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Materiais nano-estruturados: cristais líquidos e colóides magnéticos

Resumo

Este projeto temático de pesquisa do Grupo de Fluidos Complexos do IFUSP, para um período de quatro anos, tem por objetivos gerais: 1) caracterização estrutural e elétrica de cristais líquidos formado por moléculas com a forma de banana e doping de mesofases com solventes orgânicos; 2) estudo do mecanismo de catracas ou motores moleculares em cristais líquidos dopados com ferrofluidos; 3) óptica não-linear de cristais líquidos e ferrofluidos em escalas de tempo de femto e milissegundos; 4) caracterização estrutural de fluidos complexos, em especial os cristais líquidos liotrópicos com e sem a adição de ferrofluidos e transições de fase; 5) medida do coeficiente Soret de ferrofluidos em diferentes condições experimentais das amostras. Diferentes técnicas experimentais deverão ser utilizadas na obtenção dos resultados: a radiocristalografia; diferentes montagens de óptica linear para medida da birrefringência e dicroísmo, inclusive na presença de campos elétrico e magnético; varredura-Z em escalas de tempo de fs e ms; arranjo de medida da polarização ferroelétrica de cristais líquidos; arranjo de medida do ângulo de inclinação de moléculas em estruturas esméticas líquido cristalinas; microscopia óptica de luz polarizada. Em termos da relevância do assunto proposto, o projeto enfoca aspectos de fronteira da Física dos materiais nanoestruturados, particularmente os cristais líquidos liotrópicos e termotrópicos e os colóides magnéticos, como descrito a seguir: 1) as moléculas com anisometria do tipo torcida (usualmente denominadas banana apresentam uma topologia do diagrama de fases extremamente rica, sendo talvez o único exemplo atual de estruturas quirais sem que a unidade básica tenha carbonos quirais. O estudo de suas propriedades eletro-ópticas tem relevância tanto do ponto de vista fundamental, uma vez que há uma similaridade entre suas fases e as encontradas nos supercondutores a alta temperatura, como também prática, podendo ser revolucionárias na confecção de dispositivos e mostradores. Outro aspecto extremamente atual da investigação científica utilizando esse tipo de molécula é a nanosegregação observada quando solventes orgânicos são adicionados às mesofases. Dispositivos nanoscópicos como estruturas lamelares e filamentares podem vir a ser subprodutos dessa pesquisa; 2) o mecanismo de catraca (ou motor molecular) é um dos assuntos mais fascinantes da Físico-Química dos fluidos complexos... (AU)

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