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Tanto a fibra óptica convencionalcomo a fibra de cristal fotônico oumicroestruturada são produzidasgeralmente a partir da sílica, umvidro extremamente puro capaz detransmitir muito bem o sinalluminoso com baixíssima absorçãoe perda óptica. A microestruturadafaz parte de um grupo maiorconhecido como fibras ópticasespeciais. A propriedade da fibra decristal fotônico dependerá dotamanho dos buracos, do formato eda posição geométrica deles namatriz de vidro.
Material à base de cristal fotônico permite monitorar ambientes e realizar medições e avaliações
Inaê MirandaDA AGÊNCIA ANHANGUERA
inae.miranda@rac.com.br
Apesar de ter sido desenvolvi-da no final da década de 90,só agora a tecnologia de fabri-cação da fibra de cristal fotôni-co atingiu maturidade. O de-senvolvimento de novas pes-quisas e possíveis aplicaçõesprossegue com intensidadepor especialistas de diferentesáreas. O material já se tornouobjeto de estudo de biólogos,engenheiros, físicos e quími-
cos, que veem no fio, quase in-visível, milhões de possibilida-des, como a medição da adul-teração de gasolina e da quan-tidade de bactérias em deter-minados meios. Recentemen-te, a Universidade Estadualde Campinas iniciou uma sé-rie de estudos para compro-var as inúmeras utilidades docristal fotônico e sua emprega-bilidade no mundo moderno.
A fibra de cristal fotônico,também chamada de fibra mi-croestruturada, tem sua cons-trução externa muito pareci-da com a fibra óptica conven-cional, mas no interior do fio
existe um grande diferencial.De acordo com CristianoMonteiro de Barros Cordeiro,professor do Instituto de Físi-ca “Gleb Wataghin” (IFGW),da Universidade Estadual deCampinas, e especialista naárea, a diferença são buracosde ar que atravessam o fio deponta a ponta e formam umamatriz. Essa dinâmica torna oproduto manipulável e sensí-vel de acordo com as necessi-dades, o que não acontececom a fibra óptica convencio-nal que é totalmente preen-chida. “A fibra de cristal fotô-nico tem centenas ou deze-nas de buracos de ar com diâ-metros diminutos. A presençados canais de ar permite oajuste das propriedades da fi-bra de maneira mais profun-da”, explica o especialista.
Além do maior domínio da
estrutura, a presença dos bu-racos de ar permite o uso dafibra para aplicações que nãosão típicas de fibra óptica. Se-gundo o professor, a ideia pa-ra as microestruturadas éguiar a luz com baixa perda,como acontece com a fibraóptica convencional. Mas a di-ferença estrutural do cristal fo-tônico permite que as aplica-ções deixem de ser apenas nocampo da comunicação ópti-ca para atingir outras áreas co-mo medições químicas e bio-lógicas. “Não estamos falan-do de substituição. A fibra óp-tica convencional cumpremuito bem sua função de co-municação, mas a de cristalfotônico vai além. Muitas pes-quisas estão sendo desenvolvi-das em laboratórios no ramoda biologia, física e mecâni-ca”, disse o professor. Segun-
do Cristiano, no laboratóriodo Instituto de Física da Uni-camp, os alunos já trabalhamcom medição de bactérias ede pressão hidrostática, comoa medida de alta pressão en-contrada, por exemplo, no lei-to do oceano.
Um dos trabalhos mais re-centes com a fibra de cristalfotônico é que, além do nú-cleo e de toda a microestrutu-ra, dois fios metálicos estão in-tegrados dentro da fibra. Issopermite que, além do sinal lu-minoso, uma corrente elétri-ca seja transmitida concomi-tantemente. Segundo Cordei-ro, o aquecimento do fio pelacorrente elétrica resulta na ex-pansão e compressão da es-trutura da fibra — característi-cas que permitem a manipula-ção da mesma. “A fibra estásujeita ao aquecimento ou
não aquecimento e a com-pressão ou não-compressãodo núcleo, responsável pela al-teração da propriedade daluz”, diz. Segundo ele, issopossibilita a construção de vá-rios tipos de dispositivos quepodem ser controlados exter-namente.
ExperimentalPara Cordeiro, no interior dafibra de cristal fotônico nãovai passar só luz, mas tam-bém vai contar temperaturae pressão mecânica. “A intro-dução de novos graus de li-berdade na fibra, como cor-rente elétrica, temperatura ecompressão mecânica estásendo feita em poucos luga-res. É uma aplicação nova epromete muitos resultados”,afirma o professor. O traba-lho envolve a parte experi-
mental e a simulação numéri-ca dos vários efeitos combina-dos — este último em colabo-ração com o Instituto de Estu-dos Avançados, em São Josédos Campos.
As propriedades mecâni-cas da fibra de cristal fotôni-co também têm sido objetosde estudos. Colocada sobuma pressão hidrostática, co-mo se estivesse a 5 mil me-tros de profundidade do ocea-no, o que corresponde a umapressão de 500 atmosferas, épossível observar alteraçõescomo a distribuição do estres-se na fibra e de que maneiraé alterada sua propriedadeóptica. “Além de permitir oajuste das propriedades ópti-cas, a fibra microestruturadapermite o ajuste das proprie-dades mecânicas”, explica oprofessor.
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Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro: fibra fotônica não substituirá a fibra óptica convencional
A12 CORREIO POPULARCampinas, sexta-feira, 4 de junho de 2010
FIAT LUX ||| MATURIDADE
Divulgação
Carlos Bassan/AAN
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A fibra convencional é feitapropositalmente para ser in-sensível ao ambiente externo.Grandes extensões de fibrasópticas subterrâneas estãoinstaladas sob rodovias nomundo todo e, segundo o es-pecialista Cristiano Monteirode Barros Cordeiro, indepen-dentemente do grande movi-mento de carros e caminhõese das condições do tempo, co-mo chuvas torrenciais, elas
prosseguem enviando dados.“Agora, se a ideia é utilizar afibra para monitorar ambien-tes com gases tóxicos, condi-ções de temperatura e pres-são, até mesmo líquidos con-taminados por bactérias, épreciso tornar a fibra sensívelao ambiente externo, o opos-to da técnica convencional”,diz Cordeiro.
Mas, segundo o especialis-ta, não existe a possibilidade
de substituição da fibra ópti-ca convencional pela fibra decristal fotônico. “O parque defibra óptica instalado ao re-dor do mundo é enorme e sóia valer a pena substituir tudoisso se o ganho fosse propor-cional. Tecnologicamente fa-lando, as qualidades de trans-missão são muito semelhan-tes às já existentes, o que tam-bém não justifica a mudan-ça”, afirma. (IM/AAN)
Editor: Paulo Martinelli - Sugestões e contato: cenario@rac.com.br
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