Projetos de Pesquisa:

• Investigação, via teoria de campo cristalino, dos mecanismos de luminescência persistente

Neste projeto vamos desenvolver um estudo espectroscópico de sistemas cristalinos dopados com íons Ln3+. Estaremos particularmente interessados em descrever o mecanismo de luminescência de longa duração, nesses materiais, via teoria de campo cristalino, e utilizando a teoria de perturbação dependente do tempo, para descrever o tempo de vida e a probabilidade da transição. Estas quantidades podem nos auxiliar a entender tal fenômeno, visto que ainda não há uma descrição completa, na literatura.

Coordenador: Heveson Lima

• Síntese, caracterização e investigação teórica dos mecanismos de TL e OSL de materiais contendo íons lantanídeos

O estudo de materiais isolantes (cristais e vidros) contendo íons lantanídeos (Ln) é bastante amplo, devido às aplicações em fotônica. Entretanto, há uma deficiência em materiais com aplicação dosimétrica bem como modelos teóricos que descrevam o comportamento da termoluminescência (TL) e da luminescência oticamente estimulada (OSL, do inglês optically stimulated luminescence). Sendo assim, neste trabalho é proposto o desenvolvimento de novos materiais contendo íons Ln para aplicação em dosimetria pessoal de radiação ionizante. Medidas de TL e OSL serão realizadas em parceria com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Em paralelo, serão realizados cálculos atomísticos desses materiais, usando a plataforma GULP, para entender os mecanismos de compensação de carga e como os defeitos influenciam nas propriedades óticas. Além disso, uma investigação, via teoria de campo cristalino (TCC) e equações de taxa, dos mecanismos de TL e OSL de materiais contendo íons lantanídeos serão realizadas. Cálculos da seção de choque de fotoionização também serão executados, para compreender a taxa populacional de elétrons migrando para banda de condução.

Coordenador: Heveson Lima

Colaboradores: Adelmo S. Souza e Vinicius Coelho

•  Nanotermômetro baseado no espalhamento de luz por íons Európio Trivalentes Termicamente Excitados em Nanopartículas de Y2O3:Eu3+

Termômetros de dimensões nanométricas e que opere na faixa de temperatura de 10 a 70 °C é de grande importância para biologia e medicina, sendo o seu desenvolvimento ainda um desafio para área da termodinâmica. Nesse projeto será estudado o espalhamento Rayleigh por Nanopartículas de Y2O3:Eu3+ dispersas em água, com intuito de aplicá-las como nanotermômetro que opere na faixa biológica. O estudo pretende obter experimentalmente a relação entre a intensidade da luz espelhada e a temperatura da água, e partir dessa relação propor uma forma de medir temperatura usando as nanopartículas. A parte experimental desse estudo será feita utilizado um aparato experimental construído pelos os alunos de Eng. Elétrica e Eng. Mecânica da UFOB durante a execução do projeto de extensão “Montagem de Sistemas de Medição com Arduino e Sensores de Baixo Custo”. Assim, este trabalho pretende inserir o aluno de iniciação científica na promissora área de desenvolvimento de nanotermômetro e ampliar as aplicações de dispositivos nanotecnológico.

Coordenador: Adelmo S. Souza

•  Produção de nanofibras de gelatina/poli (vinil álcool) contendo nanoparticulas de prata e sulfanilamida pela técnica de electrospinning.


As nanofibras são materiais que possuem um grande potencial em aplicação como curativos de lesões de pele, já que a alta porosidade desses materiais contribui para permeabilidade do ar, fornecendo oxigênio para as células, e tendo tamanho de poros relativamente pequeno preserva o ferimento de infecções bacterianas. Em função da atividade antibacteriana de amplo espectro das nanopartículas de prata (AgNPs), nanofibras carregadas de AgNPS têm sido amplamente estudas para o tratamento de todos os tipos de ferimentos crônicos, e essa combinação tem se mostrado interessante em aplicações de cicatrização de feridas. Assim, nesta proposta de trabalho pretende sintetizar pela técnica de electrospinning uma nova nanofribra de gelatina/ poli (vinil álcool) contendo AgNPs e sulfanilamida, a fim de se obter um material com melhor atividade antimicrobiana e cicatrizante em aplicações biomédicas. As nanofibras serão produzidas com polímeros biocompatíveis biodegradáveis e não tóxico, por rota sintética que não envolve solventes citotóxicos. Os materiais obtidos serão caracterizados estruturalmente e morfologicamente por FTIR, DRX e MEV. As propriedades mecânicas serão determinadas por ensaios de tração e a cinética de liberação da sulfanilamida será estudada in vitro.

Coordenador: Jorge Oliveira

Colaborador: Adelmo S. Souza

• Síntese, Caracterização Estrutural e Magnética de Óxidos Semicondutores Magnéticos Diluídos, partindo de Sais Metálicos e Utilizando a Liofilização para Processamento

Pretende-se sintetizar Óxidos Semicondutores Magnéticos Diluídos (OSMD’s) por meio do processamento por liofilização e consequentes tratamentos térmicos adequados. Partiremos de sais metálicos tanto para formar a matriz hospedeira (por exemplo, o ZnO) quanto para a dopagem magnética (por exemplo, o Fe+3). Os tratamentos térmicos serão conduzidos em um forno resistivo tipo mufla, em atmosfera livre. Uma vez sintetizados os OSMD’s, serão caracterizados estruturalmente pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Reflectância Difusa (ERD), bem como magneticamente pelas técnicas de Espectroscopia Mössbauer (microscopicamente) e Magnetometria (macroscopicamente). Com os resultados obtidos do DRX serão feitos Refinamentos Rietveld com o programa Fullprof na rotina de análise estrutural. Com os dados de ERD serão obtidos os bandgaps dos sistemas como sintetizados e como dopados.

Coordenador: Antonio Oliveira

• Estudo térmico, estrutural e magnético de sais metálicos utilizando a liofilização para processamento

Acetatos são sais solúveis em água e podem se decompor facilmente em óxidos ultrafinos através de adequados tratamentos térmicos. A decomposição térmica de acetatos, sob diferentes condições de tratamento térmico, tem atraído a atenção de pesquisadores devido à grande aplicabilidade envolvendo a síntese de compostos cerâmicos. Essas características os tornam excelentes precursores para a produção de compostos óxidos dopados com alta pureza. Em trabalhos desenvolvidos anteriormente por nosso grupo de pesquisa (Laboratório de Materiais Especiais da UEM), foram realizados recobrimentos de agregados do semicondutor ZnO (finamente pulverizado) com acetatos de ferro, cobalto ou manganês. Para tal, utilizamos um processamento de liofilização da mistura heterogênea do pó de ZnO com os acetatos dissolvidos em água. A técnica de liofilização tem sido empregada para a desidratação de misturas aquosas, resultando num produto final onde o sal, neste caso, apresenta-se recobrindo homogeneamente o agregado, o que o torna quimicamente mais reativo com o óxido, devido ao aumento de sua área superficial. Uma vez liofilizada, a mistura é submetida a diferentes tratamentos térmicos, objetivando promover a difusão de metais como o ferro, cobalto ou o manganês na rede do ZnO (zincita). Ao substituir uma pequena fração dos cátions de zinco, que são não-magnéticos, por cátions daqueles metais (i.e., Fe3+ / Co2+ / Mn2+ ), foi possível diluir momentos magnéticos na rede da zincita. Há um grande interesse nestes materiais porque eles representam uma nova classe de semicondutores denominados semicondutores magnéticos diluídos (SMD), que podem exibir, plausivelmente, ferromagnetismo à temperatura ambiente. Estes compostos seriam de alta aplicabilidade tecnológica em spintrônica. Aproveitando-se as características supracitadas dos acetatos, pode-se igualmente processar (i.e., liofilizar e tratar termicamente) uma mistura de dois (ou mais) acetatos, para formar uma cerâmica nanométrica, de composição estequiométrica ou, eventualmente, com os cátions de um metal em solução sólida na matriz óxida de outro metal.

Coordenador: Antonio Oliveira