Síntese de Materiais Magneto-ópticos Multifuncionais

• Processo: 25/10231-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2030
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Marcelo Nalin
• Beneficiário: Eduardo Oliveira Ghezzi
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Cristais Fibra óptica Sensores Vidro Vitrocerâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cristais | Fibras Opticas | Sensores | vidros | Vitrocerâmicas | vidros, fibras ópticas, sensores

Resumo

O presente projeto propõe o desenvolvimento de fibras com propriedades magneto-ópticas, utilizando composições baseadas no sistema B2O3-Al2O3-Ga2O3-TR2O3 (sendo TR íons terras raras). A fabricação será realizada por meio da técnica lifting, uma variação do método rod-in-tube, que permite a formação controlada de tubos vítreos por escorrimento gravitacional em moldes cilíndricos aquecidos. As pré-formas obtidas serão tratadas termicamente e polidas, garantindo alto desempenho óptico e resistência mecânica nas fibras finais. Em paralelo, será aprimorada uma metodologia para obtenção em larga escala de monocristais micrométricos multifuncionais com estrutura do tipo granada, a partir da cristalização controlada de vidros óxidos multicomponentes. Esta metodologia usa como base o sistema vítreo GeO2-PbO-Bi2O3-X2O3-TR2O3 (com X = Fe, Ga ou Al). O resfriamento controlado induzirá a separação de fases e o crescimento de monocristais com tamanhos ajustáveis. A vitrocerâmica resultante, composta pela matriz amorfa e fases cristalinas dispersas, será submetida a ataque ácido seletivo para extração dos cristais. Esses monocristais poderão ser usados individualmente ou integrados a sistemas optoeletrônicos. Uma aplicação direta é a funcionalização das fibras com propriedades magneto-ópticas com os cristais, originando sensores ópticos multifuncionais de alta sensibilidade e resolução. Esses dispositivos terão aplicabilidade em áreas como monitoramento de parâmetros biomédicos, químicos e físicos. O projeto também avaliará a viabilidade de sensores capazes de detectar simultaneamente temperatura, campo magnético e pressão com um único cristal acoplado à fibra. A proposta abrange desde a síntese dos materiais até a fabricação de protótipos, testes laboratoriais e validação em condições reais. A abordagem tem alto potencial para o desenvolvimento de sensores ópticos compactos, robustos, minimamente invasivos e imunes a interferências eletromagnéticas, contribuindo para o avanço de tecnologias emergentes em sensoriamento de alta performance. (AU)