Espalhamento de primeira hiperpolarizabilidade em polímeros orgânicos quirais

• Processo: 17/12867-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Leonardo de Boni
• Beneficiário: Raian Gonçalves Westin
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Óptica não linear Espalhamento Polarização da luz Dispersão da luz Matéria orgânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: hiperpolarizabilidade | Materiais orgânicos | Óptica Não Linear | Quiralidade | Óptica não linear

Resumo

Este projeto visa à utilização de um laser de picossegundos para a obtenção do espalhamento HyperRayleigh dependentes da polarização da luz. Esse método de investigação pode ser aplicado tanto em materiais orgânicos como também em inorgânicos, entre eles materiais biológicos. Como se sabe uma das técnicas mais utilizadas para caracterizar moléculas quirais é a técnica de dicroismo circular, a qual pode tanto obter a diferença na absorção como também a dispersão rotatória da luz devido à interação do campo óptico com a estrutura quiral da molécula. Essa técnica trabalha com efeitos lineares de absorção e refração de luz e fica limitada a obter informações apenas da polarização linear do material induzida pelo campo elétrico. Outra maneira de quantificar ainda mais os efeitos de interação da luz com tais materiais é através da óptica não-linear. Nesse campo de pesquisa, a polarização linear induzida pelo campo elétrico deixa de ser o foco principal de estudo, e outros termos na polarização induzida (não-lineares) são estudados, as quais trazem informações novas que podem ser relacionadas a estrutura dos materiais não observados com técnicas convencionais de óptica linear. A interação da luz com a estrutura molecular pode trazer informações importantes para o entendimento de estruturas secundárias de moléculas quirais (DNA, aminoácidos e etc.). No presente projeto, tem-se como objetivo principal modernizar a técnica de HiperRayleigh em termos de sua sensibilidade com respeito ao sinal óptico a ser medido. Além disso, pretende-se adaptar a técnica para que na mesma seja possível controlar os estados de polarização dos campos ópticos (linearmente polarizado, circularmente polarizado à esquerda e à direita). Após a implementação dessa técnica, ela será usada para caracterizar e quantificar os efeitos não-lineares em materiais orgânicos conhecidos, os quais podem apresentar dependência com polarização da luz. Numa segunda etapa do projeto, pretendem-se usar tais técnicas para se observar efeitos de dicroísmo não-linear em moléculas quirais. Ou seja, observar como seria o espalhamento não-linear da luz quando o material é dextrógiro ou levógiro. Sabe-se que o sinal de espalhamento de segunda order é muito dependente da estrutura do material, quanto mais assimétrica for a distribuição de carga, maior tende a ser o sinal desse espalhamento. Algumas novas perguntas podem ser feitas: Como se comportaria o espalhamento não-linear de luz devido a quiralidade molecular? É possível observar uma diferença de sinal entre polarizações diferentes do campo óptico e qual seria a importância desses resultados na confecção de metamateriais. (AU)