este projeto tem como objetivo o estudo dos mecanismos de luminescência de sólidos dopados, com ênfase no estudo de novos materiais avançados como: sistemas coloidais, nanopartículas metálicas ou semicondutoras, vidros dopados com pontos quânticos semicondutores com ou sem adição de íons terra-raras, biomateriais e corantes naturais. Também nos interessa o estudo de meios ativos submetidos à alta densidade de excitação e a origem física dos efeitos não-lineares associados. Várias técnicas espectroscópicas serão empregadas tais como FTIR (Fourier-Transform Infrared), medidas de tempo de vida resolvidas no tempo (nano e mili segundos), fluorescência para caracterizações fotofísicas, além de técnicas de investigações estruturais e/ou morfológicas. Em suma, um estudo sistemático dos mecanismos de luminescência destes materiais, assim como a inclusão de técnicas complementares de caracterizações estruturais, microestruturais ajudará a uma melhor compreensão dos sistemas e potencialização de suas aplicações práticas como, por exemplo, células solares, sensores, biossensores, memórias, entrega de fármacos, conversão e armazenamento de energia, entre outros. Como objetivos específicos pretende-se: Caracterizar os diferentes materiais obtidos por diversas técnicas para assegurar sua qualidade e propriedades (geometria, estrutura e morfologia) desejadas em suas diferentes aplicações; Classificar e selecionar as nanoestruturas de acordo com as especificações desejadas; Depositar ou imobilizar nanoestruturas em uma matriz (suporte) de interesse; Estruturar as matrizes visando criar diferentes configurações e formas de acordo com a sua aplicação final.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) - R$ 236.855,00
Situação: Em andamento
Integrantes:
Acácio Aparecido de Castro Andrade - Coordenador
2021
METROLOGIA E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS BASEADA EM IMAGENS DE LASER SPECKLE
Descrição: A necessidade do desenvolvimento de novas técnicas de metrologia e de caracterização das propriedades físicas de materiais é uma constante. Idealmente, tal técnica deve ser sem contato, não destrutiva, robusta, de rápida execução, versátil em relação ao material estudado e escalável. Nesse contexto, técnicas ópticas interferométricas ganham enorme destaque devido as suas altíssimas sensibilidades. Particularmente, a técnica de imagem via laser speckle atende a diversos desses requisitos. O fenômeno de laser speckle, que se baseia na interferência dos múltiplos feixes espalhados por uma superfície opticamente rugosa quando irradiada por luz coerente, já se mostrou capaz estudar características estruturais e suas dinâmicas superficiais em amostras na escala micro- e nanométrica de forma qualitativa e quantitativa. A técnica de laser speckle é reconhecida pelas suas aplicações nas áreas de medicina e biologia em estudos de perfusão sanguínea. Porém, recentemente esta técnica vem ganhando grande relevância na área de ciência dos materiais através de estudos de fenômenos de transição de fase, dilatação térmica, mobilidade molecular e fratura por estresse mecânico, entre outros. Por tanto, a proposta de projeto de pesquisa aqui apresentada visa o desenvolvimento de técnicas de metrologia e de caracterização de materiais via imagens de laser speckle. Propõe-se novos métodos de perfilometria e de determinação das suas propriedades térmicas. Tais métodos teriam grande aplicação no design e produção de novos materiais e, também na indústria. Dessa forma, este projeto deverá contribuir para o estabelecimento de uma nova linha e importante linha de pesquisa com interesse da comunidade científica internacional e com alto potencial de geração de novas tecnologias.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) - R$ 40.000,00
Situação: Em andamento
Integrantes:
2019
INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS E TÉRMICAS DE MATERIAIS COM INTERESSE CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO
Descrição: O projeto de pesquisa está centrado principalmente na investigação das propriedades ópticas e térmicas de materiais com interesse científico e tecnológico, particularmente no uso das técnicas de Lente Térmica e Varredura-Z para o estudo dos efeitos relacionados ao índice de refração não-linear (n2). Dentre os materiais de interesse, estão as matrizes vítreas dopadas com íons terras raras, nanocristais semicondutores (ou quantum dots) não-funcionalizados e funcionalizados. O objetivo central deste projeto consiste em estudar as propriedades térmicas e ópticas, tais como coeficiente termo-óptico (dn/dT ou ds/dT), condutividade térmica (k), difusividade térmica (D), eficiência quântica de luminescência e coeficiente de expansão linear, do vidro fosfato PANK e de nanocristais de CdSe em matriz polimérica e co-dopadas com nanobastões de Au. Com relação a matrix PANK, pretendo fazer um estudo de suas propriedades termo-ótica em função da temperatura e mexer em sua composição química com o objetivo de, se possível, encontrar uma matriz atérmica que é fundamental para aplicação em meio ativo para laser de estado sólido. O interesse e a motivação para a realização deste estudo, se deve ao fato de que, resultados prévios nesta matriz, mostram que ela apresenta um comportamento de amostra atérmica na região de temperatura entre 180 K e 200 K. Isso indica que o coeficiente de variação do caminho ótico com a temperatura ds/dT é nulo nesta região. Com relação ao segundo ponto, pretendo através da caracterização óptica especificamente através do espectro de luminescência, tanto em função da concentração do CdSe quanto em função da temperatura, entender a interação resultante da combinação dos nanomateriais. Além disso, pretende-se através da técnica de Lente Térmica estudar os processos de transferência de energia entre as nanopartículas.
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - Bolsa
Situação: Em andamento
Integrantes:
Acácio Aparecido de Castro Andrade - Coordenador
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