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Laboratório de Telecomunicações
Universidade Federal do Espírito Santo
Nanotecnologia em sensores
em fibras ópticas
Adilson Ribeiro Prado
Orientadores:Dra. Maria José Pontes / Dr. Moisés Renato Nunes Ribeiro.
Foto: Raquel F. Vassallo. Arte: Gabriel L. S. Lavagnoli
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Sumário
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
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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
Microscópio de Força Atômica (MFA)
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Nanotecnologia
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Prêmio Nobel de Química 2014
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Nanotecnologia
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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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Obs.: Fluorescência
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
Laboratório de Telecomunicações
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de nanotubo de carbono
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de nanotubo de carbono (bateria de “lítio”)
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
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Aplicação de nanotubo de carbono
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de nanotubo de carbono
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Aplicação de grafeno
Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de grafeno
Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de grafeno
Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Químicos e Biológicos em
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Aplicação de nanopartícula de ouro
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de nanopartícula de ouro
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Aplicações dos efeitos Físicos,
Químicos e Biológicos em
Nanotecnologia
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Aplicação de nanopartícula de ouro
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Químicos e Biológicos em
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Aplicação de nanopartícula de ouro
*Fototerapia
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Efeito Plasmônico
Ressonância de Plasmon de Superfície
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.
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Efeito Plasmônico
“Dependência do ângulo de incidência”
Ressonância de
Plasmon de Superfície
“Independência do ângulo de incidência”
Ressonância de Plasmon
de Superfície Localizada
*Nanoparticulas de ouro (NPAu)
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Efeito Plasmônico
“Independência do ângulo de incidência”
Ressonância de Plasmon
de Superfície Localizada
Dependência do
tamanho das
nanopartículas de ouro
Dependência da
concentração das
nanopartículas de ouro
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Efeito Plasmônico
Dependência do tamanho das nanopartículas de ouro
530 nm
530 nm
Absorbância
630 nm
Fluorescência
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Efeito Plasmônico
Ressonância de Plasmon
de Superfície Localizada
Polarização por
Plasmon de Superfície
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Efeito Plasmônico
Polarização por
Plasmon de Superfície
H2S
KSCN
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Efeito Plasmônico
Polarização por Plasmon de Superfície
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Efeito Plasmônico
Polarização por Plasmon de Superfície
Sem H2S:
Detectando de H2S:
Com H2S:
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Efeito Plasmônico
Polarização por Plasmon de Superfície
Detectando de H2S:
Sem H2S:
Com H2S:
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Sensor em Fibra Óptica
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Agradecimentos
Núcleo de Competências em Química do Petróleo (NCQP) Laboratório Experimental de Petróleo (LabPetro).
Laboratório de Ultraestrutura Celular Carlos Alberto Redins
(LUCCAR)–CCS/UFES.