Funcionalização de fibras ópticas com monocristais de terras raras para aplicação como sensores magneto-ópticos e magneto-plasmônicos

• Processo: 25/05131-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Marcelo Nalin
• Beneficiário: Thiago Augusto Lodi
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Fibra óptica Luminescência Magneto-óptica Terras raras Vidro Vitrocerâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fibras Opticas | luminescência | Magneto-optica | Terras Raras | vidros | Vitrocerâmicas | Vidros e vitrocerâmicas

Resumo

Este projeto propõe o desenvolvimento de uma metodologia inédita para a síntese em larga escala de monocristais micrométricos de granada, utilizando a cristalização controlada de vidros óxidos. O método consiste na fusão de uma composição vítrea à base de GeO¿-PbO-Bi¿O¿-X2O3-TR¿O¿ (X = Fe, Ga e Al; TR = íons de terras raras) em altas temperaturas (1200-1300 °C), seguida de um resfriamento controlado para induzir a separação de fases e a cristalização dos monocristais. O tamanho dos cristais pode ser ajustado por meio da variação da taxa e temperatura de resfriamento. A vitrocerâmica resultante, composta por uma matriz vítrea e uma fase cristalina, é submetida a um ataque ácido para isolar os monocristais, que podem ser utilizados individualmente ou em conjunto como sensores ópticos. Para ampliar sua aplicabilidade, fibras ópticas convencionais e não convencionais serão funcionalizadas com esses monocristais, possibilitando o desenvolvimento de sensores ópticos avançados para aplicações biomédicas, químicas e físicas, com destaque para o monitoramento de atividades biológicas. Além disso, será explorada a capacidade de obtenção de cristais multifuncionais, permitindo o monitoramento simultâneo de múltiplos parâmetros em um único dispositivo, ampliando seu impacto em diversas áreas tecnológicas e científicas. Protótipos serão montados e avaliados em laboratório, seguidos por testes de campo para validar sua robustez e aplicabilidade. Essa pesquisa tem o potencial de contribuir significativamente para o desenvolvimento de sensores minimamente invasivos, altamente sensíveis e imunes a interferências eletromagnéticas.