Laboratórios na UPA 2018 – IFGW na UPA
Comunicações Ópticas: Laboratório de Comunicações Ópticas: Neste laboratório de pesquisa em óptica e fotônica integrada, se desenvolvem trabalhos relacionados com a caracterização de novos tipos de fibras ópticas e dispositivos fotônicos, assim como o estudo de propriedades ópticas de novas tecnologias orientadas às aplicações da luz e sua interação com a matéria. Neste sentido, realizamos estudos em fibras de cristal fotônico, dispositivos baseados em fibras microestructuradas, design e caracterização de nanoantenas e arranjos fotônicos. Novos tipos de acoplamentos entre fibras ópticas e dispositivos fotônicos integrados estão sendo desenvolvidos e implementados neste laboratório. Pesquisadores de várias áreas da Unicamp e também de diversas outras universidades utilizam as instalações deste laboratório regularmente.
Eletrônica: Ensino de eletricidade e eletrônica: neste laboratório será apresentado o funcionamento de uma impressora 3D, demonstração de rádio AM com galena, comparação entre meios de transmissão de sinais elétricos e funcionamento de display de cristal liquido.
Ensino de Óptica: Dispersão da luz branca no prisma – Com um segundo prisma, reversão do processo de dispersão – Dispersão da luz branca em uma grade de difração – Imagem real ( porquinho) – Observação da distribuição luminosa de vários tipos de fontes com um espectrômetro de fibra – Noções básicas de fibra óptica e transmissão de som via luz na fibra óptica – Figuras de difração e hologramas feitos no laboratório – Observação de uma lente muito grande – Efeitos de baixo relevo em perspectiva – Harmonógrafo no corredor.
Espectroscopia: Neste laboratório utilizamos um laser e um aparato óptico chamado espectrômetro para estudar novos materiais por uma técnica denominada "Espectroscopia Raman". Em uma molécula ou um sólido, os átomos são ligados entre si por ligações químicas, responsáveis por forças que mantém os átomos próximos e que podem ser imaginadas como se houvesse minúsculas molas entre eles. Desta forma, estes átomos vibram com frequências características que, juntas, formam uma espécie de "impressão digital" da molécula ou sólido sendo investigado. Essa impressão digital pode ser observada com nosso aparato, analisando a mudança da frequência da luz do laser ao ser espalhada pelo material sendo estudado. As variações de frequência que a luz sofre ao ser espalhada por um material correspondem exatamente às frequências possíveis de vibração dos átomos que compõem o mesmo. A técnica de Espectroscopia Raman é hoje uma das mais usadas na identificação e caracterização de materiais/moléculas, com aplicações que vão desde a caracterização do solo do planeta marte, diagnóstico de câncer, forênsica, identificação molecular, microscopia, até o estudo de intrigantes transições de fase em novos materiais com propriedades ainda não totalmente compreendidas. Faremos uma demonstração passo-a-passo de como é feito um experimento de Espectroscopia Raman, e tentaremos identificar um material misterioso utilizando esta técnica. Venha ajudar descobrir qual é ele !
Fabricação de Fibras Ópticas Poliméricas: Fibras ópticas revolucionaram a maneira como o planeta está conectado transmitindo informação entre todos os continentes por cabos terrestres e submarinos. O desenvolvimento destes guias de luz foi tema do Prêmio Nobel de Física de 2009. Fibras ópticas tem também outras poderosas e importantes aplicações incluindo a possibilidade de serem utilizadas para medir e caracterizar (sensoriar) o ambiente que as rodeia. Fibras ópticas não convencionais podem ter uma minúscula estrutura geométrica em seu interior e abrem ainda mais as possibilidades de aplicações.O Laboratório de Fibras Especiais (LaFE) do Instituto de Física da Unicamp estuda estas estruturas que tem revolucionado o campo da fotônica. Nesta visita, guiada pelos graduandos da Engenharia Física Luiz Evaristo, Gabriel Callado e Tiago Delfino, será mostrada a fabricação em tempo real de fibras ópticas poliméricas.
Física Médica: Neste laboratório os alunos estudam os conceitos físicos empregados na área médica, através de equipamentos utilizados rotineiramente em hospitais e clínicas. Estará disponível para demonstração no UPA um experimento sobre a radiação natural de fundo, onde serão realizadas medidas com um detector tipo Geiger-Muller em algumas amostras, com a areia da praia de Guarapari.
Física Moderna: Espectroscopia da luz atômica molecular e interpretação das suas linhas de emissão – Experimento de Franck – Hertz para estudos da quantização dos estados de energia internos em átomos – Espectroscopia Experimental de raios gama, quantificando os eventos de emissão de acordo com a energia associada e assim identificar alguns dos processos de interação da radiação com a matéria, quais sejam: o efeito fotoelétrico, espalhamento Compton e a produção de pares.
Holografia: Óptica ondulatória, hologramas, óptica geométrica, TV 3D: Interferência em lâminas e bolhas de sabão, espectros por CD e DVD. Três hologramas de objetos históricos e de pessoas. Imagem em TV 3D das pessoas que vão entrando na sala.
Instrumentação para o Ensino de Física (LIEF): Está aberto para auxiliar didaticamente professores do segundo Grau e divulgar a física para as pessoas interessadas em aprender mais sobre o assunto. Lá estão sendo exibidas cerca de 30 experiências simples de física, em sua grande maioria desenvolvidas por alunos e ex-alunos do IFGW, de modo a demonstrar algumas leis da física que estudamos, porém não vemos frequentemente em nosso dia-a-dia, estas experiências abrangem a mecânica,a ótica, a termodinâmica e os fenômenos elétricos e magnéticos.
Materiais e Baixas Temperaturas: Neste laboratório desenvolvemos pesquisa na área de magnetismo e supercondutividade com ênfase em nanomateriais. Possuímos uma grande infraestrutura, permitindo tanto a fabricação de novos materiais quanto o estudo de suas interessantes propriedades físicas, muitas vezes consequência do tamanho nanométrico. O laboratório se especializou no estudo das mudanças de propriedades devido as baixas temperaturas. Estas mudanças, que vão muito além do congelamento, permitem criar novos sistemas com aplicações tecnológicas importantes: supercondutores, maior armazenamento de informação, nanotecnologia, spintrônica, dentre muitas outras coisas maravilhosas.
Microscopia de força atômica: Neste laboratório trabalhamos com microscopia de força atômica, estudando as propriedades de vários tipos de nanomateriais. Com esta técnica, observamos na nanoescala desde a morfologia de nanomateriais semicondutores – que formam a próxima geração de materiais para dispositivos opto-eletrônicos – até a distribuição de cargas elétricas em sua superfície. Também trabalhamos com física biológica, estudando a formação de biofilmes de bactérias. Para isso, acoplamos o microscópio de força atômica a um microscópio óptico de fluorescência para estudar, por exemplo, mecanismos de adesão celular em superfícies, e como as proteínas produzidas pela célula participam nesse processo.
Nanofotônica – Nanophoton: Laboratório focado em fenômenos envolvendo as interações luz-matéria. O nanophoton conta com três frentes de estudo: óptica não-linear de microdispositivos, optomecânica em microcavidades e refletores e filtros plasmônicos nanoestruturados.
Neurofísica: Este laboratório é usado para realizar algumas das coletas de dados relativas às pesquisas do Grupo de Neurofísica da Unicamp. Este grupo trabalha com pesquisa relacionada a uma melhor compreensão dos mecanismos de funcionamento do cérebro em condições normais e patológicas, assim como com o desenvolvimento de processos e técnicas para auxiliar no diagnóstico, prognóstico e tratamento de doenças neurológicas. Neste laboratório são feitas as medidas da dinâmica cerebral em voluntários sadios*, utilizando as técnicas de espectroscopia óptica no infravermelho próximo (NIRS, do inglês near infrared spectroscopy) e eletroencefalografia (EEG). * Medidas com pacientes são realizadas diretamente no Hospital de Clínicas da Unicamp. Na UPA, os visitantes poderão assistir à coleta de dados de EEG, e poderão ter seus próprios dados coletados, enquanto realizam uma tarefa que consiste no controle de um aplicativo na tela de um computador utilizando suas ondas cerebrais.
Pesquisa em Dispositivos:
Pesquisas Fotovoltaicas: O laboratório possui infraestrutura para a fabricação e caracterização de células solares de silício cristalino com diferentes estruturas. Realizamos um estudo de purificação do silício nacional com o qual obtivemos células solares de alta eficiência. Células solares de terceira geração estão sendo investigadas, visando reduzir os custos na fabricação dos dispositivos. Para isto o laboratório dispõe de vários equipamentos de deposição de materiais (electron-beam, sputtering, evaporadora de metais, FCVA, PECVD) e vários equipamentos de caracterização (AFM, FTIR, nanodurômetro, simulador solar, stress), para o desenvolvimento e estudo de uma variada gama de materiais incluindo nanoestruturas para aplicações em dispositivos fotovoltaicos.
Pesquisas Fotovoltáicas – Fabricação e Análise de Superfícies: O grupo de pesquisa estuda propriedades e características de materiais com potencial aplicação na indústria metalmecâcnica e na microeletrônica. O laboratório possui infraestrutura para a síntese de filmes finos e bombardeamento de superfícies, como aços e silícios cristalinos, através de plasma. Plasma é o quarto estado da matéria, sendo composto por moléculas neutras, íons e elétrons. A principal técnica utilizada no preparo das amostras é a Deposição Assistida por feixe de íons, Ion Beam Assiting Deposition (IBAD). O sistema de preparo das amostras é anexado ao de análise química, realizado pela técnica de espectroscopia de elétrons fotoemitidos por raios-X, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), por meio de uma câmara de transferência. Esse setup experimental composto pela união das câmaras de preparo, transferência e análise, reduz a contaminações das amostras pela atmosfera, já que sistema funciona em alto vácuo com pressão de base inferior a 10-7 mbar.
Pesquisas Fotovoltáicas – Microscopia de Tunelamento: O princípio de funcionamento de um microscópio de tunelamento está baseado no fenômeno mecânico quântico de efeito túnel. O processo de medida consiste em aproximar uma ponta metálica montada sobre um escâner piezoelétrico à superfície duma amostra condutora. Como resposta a uma tensão aplicada entre a ponta e amostra, uma corrente túnel é detectada. Desta forma, ao se mapear a corrente túnel em cada ponto da amostra, são obtidas imagens topográficas com resolução atômica.No laboratório conta-se com um microscópio de varredura que opera em ultra alto vácuo e em baixas temperaturas (próximo a 15 K), com este equipamento é possível estudar as propriedades eletrônicas e morfológicas de materiais com alta resolução espacial, impulsionando a pesquisa em nanotecnologia na Unicamp.
Exposição: Veja a Luz Como Nunca Viu + Holoimagens: A energia da luz como você nunca viu. Sombras com efeitos interessantes, sombras em 3D. Imagem por furo. Refração com prisma de ângulo variável. Vasilhames com água como lentes. Grande lente com feixes a flutuar no espaço. Efeitos surpreendentes com espelhos planos, côncavos e convexos. "La Nube": voar sem asas. TV 3D: Seleção de Fotos e vídeos, estereoscópio para celular com realidade virtual. Holoimagens: a imagem perfeita, somente na UNICAMP.
Show da Física: O objetivo do show de física é mostrar a física de uma maneira divertida, lúdica e simples. O evento é em si dinâmico, durante os experimentos os apresentadores vão interagindo com o público e incentivando sua participação. Aprenda mais sobre física no dia-a-dia brincando! (Saiba mais em Quanta)