| Nº Processo: | Proj 10 |
| Título do Projeto: | Caracterização termo-óptica de materiais em função da temperatura aplicando técnicas fototérmicas e interferometria óptica |
| Responsável: | Prof. Dr. Antonio Medina Neto |
| Equipe: | Prof. Dr. Antonio Medina Neto |
| Data início (mês/ano): |
01/2007 a 01/2009 |
| Financiadores: | CNPq valor aprovado: R$ 35.000,00 |
| Descrição do Projeto: | Caracterização
termo - óptica de materiais em função da
temperatura aplicando técnicas fototérmicas e
interferometria óptica. Proc: 474604/2006-3 - CNPQ (Edital MCT/CNPq 02/2006 - Universal) Valor Financiado: R$ 35.000,00 Neste projeto pretendemos continuar o estudo de propriedades térmicas de materiais em função da temperatura, utilizando a calorimetria de relaxação térmica e as técnicas fototérmicas, ampliando este estudo para a determinação das propriedades ópticas, em particular a determinação do coeficiente de temperatura do caminho óptico (dS/dT), utilizando a interferômetria óptica. Centraremos nossos estudos em quatro classes de materiais: vidros ópticos dopados com terras - raras, polímeros, líquidos (e misturas) e compostos intermetálicos de terras – raras. Os vidros ópticos dopados com terras – raras e polímeros, constituem-se em duas das principais linhas de pesquisa do Grupo de Estudos dos Fenômenos Fototérmicos (GEFF). O estudo em vidros ópticos visa a obtenção de novos materiais para utilização como meio ativo em lasers de estado sólido, com emissão na região do infravermelho, para aplicações biomédicas. O estudo em polímeros e copolímeros, é hoje uma das áreas com maior interesse dentro da física e da química, devido a grande quantidade de aplicações destes materiais, dentre as quais podemos destacar a produção de tecidos sintéticos, embalagens, revestimentos, entre outros. Para estes fins, é necessária a caraterização estrutural, óptica, mecânica e térmica destes materiais, principalmente a dependência de suas propriedades como função da temperatura, visto que comumente são submetidos a temperaturas diferentes da ambiente. Quando estes materiais visam aplicações ópticas, conhecer o parâmetro dS/dT em função da temperatura é fundamental para que se possa determinar a que tipo de aplicação o material pode ser destinado. Por exemplo: para ser utilizado como meio ativo em lasers de estado sólido, é desejável que dS/dT seja próximo de zero, uma vez que a cavidade do laser é um ambiente hostil, na qual a temperatura de operação é muito maior que a ambiente, e o processo de refrigeração do meio ativo ocorre majoritariamente na superfície, provocando gradientes de temperaturas na direção radial[1,2]. Como conseqüência, ocorrem desvios, auto-focalização, despolarização ou aberrações no feixe laser. Já no caso dos polímeros, um dos fatores que determina sua aplicação é a temperatura de transição vítrea (TG), abaixo desta temperatura o polímero é rígido e pouco resistente a tensão mecânica, acima de TG o mesmo torna-se muito flexível e maleável. A mudança das propriedades destes materiais em TG, pode ser claramente observada no comportamento do coeficiente de expansão térmico (?) em função da temperatura, e como dS/dT e diretamente proporcional a este parâmetro[3,4] , os métodos interferometricos mostram-se bastante apropriados para a determinação de TG em polímeros semitransparentes. Cabe-nos aqui ressaltar que nas técnicas inerferometricas aplicadas a sólidos, o que se determina é o comportamento de dS/dT em função da temperatura, o qual depende do coeficiente de expansão térmico (?) e coeficiente de temperatura do índice de refração (dn/dT). Neste projetos propomos um método para determinar o comportamento de ? e dn/dT isoladamente, através da combinação de duas técnicas interferometricas. Além disto, pretendemos utilizar a interferometria para o estudo de líquidos semitransparentes e misturas, como exemplos óleos vegetais e a mistura de água em álcool, na qual o valor de dn/dT e seu comportamento em função da temperatura[5] muda significativamente, assim propomos neste projeto um método para analisar a quantidade de água em álcool, o qual poderá ser utilizado para analise de álcool combustível e posteriormente estendida a outros combustíveis (gasolina, querosene) com outras impurezas. O estudo de compostos intermetálicos de terras – raras é uma linha de pesquisa que está sendo desenvolvida em colaboração com o prof. Dr. Flávio C.G. Gandra, coordenador do GML/UNICAMP, nosso objetivo é o estudo de sistemas fortemente correlacionados à base de Ce, Yb e U, os quais apresentam propriedades físicas não usuais na região de baixa temperatura, como por exemplo: Efeito Kondo, Efeito de Coerência, Valência Intermediária, comportamento “Heavy-Fermion”, coexistência de ordenamento magnético e supercondutividade, etc. Estes efeitos são atribuídos a forte hibridização entre os elétrons f e os elétrons de condução, que é muito susceptível ao volume da célula unitária, e consequentemente vários experimentos sobre pressão tem sido realizados nestes compostos. Estes experimentos possibilitam somente o aumento da pressão sobre o composto, além de serem normalmente caros e de difícil execução. Uma alternativa, que temos empregado, é a utilização de substituição química (pressão química) que possibilita tanto a diminuição quanto o aumento do volume da célula e é um método bem mais acessível. Recentemente participei da montagem e caracterização de um calorímetro de relaxação para medidas em He3 (de 0,3K a 4K) o qual está sendo utilizado paro o estudo destes sistemas fortemente correlacionados, neste projeto, pretendemos continuar a estudar o efeito da substituição química em compostos de Ce, U e Yb, para tanto utilizaremos as medidas de magnetização, resistividade elétrica e calor específico. Em particular este novo sistema de calorimetria, que tem se mostrado muito eficientes para o estudo destes compostos. |