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rLaboratório de Telecomunicações Laboratório de Telecomunicações

Universidade Federal do Espírito SantoUniversidade Federal do Espírito Santo

Adilson Ribeiro PradoOrientadores:Dra. Maria José Pontes / Dr. Moisés Renato Nunes Ribeiro.

Foto: Raquel F. Vassallo. Arte: Gabriel L. S. Lavagnoli

Nanotecnologia em sensores em fibras ópticas

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Definição de Nanotecnologia

Microscopia e seus avanços

Aplicações dos efeitos Físicos, Químicos e Biológicos em Nanotecnologia

Efeito Plasmônico na construção de sensores

Sensor em Fibra Óptica

Sumário

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Nanotecnologia

De uma forma simples, podemos definir nanotecnologia como sendo o termo utilizado para descrever a criação, manipulação e exploração de materiais com escala nanométrica.

Primeira Possibilidade: “O primeiro panorama esta baseado no uso da nanotecnologia para os desenvolvimentos de novas tecnologias visando substituir as atuais”

Segunda Possibilidade: “O segundo panorama consiste no desenvolvimento de novas tecnologias inovadores, para problemas atuais usando fenômenos físicos, químicos ou

biológicos recentes”

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Nanotecnologia

Novos avanços em desenvolvimento de transistores e memórias lógicas baseados em nanotubos de carbono, nanofios de ouro, nanofios e nanofitas de materiais semicondutores. Estes desenvolvimentos estão sendo patrocinados por grandes empresas do setor de semicondutores visando uma miniaturização ainda maior dos circuitos eletrônicos, tentando gerar nanocircuitos.

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Nanotecnologia

Nos anos 80 e 90, grandes esforços foram realizados em ciência e tecnologia, ações que possibilitaram o desenvolvimento de novos microscópios de força atômica e de transmissão, daí houve a possibilidade de descobertas de novas propriedades e estruturas, que levaram a uma revolução científica e a uma corrida no sentido de compreender e dominar o nanomundo.

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Nanotecnologia

Microscopia óptica

*Resolução na ordem de 0,5 μm.

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Nanotecnologia

Microscopia Eletrônica de Transmissão

*Resolução na ordem de 0,1 a 5 nm.

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Nanotecnologia

Microscopia Eletrônica de Transmissão

Vírus Nanopartículas de ouro

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Nanotecnologia

Microscopia Eletrônica de Varredura

*Resolução na ordem de 0,2 a 5 nm.

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Nanotecnologia

Microscopia Eletrônica de Varredura

Nanotubo de carbono Nanotubo de carbono - Bateria

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Nanotecnologia

Microscópio de Força Atômica (MFA)

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Nanotecnologia Prêmio Nobel de Química 2014

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Nanotecnologia Obs.: Fluorescência

LUMINESCÊNCIA

Para que ocorra emissão de radiação é necessário que um material seja levado a um estado de energia mais alta.

Os processos de luminescência são denominados pelo tipo de excitação usada:Fotoluminescência: excitação por absorção de fótons (luz);Eletroluminescência: excitação por injeção de elétrons e/ou buracos;Cathodoluminescência: excitação via bombardeamento por elétrons;Termoluminescência: excitação térmica.

Qualquer que seja o modo de excitação, o processo de emissão é essencialmente o mesmo

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Nanotecnologia

Obs.: Fluorescência

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Nanotecnologia Obs.: Fluorescência

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Universidade Federal do Espírito SantoUniversidade Federal do Espírito SantoAplicações dos efeitos Físicos, Químicos

e Biológicos em Nanotecnologia

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Aplicação de nanotubo de carbono

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Aplicação de nanotubo de carbono (bateria de “lítio”)

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Aplicação de nanotubo de carbono

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Aplicação de grafeno

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Aplicação de nanopartícula de ouro

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Aplicação de nanopartícula de ouro

*Fototerapia

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A Ressonância de Plasmon de Superfície pode ser definida como a ressonância gerada pela interação da luz com os filmes finos metálicos.

Nessa interação um campo evanescente é gerado quando a luz incidente propaga-se na interface metal-dielétrico, sendo esse

perpendicular ao filme metálico e gerador do plasmons de superfície.

Efeito Plasmônico

Ressonância de Plasmon de Superfície

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Ressonância de Plasmon de Superfície

Ressonância de Plasmon de Superfície Localizada

*Nanoparticulas de ouro (NPAu)

“Independência do ângulo de incidência”“Dependência do ângulo de incidência”

Efeito Plasmônico

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“Independência do ângulo de incidência”

Dependência do tamanho das

nanopartículas de ouro

Dependência da concentração das

nanopartículas de ouro

Efeito Plasmônico

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Dependência do tamanho das nanopartículas de ouro

Absorbância

Fluorescência

530 nm 530 nm

630 nm

Efeito Plasmônico

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Polarização por Plasmon de Superfície

Efeito Plasmônico

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H2S KSCN

Efeito Plasmônico

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Efeito Plasmônico

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Detectando de H2S:

Com H2S:

Sem H2S:

Efeito Plasmônico

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Detectando de H2S:

Com H2S: Sem H2S:

Efeito Plasmônico

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Sensor em Fibra Óptica

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AgradecimentosAgradecimentos

Núcleo de Competências em Química do Petróleo (NCQP) - Laboratório Experimental de Petróleo (LabPetro).

Laboratório de Ultraestrutura Celular Carlos Alberto Redins (LUCCAR)–CCS/UFES.

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