O graduando do curso de Ciências Físicas e Biomoleculares do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Caio Vaz Rímoli, decidiu que gostaria de ter um contato mais próximo com a pesquisa. Foi quando procurou pelo docente do IFSC, Paulo Miranda, que o orientou a trabalhar em conjunto com o pesquisador do IFSC, Marcelo Faleiros, enquanto este ainda elaborava uma estação experimental de espectroscopia ultrarrápida de bombeio-e-prova (do inglês “pump-probe-spectroscopy“).
Participando ativamente da pesquisa em questão, Caio passou a estudar uma nova metodologia, criada pelo pesquisador, Alexandre Marletta, durante seu doutorado no IFSC, em 2001, e capaz de produzir polímeros de PPV com diferentes comprimentos médios de conjugação*. “Quanto mais conjugado o polímero, menor o bandgap** e, consequentemente, maior seu caráter condutor. Se fizermos vários filmes sobrepostos em que cada um tem um comprimento de conjugação diferente, criamos uma escada energética”, explica o aluno.
Normalmente, os elétrons caminham aleatoriamente por camadas de energia de um material. “Quando um material qualquer é excitado por um curto momento, como, por exemplo, por incidência de luz, os elétrons que antes estavam distribuídos nos níveis mais baixos de energia passam a popular os níveis mais altos. Como a excitação não é mantida, os elétrons tendem a voltar aos níveis mais baixos e seguem, geralmente, por caminhos aleatórios”, elucida Caio.
O que ele e os pesquisadores com os quais trabalha estão tentando fazer, no momento, é definir caminhos lógicos e previsíveis por onde os elétrons possam se mover de uma camada para outra, justamente através da técnica de espectroscopia ultrarrápida de bombeio-e-prova (metodologia criada por Faleiros). Dessa forma, eles são capazes de identificar a velocidade de transferência de energia entre as camadas de diferentes polímeros semicondutores sobrepostos.
Para melhor entendimento desse processo, Caio faz uma analogia: quando a luz do Sol incide sobre as plantas, em suas folhas há um mecanismo realizado pelas “clorofilas antena”, pelo qual estas transportam energia gerada pelos fótons (partículas de luz) nelas incidentes diretamente para as chamadas “clorofilas de centro de reação fotossintética” , possibilitando a realização da fotossíntese com alta eficiência. Caio tenta fazer algo parecido: tornar possível essa mesma lógica do polímero semicondutor criado por Marletta, trazendo um “caminhar” dos elétrons nas camadas de valência do referido material mais previsível e definido. “Estamos verificando se esse material é capaz de canalizar energia de maneira não tão aleatória. Conseguindo controlar essa guia de energia, você pode tornar um material mais eficiente e construir novos dispositivos”, conta o estudante. “Se a natureza evoluiu de tal forma a selecionar organismos que têm esse tipo de mecanismo fotofísico, provavelmente ele deve fazer a diferença”, opina.
Em um futuro próximo
Quando esse objetivo for alcançado, e se o conceito de guia de energia mostrar-se realmente mais eficiente, essa metodologia (ou outras análogas baseadas nela) poderá ser usada para a criação de novos dispositivos optoeletrônicos. Assim, possivelmente, o mundo digital (TVs, celulares, sensores ópticos, câmeras digitais, vídeo games, tablets etc.) poderá usufruir dessa tecnologia.
Graças aos resultados promissores de sua colaboração na pesquisa em questão, Caio, no final do ano passado, foi contemplado com uma menção honrosa e com um prêmio de melhor apresentação de pôster na II Conferência USP de Nanotecnologia. Ele destaca sua participação na montagem da estação experimental criada por Marcelo Faleiros, e o fato da estação poder ser usada por qualquer pessoa, sem dificuldades, para dar sequência a outras pesquisas e trazer novos resultados continuamente.
Ele afirma que dará continuidade à pesquisa na pós-graduação, que planeja começar num futuro muito próximo, esperando resultados ainda mais promissores do que aqueles encontrados até o momento. “Pretendo aprender mais sobre técnicas ópticas, sobretudo aquelas que permitem um estudo mais detalhado de interfaces. Ainda dá para aproveitar muito do que aprendi na minha iniciação científica e há vários fenômenos interessantes com aplicação industrial que tenho interesse em estudar”, conclui Caio.
Imagem 1: Estação de espectroscopia ultrarrápida de bombeio-e-prova
Imagem 2: Ilustração dos bandgaps dos nanofilmes de PPV sintetizados por Caio
*ligações simples-duplas consecutivas
**quantidade de energia necessária para libertar um elétron de sua “órbita” inicial e transferi-lo para uma “órbita” de condução de eletricidade
Assessoria de Comunicação
