Fotônica e Biofotônica

Descrição geral: A interação da luz com a matéria é, de fato, um dos temas mais relevantes da física devido à quantidade de informação que pode ser obtida e interpretada pela resposta de um meio material após essa interação, dando origem a vários fenômenos ópticos, que podem ser lineares ou não lineares.

A aplicação de um determinado fenômeno óptico para gerar um novo dispositivo ou técnica, deu origem a uma nova ciência e tecnologia – Fotônica. Dito isto, podemos definir a Fotônica como a Ciência e a Tecnologia da Luz.

A Fotônica, hoje em dia, é explorada e aplicada em diversas áreas da ciência, tais como, Astrofotônica, Agrofotônica, Biofotônica, Nanofotônica, entre outras. A linha de pesquisa em Fotônica e Biofotônica do Programa de Pós-Graduação em Física da UFG é explorada por dois grupos de pesquisa: Grupo de Biofotônica e o Grupo de Fotônica, que trabalham nas seguintes subáreas da Fotônica Experimental: Agrofotônica, Biofotônica, Sensores Fotônicos e Desenvolvimento de Dispositivos Fotônicos. Além disso, a Fotônica Não Linear, nomeadamente fenômenos de primeira hiperpolarizabilidade molecular e absorção de dois fótons também são estudados, recorrendo a cálculos químico quânticos.

Confira mais informações no site do Grupo de Fotônica, clicando aqui.

 

Responsáveis:

  • Prof. Dr. Leandro H. Z. Cocca

  • Prof. Dr. Luis M. G. Abegão

  • Prof. Dr. Pablo José Gonçalves 

 

Linhas de Pesquisa:

Área Experimental:

  • Agrofotônica – desenvolvimento e aplicação de técnicas fotônicas, em particular, técnicas espectroscópicas para classificação, avaliação e detecção de contaminantes em produtos de origem agrícola;

  • Biofotônica – Estudo dos processos fotofísicos de moléculas orgânicas, visando aplicação Fotodinâmica para o combate ao câncer e micro-organismos;

  • Fotônica Aplicada às Radiações Ionizantes – desenvolvimento de sensores fotônicos para detecção de radiação ionizante;

  • Random LASER – pesquisa e desenvolvimento de novos materiais (nano e microestruturados) para classificar novas matrizes com capacidade para gerar LASER aleatório, com o objetivo de desenvolver sensores fotônicos;

  • Instrumentação Fotônica – estudo, aplicação e desenvolvimento de dispositivos baseados em conceitos ópticos lineares e não lineares para serem aplicados nas diversas áreas da Fotônica.

 

Área Teórica:

  • Explorando as propriedades ópticas lineares e não lineares de moléculas orgânicas e híbridas – utilizando o software Gaussian 16 e a capacidade computacional do LaMCAD (Laboratório Multiusuário de Computação de Alto Desempenho) cálculos químico quânticos (CQQ) são realizados. Por exemplo, CQQ devidamente pós-processados através de um software integralmente desenvolvido pelo grupo de Fotônica, permite estimar a primeira hiperpolarizabilidade molecular de estruturas moleculares, que é um fenômeno óptico não linear (ONL). Através deste estudo, o grupo consegue prever o potencial de diversos compostos, orgânicos e híbridos, para serem utilizados como conversores de frequência para comunicações ópticas. Além disso, a absorção de dois fótons (A2F), outro fenômeno ONL, também é investigado para aferir o potencial de compostos orgânicos e híbridos de forma a serem utilizados como fotoiniciadores para a manufatura aditiva via excitação de dois Fótons.

 

Equipe:

  • Amanda Goulart Claudino (Graduação)
  • Andrew Gabriel Boaventura França (Graduação)
  • Ariane Gornates Arantes (Graduação)
  • Lucas Henrique Silva (Graduação)
  • Ian Ribeiro (Graduação)
  • Carlos Eduardo Ribeiro (Graduação)

 

Egressos:

  • Lais Alonso (Polícia Rodoviária Federal, Cuiabá, MT)
  • Lais Nogueira Magno (Polícia Civil do Estado de Goiás, Goiânia, GO)
  • Fábio Castro Bezerra (Secretaria Municipal de Educação de Goiânia, Goiânia, GO)
  • Rubens Antonio Guerra (Faculdade Santa Rita de Cássia - Itumbiara, GO)

 

Parcerias nacionais:

  • EMBRAPA – Arroz e Feijão, GO;
  • Vulcanum Engenharia, GO;
  • IFSC/USP – Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo;
  • UFS – Universidade Federal de Sergipe.

 

Parcerias internacionais:

  • Yale University – USA;
  • NOVA University – Portugal;
  • AIST – Advanced Industrial Science & Technology – Japão.

 

Publicações recentes:

New Biocompatible Technique Based on the Use of a Laser to Control the Whitefly Bemisia tabaci. Photonics, 2023.

Nonlinear Optical Materials: Predicting the First-Order Molecular Hyperpolarizability of Organic Molecular Structures. Photonics, 2023.

Unveiling the MolecularStructure and Two-photon Absorption Properties Relationship of Branched Oligofluorenes. Physical Chemistry Chemical Physics, 2023.

Thin Films of Polyaniline-Based Nanocomposites with CeO2 and WO3 Metal Oxides Applied to the Impedimetric and Capacitive Transducer Stages in Chemical Sensors. Polymers, 2023

Comparing two-photon absorption of chalcone, dibenzylideneacetone and thiosemicarbazone derivatives. Optical Materials, 2023

Using a random laser to measure the content of protein in skim milk. Applied Optics, 2023

 

Publicações selecionadas:

Two-photon brightness of highly fluorescent imidazopyridine derivatives: Two-photon and ultrafast transient absorption studies. Journal of Molecular Liquids, 2022

Effective π-electron number and Symmetry Perturbation Effect on the Two-photon Absorption of Oligofluorenes. Physical Chemistry Chemical Physics, 2021

Tunable random lasing in dye-doped mesoporous silica SBA-15. Physical Review Materials, 2021

Entrance surface dosimetry with radiophotoluminescent films. Radiation Measurements, 2020

First molecular electronic hyperpolarizability of series of π-conjugated oxazole dyes in solution: an experimental and theoretical study. RSC Advances, 2019

Near infrared two-photon-excited and-emissive dyes based on a strapped excited-state intramolecular proton-transfer (ESIPT) scaffold. Chemical Science, 2018

Random laser emission from a Rhodamine B-doped GPTS/TEOS-derived organic/silica monolithic xerogel. Laser Physics Letters, 2017

Measuring milk fat content by random laser emission. Scientific Reports, 2016

 

(Atualizado em Julho/2023)

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