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Canal Rio Claro

Novos materiais luminescentes e fotossensíveis à base de Sílica

Publicado em 30 dezembro 2014

Por Por: Redação Canal Rio Claro

O Departamento de Física da Unesp de Rio Claro desenvolve várias pesquisas na área de novos materiais. Uma dessas linhas de pesquisa é conduzida pelo Prof. Dr. Fábio Simões de Vicente, docente do programa de Pós-Graduação em Física Aplicada do Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE) da Unesp. O professor Fábio estuda materiais vítreos preparados pelo processo Sol-Gel, no qual se utiliza precursores químicos líquidos que são convertidos em um gel vítreo e posteriormente transforma-se em um material vítreo solidificado através de secagem controlada a temperatura ambiente.

 

A grande vantagem de se preparar materiais vítreos à base de Sílica pelo processo sol-gel é que se parte de uma rota líquida e nesta etapa o material pode ser dopado com qualquer outro composto, seja orgânico ou mesmo inorgânico que se consiga dissolver em um liquido. Por exemplo pode-se misturar ao material à base de Sílica ainda na fase líquida um pigmento colorido ou mesmo um polímero condutor de eletricidade. No final do processo de preparação com secagem à temperatura ambiente forma-se um material com novas propriedades ópticas ou elétricas, dependendo dos componentes utilizados.

 

Além disso o processo Sol-Gel traz várias vantagens, como a obtenção de materiais vítreos com alto grau de transparência, pureza e homogeneidade e também materiais híbridos com fases orgânicas/inorgânicas multicomponentes, como é o caso dos materiais vítreos maleáveis à base de Sílica/epóxi, e até materiais que seriam impossíveis de preparar por processos convencionais como o processo de fusão. Esses materiais têm inúmeras aplicações tecnológicas, podendo ser produzidos na forma de vidros espessos ou mesmo aplicados em finas camadas depositadas por spray (filmes finos), destaca Fábio.

Atualmente, o grupo tem pesquisado novos materiais luminescentes e fotossensíveis à base de Sílica, buscando composições que apresentem propriedades com maior eficiência. Nesta linha de pesquisa são desenvolvidos e estudados materiais vítreos luminescentes com aplicações para LEDs e LASERs e materiais vítreos fotocrômicos (materiais transparentes que escurecem quando expostos a luz ultravioleta) que tem aplicações como janelas inteligentes "smart windows".

 

Especificamente tem sido estudados materiais híbridos à base de Sílica dopados com compostos orgânicos altamente luminescentes como a Rodamina e também híbridos de Sílica dopados com nanopartículas inorgânicas luminescentes de CdSe/ZnS e CuInS2. Na linha de materiais fotossensíveis tem sido estudados materiais híbridos à base de Sílica dopados com Tungstênio, formando um material fotocrômico transparente que se torna azul escuro quando exposto a luz ultravioleta, sendo também reversível, ou seja, volta a ficar transparente quando cessa a luz UV. Este é um exemplo de material fotossensível que pode ser utilizado em janelas de casas ou edifícios, bloqueando a entrada de luz solar durante o dia, trazendo conforto térmico e economia de energia, explica Fábio.

Outra linha de pesquisa inédita no grupo é o desenvolvimento e estudo de materiais vítreos com propriedades elétricas. A ideia surgiu pela possibilidade de misturar ao material híbrido de Sílica um polímero condutor, formando um material vítreo transparente e condutor de eletricidade. De acordo com o professor, tal material tem inúmeras aplicações. Por exemplo, imagine uma película transparente que seja condutora de eletricidade. Este é o princípio usado nas telas sensíveis ao toque. Como o material é preparado via rota líquida pode ser aplicado em superfícies pela técnica de spray por exemplo, podendo ser também dopado com pigmentos coloridos formando tintas condutoras com várias aplicações tecnológicas e industriais, exemplifica o pesquisador.

O Grupo de Pesquisa em Novos Materiais tem atuado na formação de alunos em programas de iniciação científica e pós-graduação, e tem colaboração com os Profs. Drs. Dante Luiz Chinaglia, Giovani Gozzi e Alexandre Mesquita do Departamento de Física da Unesp. A pesquisa conta ainda com a cooperação de pesquisadores do Instituto de Física da USP de São Carlos, da Universidade Federal de Uberlandia (UFU), da Universidade Federal do ABC e da Universidade de Munster (Alemanha). A pesquisa é financiada pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), pelo CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) e pela Fundunesp (Fundação para o Desenvolvimento da Unesp). O grupo pode ser acessado pelo site www.rc.unesp.br/novosmateriais.