conteúdos
links
tags
Opinião
Dia da Fotónica@UA
Fótonica: ciência e tecnologia do século XXI
A investigação em novos LED é uma das áreas da fotónica na UA
Celebra-se, a 21 de outubro, o dia da fotónica, a ciência e tecnologia de gerar, controlar e manipular fotões. Atualmente, a aplicação da fotónica está disseminada em diversas áreas tais como: as comunicações (internet, sistemas de posicionamento global, telemóveis), a saúde (imagiologia, cirurgias laser), a iluminação, a energia (painéis fotovoltaicos), ambiente (monitorização climática, oceanográfica e poluição) e segurança. Espera-se que, durante este século, a fotónica assuma uma relevância tecnológica comparável à da eletrónica no século XX, enquanto motor de desenvolvimento económico e de criação de emprego mundial.

Em geral, a fotónica apresenta-se como uma tecnologia mais limpa o que a torna particularmente atrativa para concretizar os compromissos mundiais para a descarbonização. Os efeitos de redução de consumo energético são já mensuráveis na atualidade com a utilização de sistemas de iluminação baseados em LEDs.

Em meados dos anos 80, do século XX, o revisitar do conhecimento fundamental sobre a interação luz-matéria, ao nível quântico, veio revigorar as áreas da ótica e da fotónica e abriu caminho para uma nova era tecnológica. Depois da invenção do laser na década de 60, o grande avanço surge quando Físicos americanos mostraram que a gravação de estruturas regulares, em materiais, à escala do comprimento de onda da luz - designados de cristais fotónicos - pode bloquear ou guiar bandas específicas de comprimentos de onda. Perspetivam-se avanços revolucionários na área da saúde, no desenvolvimento de sensores para a monitorização da dinâmica de células e tecidos, no desenvolvimento de materiais e processos de fabrico com maior desempenho, funcionalidade e redução de custos. Em termos de computação, pretende-se igualmente ultrapassar as limitações atuais da eletrónica, através da utilização de computadores óticos e da computação quântica permitindo aumentar a capacidade de armazenamento e velocidade de transmissão de dados.

Na Universidade de Aveiro, e de forma transversal a vários Departamentos, existe um conjunto de valências e competências na área da fotónica, integrando o saber e o conhecimento de investigadores/docentes de vários Laboratórios Associados e Unidades de Investigação. Em particular, a investigação realizada no Departamento de Física, assume um papel de relevo e encontra-se estrategicamente orientada para o desenvolvimento do conhecimento fundamental na área e para a transferência de tecnologias nela baseada para diversos setores da sociedade.

Margarida Facão, investigadora no I3N (Instituto de Nanoestruturas, Nanomodelação e Nanofabricação) destaca o desenvolvimento de sensores de fibra ótica, em particular de sensores de baixo custo na medição de diferentes parâmetros físicos. Paralelamente, tem-se estudado a propagação de sinais óticos em fibras de cristais fotónicos, com vista à obtenção de outros tipos de  propagação guiada da luz que possibilitarão, por exemplo, a melhor iluminação e captação de imagem por fibra, geração de luz branca com características laser, ou luz que se propaga a uma velocidade bem mais baixa (luz lenta). Outro tema de investigação na área da fotónica que destaca, é o da criptografia quântica, no qual colabora com investigadores do Instituto de Telecomunicações (IT).

descrição para leitores de ecrã
Concentrador solar baseado em fibra ótica de plástico preenchido com materiais híbridos orgânicos-inorgânicos.

Exemplos de fotónica sustentável (do inglês green photonics) incluem a utilização de materiais híbridos orgânicos-inorgânicos como afirma Rute Ferreira, investigadora do CICECO - Instituto de Materiais de Aveiro. Estes sistemas são particularmente úteis no desenvolvimento de díodos emissores de luz branca de baixo custo, fácil reciclagem e com propriedades óticas melhoradas para iluminação interior, concentradores solares luminescentes que melhoram o desempenho de células fotovoltaicas, circuitos óticos integrados para a nova geração de comunicações óticas e, ainda, sensores de temperatura com resolução à escala sub-micromética que operam de forma não invasiva.

Os nitretos do grupo III assumem um papel relevante nos dispositivos optoelectrónicos e microeletrónicos, como por exemplo os já utilizados em díodos emissores de luz e em transístores de elevada mobilidade eletrónica. Rosário Correia, Teresa Monteiro e Nebiha Ben Sedrine, investigadoras do I3N, mencionam que, ainda que em fase embrionária, as propriedades óticas destes materiais em estruturas nano- micro- e mesoporosas revelam, por exemplo, que a manipulação do índice de refração e modelação do sinal ótico potenciam novas aplicações em diferentes áreas.

descrição para leitores de ecrã
Microscopia eletrónica de varrimento: fibra com estrutura eutética crescida por laser.

No Departamento de Física a fotónica é também explorada como tecnologia para a produção de materiais com propriedades melhoradas para utilização em tecnologias de ponta, como diz Florinda Costa, investigadora do I3N. Exemplo disso é o processamento a laser de materiais altamente texturados (supercondutores e termoelétricos com intensificação das suas propriedades de transporte elétrico), de monocristais de materiais óxidos dopados com terras raras (para aplicação em dispositivos emissores de luz) e de nanopartículas, com aplicação na biomedicina como biossensores para a deteção precoce de doenças.

O Departamento de Física da Universidade de Aveiro associa-se deste modo ao dia da fotónica, um evento bianual que visa a divulgação desta área junto da comunidade.

Margarida Facão

Rute Ferreira

Rosário Correia

Teresa Monteiro

Nebiha Ben Sedrine

Florinda Costa

(docentes/investigadoras do Departamento de Física da Universidade de Aveiro )

imprimir
tags
outras notícias