Materiais

Nas últimas décadas, materiais inteligentes e nanomateriais revolucionaram o campo de sensores, elevando sensibilidade, rapidez de resposta, seletividade e robustez. Em termos de sinal, materiais funcionais podem produzir mudanças de cor, deslocamentos espectrais ópticos e respostas elétricas ou magnéticas diversas, além de propriedades mais exóticas, como autorreparo ou superhidrofobicidade. Outros ganhos vêm do aumento da interação entre excitação e portador do sinal, como em metamateriais, cristais plasmônicos ou antenas plasmônicas, que ampliam a sensibilidade. Sensores baseados em fibras ópticas — que combinam flexibilidade e alta sensibilidade — abrem oportunidades em ambientes perigosos ou de difícil acesso. Essas fibras podem ser biocompatíveis e biodegradáveis, o que é atraente para aplicações médicas. Acoplar física aplicada e fabricação de dispositivos a uma compreensão básica da estrutura eletrônica de moléculas em solução é um exemplo do trabalho desenvolvido pelo CRISQuaM.

Outra linha estratégica é a investigação de materiais quânticos, cujas propriedades exóticas emergem do comportamento quântico de seus elétrons. Nossas frentes principais concentram-se em materiais nanoestruturados, nanopartículas e materiais 2D, bem como na investigação do transporte elétrico dependente de spin em arranjos micro e nanoestruturados. A convergência entre propriedades de materiais quânticos e protótipos de dispositivos quânticos é particularmente forte em materiais 2D. Apesar dos desafios para a maturidade tecnológica, tais características abrem oportunidades em informação quântica: qubits baseados em pontos quânticos, emissores de fótons únicos, qubits supercondutores e plataformas de computação quântica topológica.

Alvos Específicos de Pesquisa e Tecnologia

  • Grafeno, materiais 2D e nanocompósitos
  • Síntese e organização de nanopartículas
  • Estruturas metal-orgânicas (MOFs) e materiais nanoporosos
  • Nanostruturas fotônicas
  • Polímeros biocompatíveis em fibras
  • Fibras ópticas biodegradáveis
  • Materiais híbridos: Orgânico + Inorgânico
  • Skyrmions (transporte elétrico)
  • Sistemas topológicos e quase-partículas
  • Compostos de terras raras (acoplamento de spin)
  • Entrelaçamento quântico em materiais quânticos e nanomateriais
  • Comportamento crítico e transições de fase quânticas