Síntese e Caracterização Laser de Nanomateriais

Área de atuação

O Laboratório de Síntese e Caracterização Laser de Nanomateriais (NanoLaserLab) do Departamento de Física da PUC-Rio atua com sucesso na área da síntese, fabricação e caracterização ótica de nanomateriais e nanodispositivos híbridos metal-dielétricos com propriedades plasmônicas, com uma atenção especial para interfaces funcionais metal/carbono.

Os dispositivos plasmônicos e os nanomateriais fabricados, são usados para a demonstração de bio(chemo)-sensores óticos e na área da nanomedicina (Biofísica, através de colaborações externas).

As linhas de pesquisa podem dividir-se em:

  • Caracterização físico-química e síntese verde de nanocompósitos (NCs) metal-Carbono, pontos quânticos luminescentes de carbono, e nanoparticulas (NPs) metálicas ou magnéticas por ablação laser pulsada em liquido (PLAL);
  • Aplicação das NPs e dos NCs em Terapia Genica e Térmica em células humanas, com particular atenção as propriedades angiogênicas e antiinflamatorias (Biofísica, através de colaborações externas);
  • Fabricação de plataformas de sensoriamento SPR monomodo e multimodo (Guias de Ondas Carregadas por Dielétrico, DLWG – Dielectric Loaded Waveguides), com uma atenção especial para dispositivos híbridos Metal/material-2D;
  • (Bio-)sensores óticos SPR na configuração Kretschmann;

Relevância/Impactos

Os dispositivos e os nanomateriais metal-dielétricos são amplamente utilizados em âmbito interdisciplinar, com aplicações nas áreas da micro e nanotecnologia, nanomedicina, biologia, física e química. As linhas de pesquisa que atuamos são extremamente atuais, inovadoras e interdisciplinares, e geram resultados com repercussões nas áreas da saúde e da preservação do meio ambiente.

Breve histórico

O NanoLaserLab é um novo Laboratório de pesquisa no Departamento de Física da PUC-Rio, criado no ano 2016, e desenvolvido no período 2012-2016 pelo seu Coordenador, Prof. Tommaso Del Rosso. O NanoLaserLab dispõe de uma ótima infraestrutura para a fabricação e caracterização de nanomateriais e nanodispositivos em filmes finos.

Infraestrutura

Para a fabricação dos nanomateriais e dispositivos fotonicos metal-dielétrico, o NanoLaserLab dispõe de um sistema de deposição por laser pulsado (PLD) da Intercovamex, com fonte laser pulsada ao ns (Quantel U.S.A, model Q-Smart 850) e diferentes convertedores de harmônica (do IR até o UV). Os pesquisadores associados ao NanoLaserLab,  tem livre acesso na Sala Limpa do Laboratório LOEM (Depto. Física PUC-Rio), onde compartilham um sistema de deposição de filmes finos em vácuo assistido por feixe de elétrons (Univex 450).

Para a caracterização elipsométrica dos nanomateriais produzidos e o bio-sensoriamento ótico, o NanoLaserLab dispõe de:

  • Espectrômetro SPR na configuração Kretschmann com uma resolução angular de 0.0025o (SigmaKoki- Japan, model SGSP-80Y AW), acoplado a células de fluxo para gases e/ou líquidos, operante aos comprimentos de onda de 633 nm (He-Ne, ThorLabs, U.S.A) e 783 nm (HONDAX, U.S.A).
  • Microscópio SPR com detector CCD, acoplado a células de fluxo para gases e/ou líquidos, operante aos comprimentos de onda de 405 nm, 530 nm, 650 nm e 780 nm.

A caracterização físico-química das NPs e NCs produzidos é efetuada utilizando os instrumentos multiusuários dos Departamentos de Física e Química da PUC-Rio listados a seguir:

  • Espectrofotômetro UV-Vis da Perkin Elmer, modelo Lambda-950, USA;
  • DLS e Z-Sizer da Horiba, modelo nano Particle SZ-100;
  • Espectrômetro FTIR-ATR da Perkin Elmer, modelo Spectra-Two, USA;
  • Espectrômetro Raman da Horiba, modelo ExploRA.

O NanoLaserLab dispõe em fim de uma vasta gama de códigos em linguagem MATLAB para a simulação das propriedades óticas dos nanomateriais e/ou nanodispositivos fabricados.

Outras informações relevantes

O Laboratório de Síntese e Caracterização Laser de Nanomateriais (NanoLaserLab) pertence ao Departamento de Física do Centro Técnico Científico e está localizado na sala 560 no 5º andar do Prédio Cardeal Leme.  Rua Marquês de São Vicente 225, Gávea, Rio de Janeiro, RJ.