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Opinião
Diretor do Departamento de Física perspetiva o ano que começa
A ciência dos comportamentos naturais e gerais do mundo em 2016
João Miguel Dias
Física dos semicondutores, nanociências e nanotecnologias, física de materiais, modelação de materiais, física de redes e sistemas complexos, ótica e fotónica, energias renováveis... Mas, também, meteorologia e clima, oceanografia, deteção de radiação e imagem médica, física médica, robótica, biofísica, história e ensino da física, astronomia, astrofísica e cosmologia. São estas as linhas temáticas da investigação que se vai desenrolar em 2016 no Departamento de Física, como explica João Miguel Dias, diretor desta unidade orgânica da Universidade de Aveiro (UA).

A Física é uma ciência que procura a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo, desde as partículas elementares até o universo como um todo. É atualmente uma ciência determinante para o progresso da humanidade, considerando que as suas evoluções são frequentemente traduzidas pelo desenvolvimento de novas tecnologias. Neste contexto, as atividades de investigação desenvolvidas pelo Departamento de Física (DFis) da Universidade de Aveiro são efetuadas no âmbito dos laboratórios associados (LA) e das unidades de investigação (UI’s) I3N, CICECO, CESAM, iBi-MED, CIDMA e CIDTFF. A investigação a efetuar durante o ano de 2016 baseia-se nas competências e excelência dos seus investigadores, nos financiamentos em curso por parte da Fundação para a Ciência e Tecnologia (quer através de projetos individuais, quer dos contratos de financiamento dos LA e UI’s), no programa-quadro comunitário Horizonte 2020, nas necessidades regionais definidas no âmbito dos programas operacionais da região centro, assim como na cooperação com a sociedade, onde se definiu o objetivo de promover ações em parceria com o tecido empresarial. Deste modo, o DFis investigará durante 2016 diversas linhas temáticas, como física dos semicondutores, nanociências e nanotecnologias, física de materiais, modelação de materiais, física de redes e sistemas complexos, ótica e fotónica, energias renováveis, meteorologia e clima, oceanografia, deteção de radiação e imagem médica, física médica, robótica, biofísica, história e ensino da física, astronomia, astrofísica e cosmologia.

Dentro das várias áreas, e a título de exemplo, perspetiva-se que durante 2016 possam surgir as seguintes evoluções/inovações no domínio da Física e para as quais se anteveem contributos da investigação a realizar no DFis:

i) a detecção directa de ondas gravitacionais, previstas há precisamente 100 anos por Albert Einstein, irá abrir uma nova janela para o Cosmos, independente e complementar das observações electromagnéticas. O detector Advanced LIGO começou a operar a 18 de setembro de 2015 e existem, neste momento, informações (ainda oficiosas) de que já foram detetados vários eventos, correspondendo à radiação gravitacional emitida na coalescência de (vários) binários de buracos negros. A confirmação destas detecções, que provavelmente darão origem a um prémio Nobel, iniciará uma nova sub-área da astrofísica e permitirá testar a verdadeira natureza de objectos compactos como estrelas de neutrões e buracos negros. Em particular permitirá colocar restrições aos modelos alternativos de buracos negros (com cabelo) proposto por investigadores do DFis;

ii) o desenvolvimento de dispositivos estáveis e reprodutíveis para aplicações comerciais baseados em nanomateriais luminescentes de largo hiato energético, através de um eficiente controlo das propriedades físicas dos materiais crescidos/sintetizados por diferentes metodologias em investigação no DFis. As técnicas experimentais aplicadas permitirão aferir a qualidade dos sistemas emissores à nanoescala, que se pretendem com um vasto leque de funcionalidades, nomeadamente em sistemas de iluminação, detetores de radiação, telecomunicações, processamento e manipulação de informação, tecnologia militar e defesa, tecnologia aeroespacial e dispositivos fotovoltaicos;

iii) antevê-se que as alterações climáticas terão impacto no planeta Terra durante um período mais alargado do que previsto anteriormente, devido ao aumento da concentração atmosférica de gases com efeito de estufa durante as próximas décadas. O seu efeito na circulação geral da atmosfera e na variabilidade climática será investigado no DFis, assim como o seu resultado na circulação oceânica e estuarina, com especial ênfase nas zonas costeiras. O conhecimento científico adquirido será aplicado na definição e apresentação de propostas para medidas de adaptação e mitigação para as zonas de risco a identificar;

iv) o sistema PET - Positron Emission Tomography - é o sistema de imagem mais poderoso para a deteção precoce do cancro. Os sistemas PET pré-clínicos são usados em pequenos animais para estudar doenças do foro oncológico e cerebrais degenerativas, bem como para verificar a eficiência de fármacos/terapias nestes animais. A tecnologia PET em investigação no DFis permite o desenvolvimento de novos sistemas de baixo custo e alta resolução de imagem, potenciados pelo seu método de aquisição único e patenteado. Este poderá trazer uma nova perspetiva na utilização de sistemas PET pré-clínicos, permitindo uma democratização no uso para imagiologia PET pré-clínica de pequenos animais;

v) a investigação de novos materiais híbridos orgânicos-inorgânicos resultantes das atividades do DFis na área da fotónica permitirão o desenvolvimento de dispositivos inovadores para iluminação, termometria molecular, conversão fotovoltaica (concentradores solares luminescentes) e ótica integrada (OI). Destaca-se a produção de LEDs emissores de luz branca próxima da luz solar e sem a inclusão de elementos tóxicos; nanotermómetros luminescentes raciométricos com melhor performance em termos de sensibilidade, resolução em temperatura, e resolução espácio-temporal; circuitos de OI de baixo custo para as redes óticas de nova geração que permitam a transposição das técnicas de modulação de elevada eficiência espectral para a rede de acesso, tornando acessível aos utilizadores residenciais redes de elevada largura de banda.

João Miguel Dias

Diretor do DFis 

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