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Agência Gestão CT&I

Protótipo de termômetro óptico desenvolvido no Brasil é premiado na Rússia

Publicado em 20 outubro 2016

Pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), do campus de Araraquara, desenvolveram uma sonda flexível feita de fibra óptica e vidro à base de dióxido de telúrio, com alta sensibilidade térmica e portátil, para facilitar a medição da temperatura em ambientes que termômetros convencionais não alcançam. A inovação foi premiada no XX International Symposium on Non-Oxide and New Optical Glasses, promovido pelo Institute of Chemistry of High-Purity Substance da Russian Academy of Sciences, na Rússia.

“A premiação é um importante reconhecimento da comunidade científica internacional da área de vidros ópticos aos trabalhos que são desenvolvidos no Instituto de Química de Araraquara, especialmente no Laboratório de Materiais Fotônicos do Departamento de Química Geral e Inorgânica (DQGI)”, disse Sidney José Lima Ribeiro, um dos pesquisadores a frente do trabalho.

A novidade está na instalação do material na ponta de uma fibra óptica, que transmite a luz emitida e fornece as informações de temperatura com base na análise de suas intensidades. A pesquisa, chamada de “Fibras ópticas especiais à base de óxido de telúrio para aplicações ópticas não lineares”, foi realizada por Danilo Manzani, que tem bolsa de pós-doutorado da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O dispositivo desenvolvido por Manzani mede a temperatura por meio da luz emitida, diferentemente dos termômetros elétricos convencionais, que utilizam termopares – dispositivos elétricos usados na medição de temperatura em contato físico com a matéria de interesse. Para isso, é utilizada uma fração de vidro à base de dióxido de telúrio contendo os íons terras-raras érbio e yttérbio, material altamente luminescente que apresenta importantes propriedades ópticas de interesse exploradas na área da fotônica.

“A sonda se utiliza do fenômeno de termometria óptica para obter informações sobre a temperatura do local de interesse. Graças à flexibilidade conferida pela fibra óptica e suas dimensões pequenas, é possível acessar com facilidade ambientes que um termômetro de contato não conseguiria alcançar, transmitindo a luz infravermelha que ilumina o objeto da medição e captando a luz emitida pelo vidro contendo íons terras-raras de volta para o detector”, conta Manzani.

A sonda termômetro óptico foi desenvolvida para operar em regiões de 5º C a 50° C, direcionada para aplicações biológicas e biomédicas, e de 50º C a 200° C, para uso em tecnologias onde temperaturas mais elevadas devem ser monitoradas. Entre as aplicações biológicas estão as cirurgias e terapias fotodinâmicas, que, em alguns casos, precisam do controle da temperatura durante o procedimento; já a calibragem para temperaturas superiores foi feita para uso em locais com risco de explosão, como gasodutos e oleodutos, ambientes inóspitos e tóxicos.

De acordo com Manzani, o protótipo apresentou excelente resposta em medições nos dois intervalos de temperatura, com precisão de ±0,5 °C na janela voltada para aplicações biológicas e de ±1,1°C para aplicações em ambientes de altas temperaturas. “Em termos de sensibilidade térmica, a sonda desenvolvida apresenta valor bastante superior às daquelas já relatadas na literatura científica da área”, diz o pesquisador.

Os resultados foram submetidos à revista Scientific Reports, do grupo Nature, no artigo “A portable luminescente thermometer based on green up-conversion emission of Er3+/Yb3+ co-doped tellurite glass”. A pesquisa completa pode ser acessada aqui.

(Agência Gestão CT&I, com informações da Fapesp)