No início do mês de julho, Recife foi sede da 10ª International Conference on Nanophotonics (ICNP). Essa foi a primeira vez que a Conferência foi realizada em solo brasileiro, trazendo pesquisadores nacionais e estrangeiros para falar sobre os últimos avanços em Óptica e Fotônica nas escalas nano e micro, abrangendo tópicos tais como novos materiais para a confecção de nanodispositivos fotônicos, avanços em nanomedicina e óptica quântica e não linear.
Durante a Conferência, 60 trabalhos foram apresentados na sessão de pôsteres, entre eles o de Nathália Tomázio, doutoranda do Grupo de Fotônica do Instituto de Física de São Carlos (GFT- IFSC/USP), que trouxe um recorte de seu projeto de doutorado, e recebeu o prêmio de melhor pôster apresentado na Conferência.
Nathália (de blusa azul) durante o recebimento do prêmio de melhor pôster (Crédito da imagem: Davson Bernard)
A pesquisa de Nathália, orientada pelo docente Cleber Renato Mendonça, consiste na exploração do potencial de aplicações de micro-ressonadores poliméricos, microestruturas dielétricas que aprisionam a luz, e por essa razão podem ter várias aplicações, inclusive como filtros de frequências ópticas. Como a luz fica aprisionada nestes filtros, eles acabam servindo também como uma cavidade para confecção de lasers. “O laser precisa de dois elementos para funcionar: um meio ativo, que emite luz, e uma cavidade, que permitirá que a luz emitida pelo laser circule neste ambiente por mais tempo e, dessa forma, induza mais emissão de luz. Durante meu mestrado, consegui fabricar ressonadores ópticos de alto fator de qualidade, e isso trouxe uma variabilidade de aplicações muito grande para essas microestruturas”, explica Nathália.
A primeira aplicação explorada por ela durante seu doutorado foi a construção de uma cavidade para lasers, incorporando a essas estruturas um material que funcionasse com meio ativo. “Decidimos investir na confecção de um laser, incorporando nessa estrutura um corante orgânico emissor, que tem uma eficiência de florescência muito grande. Pude medir as frequências características desse laser, e foi este trabalho que apresentei na ICNP”, relembra a pesquisadora.
Na fronteira do conhecimento
Um dos principais objetivos das pesquisas em fotônica é a construção de sistemas que se comportem como os dispositivos que tem seu funcionamento baseado em correntes elétricas (como a maioria dos dispositivos que conhecemos). “No circuito fotônico, entretanto, esse funcionamento é baseado em luz e, nesse contexto, a guia de onda é análoga aos fios dos aparelhos por onde a corrente elétrica passa”, explica Gustavo Foresto Brito de Almeida, doutorando do GFT, também orientado por Cleber. “Hoje já existem muitos dispositivos elétricos que controlam corrente elétrica, e nosso maior objetivo é construir dispositivos de luz que controlem a luz”.
Gustavo (blusa listrada) durante o recebimento do prêmio de menção honrosa. (Crédito da imagem: Davson Bernard)
As guias de onda podem conduzir a luz de um sistema para outro bem como traçar novas rotas para dividir ou unificar os fótons [partículas de luz]. Algumas guias de onda, no entanto, apresentam comportamentos interessantes na presença de campos ópticos intensos, e são conhecidas como “guias de onda não lineares”, que são os objetos de estudo de Gustavo em seu doutorado. O principal diferencial de sua pesquisa, no entanto, foi a utilização de um material orgânico para o desenvolvimento da guia. “O vidro é o material mais comumente utilizado. Os materiais orgânicos, em geral, são mais fáceis de serem processados a laser, e apresentam propriedades ópticas desejáveis para confecção de dispositivos”, explica Gustavo.
Para fabricar as guias de onda, Gustavo utiliza L- treonina, cristais de aminoácidos que são as bases das proteínas de nosso organismo. Esse diferencial permitiu que Gustavo produzisse um guia de onda com propriedade não linear, o que possibilitou que a frequência da guia pudesse ser dobrada durante seu guiamento e também permitiu maior controle sobre o laser transmitido. Essa inovação, também apresentada na sessão de pôsteres por Gustavo, rendeu ao aluno uma menção honrosa, destacando mais uma vez o IFSC na Conferência.
Reconhecimento internacional em solo brasileiro
Em relação à participação na INCP, Nathália afirma que a experiência foi enriquecedora, pois ela teve a oportunidade de mostrar seu trabalho a outros pesquisadores da área. Para ela, o maior destaque de seu trabalho foi o caráter inovador. “Em minha pesquisa, vislumbramos um material orgânico para criação de um dispositivo, enquanto a maioria desses dispositivos tem como base o Silício, uma ‘herança’ da microeletrônica”, explica. “O desenvolvimento de um microdispositivo que não tenha como base o Silício é um dos maiores desafios na área de fotônica, e alguns grupos já o fazem, mas o diferencial de nosso trabalho é que utilizamos uma única etapa de processamento de material para fabricar o ressonador”, complementa.
O trabalho de Gustavo caminha na mesma direção, já que propõe uma metodologia que tem como base uma matriz orgânica. Além dessa vantagem, a guia desenvolvida por Gustavo permite que a luz seja guiada numa região não afetada pelo laser, possibilitando usufruir das propriedades ópticas associadas à estrutura cristalina do material. “A fabricação, manufatura e custo desse material são mais baixos, além de ele ter não linearidades ópticas, muito importantes na fabricação de dispositivos fotônicos”, afirma. “Enquanto a grande maioria dos guias de onda é fabricada com vidro, os nossos são fabricados em cristal”.
De acordo com os dois pesquisadores, esses resultados abrem diversas possibilidades de estudos, que ambos pretendem explorar ao máximo até o final de seus doutoramentos. Os prêmios recebidos na INCP certamente servirão como incentivo para que a conclusão dos trabalhos seja bem-sucedida.
A pesquisa descrita nesta matéria de divulgação pode se encontrar em fase inicial de desenvolvimento. A eventualidade de sua aplicação para uso humano, animal, agrícola ou correlatos deverá ser previamente avaliada e receber aprovação oficial dos órgãos federais e estaduais competentes. As informações contidas na reportagem são de inteira responsabilidade do pesquisador responsável pelo estudo, que foram devidamente conferidas pelo mesmo, após editadas por jornalista responsável devidamente identificado, não implicando, por isso, em responsabilidade da instituição.
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
