Pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP, da Universidade de Aveiro, em Portugal, e do Instituto de Química (IQ) da Unesp, em Araraquara, desenvolveram um novo vidro especial que pode ser utilizado como termômetro luminescente (que emite luz quando submetido a um estímulo) para medição de temperatura em diferentes áreas. O trabalho foi capa da revista científica internacional Chemistry of Materials. 

A tecnologia é feita à base de fluoretos (derivados do flúor) e fosfatos (minerais), contendo pequenos átomos de dois metais, o itérbio e o praseodímio. O material vítreo emite luz visível ao ser irradiado por luz infravermelho ou ultravioleta, carregando informações sobre a temperatura do meio ou ambiente no qual o vidro se encontra.

“Ao irradiar os vidros, ocorre a emissão de luz de coloração amarelo-esverdeado. Como existe uma forte correlação entre a temperatura do ambiente no qual o material está inserido e a intensidade da luz produzida, é possível determinar qual é a temperatura do vidro, ou seja, do meio no qual está contido – através de medidas da emissão da luz produzida”, explica Danilo Manzani, professor do IQSC e um dos autores correspondentes do artigo.

Os vidros fabricados apresentam elevada estabilidade térmica, e a luz produzida por eles pode ser utilizada como um sensor óptico de temperatura, conhecido como termômetro luminescente. Segundo os pesquisadores, as vantagens do novo material em relação aos métodos e produtos convencionais de medição de temperatura estão na sua durabilidade e confiabilidade a longo prazo. 

“Os métodos tradicionais requerem uma aferição constante para garantir que o sensoriamento de temperatura seja confiável. Em contrapartida, os novos vidros desenvolvidos neste trabalho apresentam uma habilidade intrínseca de medir a temperatura, o que dispensa a necessidade recorrente de realizar calibrações. Em outras palavras, estes termômetros permitem medir a temperatura recorrentemente com elevada confiança durante muito tempo (anos) sem que seja necessário substituí-los ou verificar se continuam a funcionar corretamente”, afirma Fernando Eduardo Maturi, doutorando da Universidade de Aveiro sob orientação do Prof. Luis Carlos Dias, em cotutela com o IQ.

Altamente sensível e com uma ampla faixa de temperatura, o novo material pode ser empregado para a medição confiável de temperatura em diferentes áreas, como eletrônica, alimentícia, indústria civil, em meio biológico e medicinal (tecidos e órgãos), em ambientes perigosos e a longas distâncias utilizando fibras ópticas. Além disso, este material pode ser usado como um padrão de temperatura para outros termômetros que demandam calibrações frequentes. 

O estudo apresenta uma análise profunda das propriedades desses vidros e de suas potencialidades, contribuindo para a busca de dispositivos avançados e funcionais, ou seja, que apresentem, além das características fundamentais, funcionalidades intrínsecas para as aplicações as quais são destinados. 

O desenvolvimento do trabalho contou com uma equipe multidisciplinar, que possibilitou o estudo sistemático do material de suas propriedades. Além do professor Danilo e de Fernando, o trabalho teve a participação do professor Hellmut Eckert e do Dr. Anuraag Gaddan, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, e do professor Sidney Ribeiro do IQ.  

A pesquisa contou com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da União Europeia (Marie Skłodowska-Curie Actions).

Por Henrique Fontes, da Assessoria de Comunicação do IQSC/USP

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