Síntese de caracterização de filmes finos do compostos multiferroico BiFeO3

Orientado: Luciano Cardoso Dias.

Orientador: Professor Dr. Valdirlei Fernandes Freitas.

 

Resumo:

A crescente busca por fontes alternativas de energia tem possibilitado a maior exploração de recursos renováveis, provenientes da natureza. Dentre estes recursos a energia solar tem se destacado em aplicações como na conversão em energia elétrica. As células conversoras desta energia, conhecidas como fotovoltaicas, vem sendo estudadas juntamente com materiais multiferróicos, por apresentarem ordens elétricas e magnéticas isoladas ou simultaneamente, possibilitam a melhor exploração da eficiência destes dispositivos. No estudo a ser apresentado, filmes finos do composto multiferróico BiFeO3 foram caracterizados utilizando-se das técnicas de dip coating e spin coating para a obtenção de um filme uniforme, o qual posteriormente foi aplicado na caracterização de uma célula fotovoltaica a qual mostrou capaz de responder a estímulos luminosos. A busca pelo aumento eficiência desta será o foco ao decorrer deste trabalho.

 

Caracterizações físicas do composto multiferroico BiFe03 ou seus derivados.

Orientado: Lhonidas de Senna Junior.

Orientador: Professor Dr. Valdirlei Fernandes Freitas.

Resumo:

Nas últimas décadas os materiais compostos por BiFeO3 (BF) estão sendo apontados como possíveis candidatos para aplicações magnetoelétrico, mas ainda suas respostas são limitados para aplicação em determinados dispositivos comerciais competitivos. Nesse sentido o presente trabalho tem por objetivo sintetizar corpos cerâmicos do composto BiFeO3 ou seus derivados (BiFeO3-PbTiO3) pelo método de Pechini e, assim utilizar processos térmicos rápidos (Quenching – resfriamento rápido), no qual o crescimento das nanopartículas pode ser suprimido. Também pretendemos caracterizar a dependência com temperatura e campos magnéticos (AC e DC) das propriedades elétricas e dielétricas, evidenciando um acoplamento magnetoelétrico. Este trabalho vem despertando grande interesse acadêmico/tecnológico, pois deverá implementar significativos avanços à área.

Obtenção e caracterização de nanopartículas magnéticas para futuras aplicações in vivo

Orientado: Bruno Belin Dal Santos.

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Yoshimitsu Miyahara.

Resumo:

Com os avanços tecnológicos provindo do desenvolvimento de novos materiais, o interesse na versatilidade e aplicabilidade que as nanopartículas (NP’s) magnéticas proporcionam é de grande relevância. A fácil inserção da nanotecnologia em diversos sistemas, por apresentarem a matéria organizada à nanoescala, é de interesse tecnológico em armazenamento de dados, imagens por ressonância magnética, catálise etc. No âmbito dessa minúscula escala, estes materiais surgem com novas funções, apresentam propriedades excêntricas e um custo viável em questões comerciais. As NP’s magnéticas possuem certa funcionalidade em sistemas biológicos e suas propriedades podem ser utilizadas de forma controlada em tratamentos médicos como hipertermia, carregamento de drogas e imobilização de enzimas. Estamos ciente que a nanotecnologia e seus derivados, está no rumo da evolução dos materiais.

 

Sistemas de Bilhares em Ambientes Clássicos

Orientado: Matheus Henry Przygocki.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Vicentini.

Resumo: 

Os bilhares são sistemas dinâmicos que estudam as interações entre uma partícula com as fronteiras do sistema. Estas estruturas são altamente vulneráveis ao estocástico (imprevisível) e ao caos (desorganização). Além disto, possuem em seu conjunto, toda a riqueza que um sistema Hamiltoniano pode prover, fazendo uso tanto da mecânica clássica como da mecânica quântica, onde a imprevisibilidade é o mais comum. Bilhares são também usados para se compreender o comportamento de processos de transporte em sistemas reais, como redes cristalinas, sistemas biológicos e químicos desorganizados, entre outros. Apesar de sua simplicidade, os bilhares necessitam de métodos numéricos e simulações computacionais para o seu estudo. Nesta etapa de trabalho estamos desenvolvendo códigos computacionais para a obtenção de coeficientes de transporte como o coeficiente de Viscosidade, de Difusão, etc.

A Energia Escura e sua relação com a expansão acelerada do Universo

Orientada: Fernanda Barbieri de Lara.

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Yoshimitsu Miyahara.

 

Resumo:

A Astronomia e seus métodos têm grande importância na vida da sociedade atual. O objetivo dessa ciência é buscar explicações sobre o Universo, como sua origem e seus fenômenos. Uma das questões a serem respondidas é do que ele é feito. Uma parte intrigante de estudo para tal questão é a Energia Escura. Por meio do efeito de redshift (desvio para o vermelho) é possível notar que as galáxias estão se afastando e, portanto, que o universo está em uma expansão. A partir dessas observações supõem-se a presença de uma energia que seja contraria a força de atração, essa energia é considerada a Energia Escura, sobre a qual não se tem muito conhecimento. Nesta etapa de trabalho estamos buscando, através de análises dos artigos já publicados, obter uma gama abrangente de dados com os quais sejam possíveis relacionar a expansão do universo com essa energia, e obter mais detalhes sobre o que seria essa energia. Serão realizados estudos de dados reportados em periódicos especializados da área.

 

Medida da porosidade de materiais atraves da técnica de transmissão de raios gama

Orientado: Ricardo G. Rodrigues.

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Oliveira Bastos.

 

Resumo:

Nos dias atuais existem diversas técnicas para a determinação de porosidade de materiais, cada uma dessas possuí lados positivos e também negativos. A técnica de transmissão de raios gama se destaca entre elas por ser um método não destrutivo, capaz de analisar a variação de porosidade em escalas milimétricas com uma grande precisão. Essa se baseia na Lei de Lambert-Beer. Um feixe de radiação gama incide sobre a amostra, sendo atenuado de acordo com sua densidade eletrônica.
Sabendo disso, temos como objetivo aprimorar o Laboratório de Aplicações Nucleares da UNICENTRO para que esse possa utilizar a técnica de medida de porosidade através da transmissão de raios gama.

 

Montagem de técnicas de caracterização óptica e térmica: aplicação em argilas e hidroxiapatita

Orientado: Felipe Leria Stefenon.

Orientador: Pedro Pablo González Borrero.

Resumo:

A área do estudo de materiais, é uma área que sempre apresentou resultados práticos e de aplicações diversas, nos mais variados ramos da indústria. Entre tantos materiais, atentamo-nos a analisar e caracterizar amostras de argilas e hidroxiapatitas. As argilas são empregadas na indústria cerâmica, na fabricação de telhas e tijolos e em empresas de fármacos e cosméticos. Já a hidroxiapatita, devido sua composição, apresenta biocompatibilidade, o que permite sua utilização em implantes ortopédicos e dentários, assim como em protetores solares. Portanto, entre diferentes técnicas de caracterização, estamos fazendo a montagem e uso de duas em especial: uma consiste na determinação dos espectros de absorção e reflectância óptica, e a outra na determinação da difusividade térmica, a qual é utilizada uma célula fotoacústica aberta (OPC).

Caracterização de Estrelas Binárias

Orientada: Mariana Gabriela Fabiani.

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Yoshimitsu Miyahara.

 

Resumo:

O estudo de estrelas binárias se facilita e torna o estudo da astronomia enriquecedor, pois é uma das áreas mais fascinantes e dinâmicas dos estudos de Física. Os planetas do sistema solar orbitam o Sol devido a força gravitacional que o mesmo aplica sobre os planetas. Como existem outros corpos de massa semelhante, as estrelas por exemplo, é possível que duas ou mais estrelas orbitem uma a outra. A grande parte das estrelas que existem no céu observável com referencial à Terra, são constituídas de estrelas binárias, as quais são sistemas constituídos por duas ou mais estrelas que orbitam-se devido a força gravitacional e de um centro de massa comum.  O estudo das estrelas binárias tem um grande efeito e importância no que se compreende o estudo da formação de estrelas, a formação de galáxias. Também é proposto que seu estudo nos fornece a massa das estrelas e tamanho de suas órbitas. As estrelas binárias próximas podem transferir energia de uma a outra. É proposto também nesse projeto a preparação da acadêmica para a pesquisa de mestrado.

 

Estados ressonantes em cavidades acopladas

Orientado: Sanderson Carlos Ribeiro.

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Vicentini.

 

Resumo:

Na tentativa de determinar os estados ressonantes de energia em dispositivos ressonadores nano/micro-mecânicos usamos sistemas dinâmicos bidimensionais, chamados de bilhares, que delimitam o movimento de partículas livres com paredes. Na versão quântica destes sistemas, é necessário se determinar a função de onda e os níveis de energia de tais sistemas. Como o método de contorno de paredes fornece uma solução para qualquer tipo de bilhar, tanto para o problema interno quanto para o externo, este método será amplamente utilizado neste projeto, visando determinar os estados ressonantes de duas cavidades acopladas, com o objetivo de verificar a influência nos estados ressonantes de uma delas em função da variação da geometria da outra. A aplicação de método exige uma demanda considerável de experiência e tempo no desenvolvimento de programas computacionais.

Revisão bibliográfica na área de Informação Quântica e Computação Quântica.

Orientado: Matheus Meoquior da Fonseca.

Orientador: Prof. Dr. Paulo José dos Reis.

 

Resumo: 

A teoria da informação começou com o intuito de quantificar a comunicação através dos telefones. Quando entramos na teoria da informação quântica usamos um modelo de representação conhecido como qubit o qual é análogo ao bit (1 e 0). A diferença entre eles é que o qubit está no mundo quântico onde, existe o princípio da superposição, ou seja, ele pode ser 1 e 0 ao mesmo tempo. A partir da informação quântica começou o desenvolvimento da computação quântica, onde são criados componentes numa escala muito menor do que em um computador normal e tendo um potencial muito maior do que a computação clássica.
É utilizado o estudo da mecânica quântica aplicado na computação pois, ajuda a resolver problemas como: transístores que precisam ser muito menores em comparação com os que são utilizados nos dias de hoje, melhora a capacidade de processamento podendo ser utilizado em inteligências artificiais, fatoração de números primos grandes os quais ajudam em uma melhor criptografia. No momento, está sendo feita a revisão bibliográfica sobre tais temas para que no futuro seja iniciado um projeto de Iniciação Científica voltada para esta área.

 

Síntese e caracterização de hidroxiapatita pelo método sol-gel seguido de quenching.

Orientado: Gabriel Grube dos Santos.

Orientadora: Prof Dr. Taiana Gabriela Moretti Bonadio.

 

Resumo: 

Os biomateriais são materiais que contenham características similares às dos tecidos e orgãos do corpo humano/animal podendo substitui-los parcial ou totalmente a fim de melhorar a qualidade de vida do indivíduo. A Hidroxiapatita-HAp sintética é amplamente utilizada em implantes devido sua similaridade com o tecido ósseo mineral podendo estabelecer ligações químicas com a HAp óssea. O objetivo deste trabalho é obter hidroxiapatita em escala nanométrica pelo método sol-gel realizando o tratamento térmico em diferentes temperaturas seguido de um resfriamento rápido (Quenching) e por fim caracterizar as amostras produzidas utilizando diferentes tipos de análises (MEV, DRX e etc.).

 

Dopagem de Hidroxiapatita para reforço microestrutural.

Orientada: Natália Silva de Souza.

Orientador: Professor Dr. Ricardo Yoshimitsu Miyahara.

 

Resumo: 

A hidroxiapatita é uma bio-cerâmica de uso clínico, possuindo várias indicações de uso na área biomédica, porém, devido a algumas restrições nas propriedades mecânicas, principalmente a alta fragilidade, sua utilização é limitada para uso em locais onde não são exigidos grandes esforços mecânicos. Uma alternativa para melhorar essas propriedades é a associação da hidroxiapatita com outros materiais, com o propósito de unir as propriedades desejáveis dos materiais utilizados. Objetivo principal deste trabalho é a obtenção e caracterização de compósitos de hidroxiapatita dopada, para fins de melhora de suas características microestruturais. Após a obtenção, realizar testes de comportamento mecânico e comparação do produto obtido, com os dados da hidroxiapatita pura.

Espectroscopia fotoacústica aplicada na caracterização de pigmentos de óxido de ferro.

Orientado: Allan Felipe Gaspareto Machado.

Orientador: Prof. Dr. Pedro Pablo González Borrero.

Resumo: 

No projeto será realizado um estudo, por meio da técnica da espectroscopia fotoacústica (PAS), de amostras de pigmentos de óxido de ferro. Os pigmentos estão presentes no cotidiano através da cor de materiais e objetos, além de aplicações que não evidenciam tal propriedade. Visando minimizar problemas ambientais e custo, utilizam-se rejeitos industriais para a preparação de novos materiais, contribuindo significativamente para a redução da extração de matéria-prima. A PAS fornece o espectro de absorção óptica da amostra, e a partir dele é possível obter informações quanto aos compostos que geram as bandas de absorção observadas. O que é esperado no trabalho é caracterizar e diferenciar as amostras de óxido de ferro, a partir das condições de sínteses deles.

Fontes luminosas para terapia fotodinâmica.

Orientado: Bruno Lisenko Ribeiro.

Orientadora: Prof. Dr. Tania Toyomi Tominaga.

Resumo: 

O projeto de Iniciação Tecnológica está dentro da linha de pesquisa da Professora Doutora Tania Toyomi Tominaga. Um dos desafios bases para a terapia fotodinâmica é a fase de testes, na qual uma série de fotossensibilizadores é testado em células tumorais dentro de pequenos poços numa placa de poliestireno. Uma linha de base deve ser estabelecida para comparar a eficiência de cada fotossensibilizador.
Outro caso a ser aprimorado é a prática da terapia em animais para cicatrização de tecidos (o que vem apresentando grande sucesso), na qual quanto menor o tempo de aplicação, melhor. Isso implica na produção de fontes luminosas com potência suficientemente grande para que uma dada dose de energia seja oferecida ao fotossensibilizador num curto período. Isso envolve, também, o desafio de produzir um sistema luminoso que proporcione mobilidade e que atue em uma grande área para que a aplicação luminosa não tenha de ser repetida várias vezes durante uma sessão.
Essa terapia é também utilizada para tratamento de tumores e feridas crônicas em humanos. O objetivo do orientando é desenvolver fontes luminosas adequadas a cada processo nos quais a terapia será aplicada, ajustando tudo de modo a oferecer a melhor eficiência em cada caso.
Até então, os maiores desafios encontrados foram i) a produção de uma fonte que proporcione uma quantidade uniforme de radiação por toda a placa de poliestireno, para obtenção de uma linha de base adequada, e ii) o custo de alguns materiais para a aplicação de algumas ideias, o que limita um pouco o alcance das atividades. Mas, certamente, um dos objetivos do orientando é contornar esses desafios para a realização de suas ideias.
Tendo esse prefácio em mente, o projeto resume-se na produção de fontes luminosas eficientes para cada caso e, como em toda IT (Iniciação Tecnológica), o registro de uma patente apresentando um produto inovador na área.