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Projeto e fabricação de fibras ópticas não-convencionais para sensoriamento químico

Processo: 19/22554-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 31 de maio de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
Pesquisador responsável:Eric Fujiwara
Beneficiário:Marco César Prado Soares
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Fibra óptica   Sensores   Guias de onda   Hidrogéis   Sefarose   Alginatos   Gelatina
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Carbon Nanodots | fibras microestruturadas | Fibras ópticas não-convencionais | guias de onda de hidrogéis | sensoriamento químico | Sensores de fibra óptica; guias de onda

Resumo

Fibras ópticas são guias de onda cilíndricos, geralmente fabricados de sílica ou acrílico, e com diversas aplicações potenciais em sensoriamento químico e bioquímico, incluindo detecção de gases e vapores, análise médica, biotecnologia molecular, análise ambiental e industrial, controle de bioprocessos, e até mesmo para o monitoramento da reprodução celular. Neste projeto, propõe-se a fabricação de fibras ópticas não-convencionais para sensoriamento químico, com destaque para as técnicas de fabricação de guias de onda baseadas em hidrogéis e de fibras microestruturadas com hidrogéis imobilizados em suas cavidades. Os hidrogéis são constituídos por redes de polímeros hidrofílicos reticulados, contêm até cerca de 30% de água em sua massa total, e apresentam várias aplicações, como liberação controlada de drogas e fabricação de dispositivos oculares. A produção de guias de onda a partir de hidrogéis possibilita, então, a obtenção de dispositivos fotônicos de baixo custo, biodegradáveis e biocompatíveis, que podem ocluir estruturas fluorescentes em sua matriz, tais como quantum dots inorgânicos. Estas partículas, entretanto, são de altos custos e toxicidade, de modo que uma alternativa viável para o sensoriamento é o uso de nanopartículas de carbono fluorescentes biocompatíveis, obtidas a partir de fontes de baixo custo e por síntese em micro-ondas, os Carbon nanodots, que podem ser quimicamente funcionalizados para a modificação do padrão de emissão luminosa quando na presença de substâncias de interesse. O projeto focará no desenvolvimento baseado em agarose, alginato e gelatina, mas outros materiais e outras abordagens para a fabricação de fibras especiais poderão ser testados como forma de comparação, em se verificando a sua viabilidade. (AU)

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Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ARISTILDE, STENIO; SOARES, MARCO CESAR PRADO; CABRAL, THIAGO D.; RODRIGUES, GILDO; FUJIWARA, ERIC; FRUETT, FABIANO; CORDEIRO, CRISTIANO M. B.. Measurement of Multiphase Flow by Tilted Optical Fiber Bragg Grating Sensor. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 21, n. 2, p. 1534-1539, . (17/25666-2, 19/22554-4, 18/10409-7)
SOARES, MARCO; AMATO, FRANCESCO; CABRAL, THIAGO; CACIOPPO, MICHELE; CARRENO, MARCELO; PEREYRA, INES; RAMOS, CARLOS; CID, MANUEL; GOVEIA, GILSON; CHUBACI, JOSE; et al. Improving Solar Cells Efficiency with PMMA-Carbon Dots Nanocomposites. 2023 INTERNATIONAL CONFERENCE ON OPTICAL MEMS AND NANOPHOTONICS, OMN AND SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, SBFOTON IOPC, v. N/A, p. 2-pg., . (19/22554-4, 18/08782-1)
AMATO, FRANCESCO; PRADO SOARES, MARCO CESAR; CABRAL, THIAGO DESTRI; FUJIWARA, ERIC; DE BARROS CORDEIRO, CRISTIANO MONTEIRO; CRIADO, ALEJANDRO; PRATO, MAURIZIO; BARTOLI, JULIO ROBERTO. Agarose-Based Fluorescent Waveguide with Embedded Silica Nanoparticle-Carbon Nanodot Hybrids for pH Sensing. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 4, n. 9, p. 9738-9751, . (19/22554-4)
PERLI, GABRIEL; SOARES, MARCO C. P.; CABRAL, THIAGO D.; BERTUZZI, DIEGO L.; BARTOLI, JULIO R.; LIVI, SEBASTIEN; DUCHET-RUMEAU, JANNICK; CORDEIRO, CRISTIANO M. B.; FUJIWARA, ERIC; ORNELAS, CATIA. Synthesis of Carbon Nanodots from Sugarcane Syrup, and Their Incorporation into a Hydrogel-Based Composite to Fabricate Innovative Fluorescent Microstructured Polymer Optical Fibers. GELS, v. 8, n. 9, p. 16-pg., . (15/04929-0, 19/22554-4, 18/02093-0)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
SOARES, Marco César Prado. Photonic materials and devices: from nanoparticles to fiber optic chemical sensors = Materiais e dispositivos fotônicos: de nanopartículas a sensores químicos de fibra óptica. 2024. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.

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