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

Processo: 19/22554-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2020
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
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

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)