Infraestrutura
O Instituto de Física (IF) da UFG está instalado em dois prédios, cada um de dois andares com 3028 m2, e mais uma área anexa com 154 m2, onde se encontra instalada uma parte do laboratório de pesquisa do Grupo de Física de Materiais.
Os laboratórios de pesquisa atualmente disponíveis no Instituto de Física, onde os projetos de pesquisa vinculados à pós-graduação são desenvolvidos, são os seguintes:
1) Biofísica
i) Laboratório de preparação de amostras e cultivo celular
Conta com vidraria em geral, micropipetas, microseringas, medidores de pH, agitadores magnéticos e capela exaustotra. Balança Analítica Semi-Micro com Dupla Escala (Shimadzu - AUW220D) com capacidade de 220/82 g, leitura de 0,1/0,01 mg e calibração totalmente automática. Microcentrífuga refrigerada de alto desempenho (Eppendorf® - 5417R) que incorpora rotor de aço reforçado que suporta até até 25000xg e tem capacidade para 24 tubos de 2 mL. A centrífuga ainda fornece controle de temperatura de -9 a 40 °C. Centrífuga refrigerada de alto desempenho (ThermoFisher Scientific – Sorvall Legend X1) que incorpora rotor de aço reforçado que suporta até até 25000xg e tem capacidade para 6 tubos de 50 mL. A centrífuga ainda fornece controle de temperatura de -10 a 40 °C. Dewar criogênico (Chart Inc. - MVE 32 L) para armazenar nitrogênio líquido e congelar linhagens celulares. Estufa de secagem e esterilização (Fanem 315 SE) com temperatura de até 250 °C. Microscópio invertido de laboratório com iluminação LED (Leica - DM IL LED) com ótica de alto desempenho e iluminação LED 5W precisa, ideal para a cultura de células e tecidos, micromanipulação e exames de células vivas. Microscópio de laboratório com iluminação LED (Leica - DM1000 LED) com iluminação LED de longa duração ideal para todas as aplicações de laboratório clínico, especialmente para citologia, hematologia e patologia. Incubadora de CO2 com revestimento de água (ThermoFischer Scientific - Série 8000) para cultura de células com controle preciso de temperatura e estabilidade de todos os parâmetros cultura.
ii) Laboratório de Espectroscopia.
Conta com espectrofotômetro de fluorescência (Hitachi F-7000) equipado com lâmpada de xénon de 150 W e controle de temperatura 0 a 60 °C. Comprimento de onda de medição de 200 a 750 nm e luz de ordem zero, expansível até 900 nm com detector opcional, velocidade de varrimento de comprimento de onda de 30, 60, 240, 1200, 2400, 12000, 30000 e 60 000 nm/min. Volume mínimo da amostra 0,6 mL (em uso de células retangulares padrão de 10 mm). Espectrofotômetro UV/VIS de duplo feixe de alto desempenho (PG Instruments - T80+) com uma largura de banda espectral fixa de 2 nm ou variável 0,5; 1; 2; e 5 nm capaz de realizar medições fotométricas, varredura de espectro, determinação quantitativa e análise de DNA/proteína. Quando conectado a um PC usando o software UV-Win, outros recursos estão disponíveis, incluindo espectro tridimensional, medidas cinéticas, método e armazenamento de dados e exportação de dados em vários formatos. Espectrômetro de ressonância eletrônica CW (Bruker ESP-300) compartilhado com o grupo de magnetismo e equipado com eletromagneto de campo magnético máximo de 20000 G, instalado sobre base giratória, com fonte de potência de 23,5 KVA, controlada por ponta Hall, e sistema de refrigeração à base de água; ponte de micro-ondas de banda-X, operando na faixa de 9,0 a 10,0 GHz, e dispondo de cavidades ressonantes retangular universal, cilíndrica, dupla e óptica; freqüencímetro HP, operando na faixa de 500 MHz a 20 GHz; ponte de micro-ondas de banda-Q, operando na faixa de 33.0 a 34.0 GHz e dispondo de cavidade ressonante cilíndrica; sistema de fluxo de nitrogênio para variação controlada de temperatura na faixa de 80 a 800K, com controle manual e programável; criostatos especiais, tipo dedo-frio, próprios para manter a amostra à temperatura fixa de nitrogênio líquido (77,3 K); células especiais de quartzo para amostras líquidas; goniômetro para orientação de amostras no campo magnético. Espectrômetro de ressonância eletrônica PULSADO (Bruker ESP-300 E) dedicado (fase de instalação) e equipado com eletromagneto de campo magnético máximo de 15000 G e sistema de refrigeração à base de água; ponte de micro-ondas de banda-X, operando na faixa de 9,0 a 10,0 GHz, e dispondo de cavidades ressonantes retangular universal e cilíndrica; sistema de fluxo de nitrogênio para variação controlada de temperatura na faixa de 80 a 800K, com controle manual e programável; criostatos especiais, tipo dedo-frio, próprios para manter a amostra à temperatura fixa de nitrogênio líquido (77,3 K); células especiais de quartzo para amostras líquidas; goniômetro para orientação de amostras no campo magnético.
2) Cristalografia
i) Laboratório de Difração de Raios X. Difratômetro de monocristais de quatro círculos, modelo Kappa APEX II Duo, do fabricante Bruker-AXS, composto por um goniômetro Kappa, duas fontes de raios X do tipo micro fonte, uma com anodo molibdênio e outra de anodo cobre, monocromadores de espelhos de multicamadas; detector de área tecnologia CCD modelo APEX II; sistema de criogenia de nitrogênio líquido de circuito aberto para condições experimentais desde 100 K até temperatura ambiente, uma câmara de pressão isostática do tipo Diamond Anvil Cell, para difração de raios X em monocristais aplicando altas pressões e todos os softwares necessários para processamento dos dados. Lupa de luz polarizada Olympus trilocular para avaliação de amostras.
ii) Laboratório de Cristalografia. Sistema de cromatografia de fase liquida para purificação de proteínas e compostos orgânicos Akta GE. Capela de exaustão, roto-evaporadores, mantas térmicas e agitadores magnéticos com aquecimento, estufa de secagem , colunas de separação, sonicador de ultrassom pulsado. Balança de precisão. Bombas de vácuo. Sala de cristalização.
3) Física de Materiais
i) Laboratório de Crescimento de Cristais. Sistema de crescimento de cristais por fusão (Czochralski e Top-Sedded Solution Growth) com controladores microprocessados de translação, rotação e de temperatura até o limite de 1300 graus Celsius. Fornos tipo mufla para síntese e tratamento térmico de cristais. Cadinhos e demais acessórios de platina. No-break, 8 KVA, para crescimento de cristais por fusão. Câmaras de crescimento de cristais por solução aquosa através de evaporação controlada do solvente e decréscimo da temperatura, sistema de crescimento por gradiente de concentração e sistema de crescimento em supersaturação constante. Controladores microprocessados de temperatura, bomba peristáltica, placas aquecedoras com agitação magnética, destiladores de água, medidores de pH, balança analítica, estufas de secagem e esterilização. Máquina digital para corte preciso e orientado de cristais marca Buehler Isomet1000, politriz semi-automática Buehler Minimet 1000, máquina de Corte rápido, forno de microondas.
ii) Laboratório de Síntese, Filmes Finos e Materiais Cerâmicos. Sistema para preparação de filmes finos por spin coating, sistema para crescimento por eletrodeposição, microscópios ópticos para inspeção, prensa isóstática para até 500 MPa, prensa uniaxial de 15 ton, pastilhador a vácuo, bombas de vácuo, moinho rotatório, fornos tubulares (2) e tipo mufla (5) para síntese e sinterização até 1500 graus Celsius, forno a vácuo até 1700 graus Celsius, capelas de exaustão, câmara seca com balança analítica, centrífuga.
iii) Laboratório de Caracterização Óptica e Elétrica. Lasers de He-Ne (632,8 nm, 15mW e 543,5 nm, 5 mW), componentes ópticos (filtro espacial, lentes, polarizadores, detectores, etc.) para medidas de coeficiente eletro-óptico e atividade óptica, refratômetro de Pulfrich, sistema específico para medida de atividade óptica de alta precisão, sistema para medida de condutividade elétrica (incluindo a técnica de quatro pontas) e fotocondutividade elétrica, eletrômetro, microvoltímetros, osciloscópio digital, espectrofotômetro Cary 14, bomba de vácuo, microscópios ópticos com luz polarizada, aumento de até 1500 vezes e sistema de aquisição de imagens.
iv) Laboratório de Luminescência. Espectrofluorímetro Fluorolog-3 da Horiba-Jobin Yvon com monocromador duplo, excitação com lâmpada contínua de Xenônio e detecção nas regiões do ultravioleta, visível e infravermelho. Espectrômetro por termoluminescência Harshaw TLD 3500.
v) Laboratório de Difração de Raios-X. Unidade geradora de raios X Phillips PW1743 com duas Torres. Câmara topográfica de Lang. Câmara de Laue para orientação de monocristais.
vi) Laboratório de propriedades elétricas para caracterização dielétrica tais como medidas de permissividade dielétrica e impedância em função da temperatura e frequência. O laboratório conta com uma ponte LCR da Agilent modelo EA890-A (10-2MHz), uma source unit da Agilent, multímetros digitais, forno resistivo e aparelhos de solda elétrica.
vii) Laboratório Multiusuário de medidas de propriedades magnéticas incluindo um PPMS-Evereycoll II da Quantum Design, campo magnético de até 9T operando na faixa de temperatura entre 2 K e 400 K, adquirido com recursos do MCT/FINEP através do CTInfra.
4) Magnetismo e Nanomedicina Térmica
i) Laboratório de Ressonância Magnética. Espectrômetro Bruker ESP-300 equipado com eletromagneto, com peças polares de 30 cm de diâmetro e campo magnético máximo de 20.000 G, instalado sobre base giratória, com fonte de potência de 23.5 KVA, controlada por ponta Hall, e sistema de refrigeração à base de água; ponte de micro-ondas de banda-X, operando na faixa de 9.0 a 10.0 GHz, e dispondo de cavidades ressonantes retangular universal, cilíndrica, dupla, e óptica; freqüencímetro HP, operando na faixa de 500 MHz a 20 GHz; ponte de micro-ondas de banda-Q, operando na faixa de 33.0 a 34.0 GHz e dispondo de cavidade ressonante cilíndrica; sistema de fluxo de nitrogênio para variação controlada de temperatura na faixa de 80 a 800K, com controle manual e programável; sistema de fluxo de hélio para variação controlada de temperatura na faixa de 5 a 300 K, com controle manual e programável; criostatos especiais, tipo dedo-frio, próprios para manter a amostra à temperatura fixa de nitrogênio líquido [77.3 K]; células especiais de quartzo para amostras líquidas; goniômetro para orientação de amostras no campo magnético.
ii) Laboratório de Magnetoóptica- O Laboratório de Magnetoóptica possui as técnicas de Birrefringência Magnética Estática, Magneto-transmissividade e Magnetometria Óptica por Efeito Kerr (MOKE). O laboratório conta com um eletromagneto resfriado a água com campo de até 1T, laser de He-Ne de 10 mW (632 nm), lasers de diodos (632nm), Chopper (2), amplificador Lock-in (2), diversos elementos óticos (detectores, polarizadores, filtros, etc) além de placas de controle de aquisição de dados, computadores, etc.
iii) Laboratório de Magnetometria e Magnetotransporte. Possui um Magnetômetro de amostra vibrante com campos de até 2,1 T, sistema completo de medida em função da temperatura, forno para medidas em altas temperaturas e sistema de medida de magnetoresistência.
iv) Laboratório de Síntese de Nanoestruturas e Preparação de Filmes Langmuir-Blodgett. Cuba de Langmuir-Blodgett, centrífuga, capela de exaustão, balança analítica, vidrarias diversas, entre outros.
v) Laboratório de Medicina Térmica. Possui 3 equipamentos de hipertermia magnética que trabalham na faixa de radiofrequência. 1 equipamento “home-made” que atua em 500kHz com campos de até 130 Oe. Equipamento da Empresa Ameritherm sistema Ambrell modelo EasyHeat-LI que opera na faixa de 300-400 kHz. Equipamento da NanoTherics modelo Magnetherm que opera de 110 à 900 kHz com amplitude de campos de até 350 Oe dependendo da frequência. Há várias bobinas, medidor de campo AC da AMF Lifesystems, termômetros de fibra óptica (4 canais), câmera térmica da FLIR modelo SC 620, entre outros. O Laboratório conta ainda com 2 lasers de alta potência (1W) para medidas de hipertermia fototérmica, que trabalham com comprimentos de onda de 680 nm e 808 nm.
vi) Laboratório de Tomografia por Fluorescência Molecular. Sistema de Imagiamento In Vivo para tomografia por fluorescência molecular na faixa do infravermelho próximo. Sistema da Perkin Elmer FMT 4000 Fluorescence Tomography (FMT). Possui 4 canais de excitação: 635, 680, 750 e 790 nm. Existe ainda um pequeno biotério para manutenção e armazenamento de animais com temperatura controlada com intuito de ambientar os mesmos antes de procedimentos no FMT ou procedimentos de tratamento por hipertermia (magnética ou fototérmica).
5) Biofotônica
i) Laboratório de Biomateriais e preparação de amostras:
Sistema de purificação de água – osmose reversa; pHmetro de bancada; 2 agitadores magnéticos; Incubadora com temperatura controlada; Agitador vórtex; Banho Circular por imersão; 2 Estufas para secagem de vidraria; Autoclave; Capela para exaustão; Encubadeira para ovos e teste de angiogênese; Balança analítica de precisão.
ii) Laboratório de Fotofísica e Óptica não linear
Laser Brilliant Quantel (360 mJ, 4 ns) e harmônicos (2º e 3º); Oscilador Paramétrico Óptico (OPO) Raimbow Quantel, sintonizável de 440 a 1.100 nm; Osciloscópio Tektronics (500 MHz); Mesa óptica com sistema de amortecimento (1,5 m x 1,8 m); Espectrofotômetro UV/Vis – Hitachi U 2900; Espectrômetro Laser Line LSP-2; Técnica de Flash Fotólise (constituída por luz de análise, fonte de tensão, monocromador, porta amostra, tubo fotomultiplicador e invólucro); Componentes ópticos diversos (postes, hastes, base, espelhos, filtros, 2 polarizadores calcita glan-laser completos e detectores).
iii) Laboratório para Aplicação Fotodinâmica
Módulo laser diodo emissão em 638 nm (50 mW); Módulo laser diodo emissão em 532 nm (50 mW); Lâmpada halógena: emissão de 400 – 900 nm;
6) Laboratório de Computação Científica
Atualmente, o laboratório conta com três clusters de computadores instalados em uma sala de 15m2, especialmente preparada para esta finalidade, equipada com ar condicionado, 2 No-Breaks de 20 KVA cada, 1 de 12 KVA e 1 de 6 KVA, aterramento apropriado e mobiliário auxiliar. Os clusters possuem as seguintes características:
i) Cluster com 26 microcomputadores, sendo 19 dual-core com 2GB de RAM e HD de 500 GB e 6 microcomputadores quad-core com 8GB de RAM e HD de 500GB, 2 switches Gigabit e 1 servidor dual-core com 2GB de RAM e HD de 1TB, e mais 2 servidores Dell PowerEdge T620 xeon E5-2620 de 12 núcleos.
ii) Cluster com 40 microcomputadores quad-core, todos com 8GB de RAM e 1TB de armazenamento em RAID, e conectados por uma rede de alta velocidade Gigabit Ethernet.
iii) Cluster SGI Altix XE 1300 com 232 cores Intel Xeon 5420 2.5 GHz e 464 GB de RAM.
Estão instalados nessas máquinas o sistema operacional Linux, sistemas de gerenciamento de filas e softwares como compiladores Fortran 90/95/2003, C, C++ e bibliotecas matemáticas de uso geral BLAS e Intel MKL, bem como pacotes de simulação computacional (Monte Carlo e Dinâmica Molecular) e de estrutura eletrônica (Gaussian, Dalton, Molcas, Cristal e Casino).
7) Física de Partículas
i) Laboratório de Física de Altas Energias: Centro de operações remoto (ROC – Remote Operation Center). O Laboratório de Física de Altas Energias conta com um Centro de Operações Remoto (ou ROC, de Remote Operation Center), cujo propósito principal é operar e monitorar experimentos de neutrinos realizados pelo Fermilab. Como cada instituição colaboradora precisa cumprir uma cota de plantões de monitoramento por semestre, o centro se faz necessário para evitar altos custos associados a viagens frequentes ao Fermilab com o único propósito de cumprir a cota de plantões da UFG em cada experimento. Experimentos realizados no Fermilab que são (ou foram) monitorados pelo ROC: 1. NOvA (acrônimo para NuMI Off-axis Electron-Neutrino Appearance. O "v" é na verdade a letra grega "nu", que representa o neutrino) http://www-nova.fnal.gov; 2. MINOS/MINOS+ (acrônimo para Main Injector Neutrino Oscillation Search). O experimento MINOS+ parou de tomar dados em junho de 2016. Vale lembrar que esta Control Room, montada em 2011, foi a primeira estação de monitoramento remoto do mundo a monitorar experimentos de neutrinos do Fermilab fora do próprio laboratório. http://www-numi.fnal.gov/index.html; 3. LArIAT (acrônimo para Liquid Argon TPC In A TestBeam) https://lariat.fnal.gov
8) Laboratório Multiusuário de Microscopia de Alta Resolução (LabMic)
Com as características atuais, o LabMic é único no estado de Goiás e é o mais bem equipado laboratório de microscopia de alta resolução do Brasil Central. Em plena operação, o laboratório tem atendido a vários projetos de pesquisa, nas várias áreas do conhecimento, contribuindo para o bom andamento de pesquisas relevantes em vários setores, com forte impacto em vários programas de pós-graduação. Conta atualmente com os seguintes instrumentos principais:
i) Microscópio de Força Atômica (AFM/STM), AgilentTechonogies 5500, adquirido com recursos do MCT/FINEP através do CTInfra.
ii) Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), marca JEOL, modelo JSM-6610, adquirido com recursos do MCT/FINEP através do CTInfra.
iii) Microscópio Eletrônico de Transmissão (TEM), marca JEOL, modelo JEM-2100, adquirido com recursos do CNPq através do INCT de nanobiotecnologia, e com recursos complementares pela UFG, por decisão da Câmara de Pesquisa e Pós-Graduação.
iv) Espectrômetro micro-Raman, marca Horiba Scientific, modelo HR Evolution, UV-VIS-NIR (220nm - 2200nm), equipado com 4 linhas laser operando do ultravioleta ao infravermelho próximo, possui acessório para medidas espectroscópicas da temperatura ambiente até 1600 oC, adquirido com recursos do MCT/FINEP/CT-INFRA-PROINFRA 01/2012.
Há uma oficina mecânica e um serviço de manutenção em eletrônica no próprio Instituto de Física, além de outra oficina mecânica e de manutenção eletrônica central. Atualmente, o Instituto de Física conta com dois técnicos, um de eletrônica e outro de mecânica, atuando no apoio aos laboratórios de pesquisa.
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OUTRAS FACILIDADES INSTRUMENTAIS DISPONÍVEIS NA UFG:
Além de outros equipamentos de menor porte, destaca-se a disponibilidade dos seguintes equipamentos que podem ser utilizados por estudantes e professores da pós-graduação em física:
i) Difratômetro de raios-X para pó SHIMADZU XRD-6000 (Instituto de Quimica)
ii) Sistema de análise térmica TG- DTA Shimadzu (Instituto de Quimica)
iii) Espectrofotômetro UV-VIS Beckman DU70 (Instituto de Quimica)
iv) Espectrofotômetro FT-IR Bomen (Instituto de Quimica)
v) Determinação de tamanho de partículas Zeta-sizer (Instituto de Quimica)
vi) Espectrômetro de Ressonância Magnética Nuclear (Instituto de Química e Instituto de Física).
Em particular, é importante destacar ainda a disponibilidade dos seguintes equipamentos no âmbito da UFG:
vii) Centro Regional para o Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (CRTI / UFG)
1) Imagens de Alta Resolução e Análise Pontual: Microscópio Eletrônico de Varredura convencional com EDS, Microscópio Eletrônico de Varredura por Emissão de Campo, Microscópio Confocal e Microssonda Eletrônica. Diversos softwares de tratamento de dados disponíveis.
2) Análise Química e Estrutural: 2 Difratômetros de Raios-X, Espectrômetro de Fluorescência de Raios-X por dispersão de comprimento de onda (WDS), Espectrômetro de Emissão Atômica com fonte de plasma (ICP-AES), Espectrômetro de Massa com fonte de plasma e sistema de ablação por laser (LA-ICP-MS), Sala Limpa para preparação e análise de amostras por ICP.
3) Análises Ambientais: 2 cromatógrafos de líquidos (triplo quadrupolo) acoplados a espectrômetros de massa, 1 espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e 1 espectrofotômetro UV-VIS-NIR equipados com acessórios para líquidos, pós e sólidos visando medidas de transmitância, absorbância e reflectâncias difusa e especular.