Desenvolvimento de um compósito polímero-lantanídeo para deposição na superfície da ponta de fibra óptica por impressão 3D

• Processo: 22/15958-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Danilo Manzani
• Beneficiário: Ricardo Santos Baltieri
• Supervisor: Lothar Wondraczek
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Friedrich Schiller University Jena, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 20/11038-2 - Materiais vítreos multifuncionais à base de óxidos de metais pesados e oxifluoretos dopados com terras raras para aplicação em fotônica, BP.DR
• Assunto(s): Fibra óptica Termometria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: optical thermometry | Two-photon Polymerization | Química Inorgânica de Materiais

Resumo

As fibras ópticas têm sido utilizadas para muitas aplicações devido às suas características como imunidade a interferências elétricas, miniaturização, flexibilidade, aquisição remota e pontual de dados para locais inacessíveis ou ambientes agressivos. Em geral, fibras ópticas são usadas no sensoriamento para guiar o sinal até os detectores. No entanto, nos últimos anos, processos de modificações química e física nas fibras ópticas permitiram que elas também atuassem como plataforma de sensoriamento. Diferentes tipos de modificações podem ser realizadas nas regiões do núcleo e da casca, incluindo processos para alterar a própria fibra, como alongamento físico ou modificação química por deposição de substâncias opticamente ativas. Muitos tipos de materiais já foram usados como modificadores de superfície, como óxido de grafeno, nanopartículas metálicas, Polímeros Molecularmente Impressos e assim por diante para aplicações variadas em sensoriamento de temperatura, pressão ou compostos orgânicos voláteis. No entanto, um bom controle do material depositado, processos de ataque ou afilamento, limite de detecção, sensibilidade e estruturas complexas na superfície da fibra óptica são tópicos ainda a serem investigados. Uma das abordagens promissoras é a micro e nanofabricação por impressão 3D na ponta da fibra óptica. Este método permite um grande controle sobre espessura, geometria e distribuição, tanto quanto elimina a etapa de remover parte do revestimento ou afunilar a fibra, um problema para a reprodutibilidade da plataforma sensora. Nesse sentido, este projeto visa construir uma microestrutura polimérica na ponta de uma fibra óptica multimodo à base de sílica utilizando uma impressão Nanoscribe GT2, combinando a resina com um complexo RE3+ (Eu/Tb e Er/Yb) como ácido benzil-carboxílico derivados em que o ligante atua como sensibilizador para a luminescência de terras raras. As propriedades ópticas como espectros de emissão e excitação, ou medidas de tempo de vida, serão analisadas em diferentes temperaturas para termometria óptica luminescente. (AU)