O aluno Bruno Pinheiro da Silva, do 8o semestre do curso de Engenharia Mecânica do Campus da UFC em Russas, juntamento com o Prof. Dr. Carlos Humberto Oliveira Costa, professor de Física também do Campus da UFC em Russas, tiveram o trabalho intitulado “Tuning band structures of photonic multilayers with positive and negative refractive index materials according to generalized Fibonacci and Thue-Morse sequences” (Ajustando estruturas de bandas de multicamadas fotônicas com materiais de índice de refração positivo e negativo de acordo com as sequências generalizadas de Fibonacci e Thue-Morse, numa tradução livre) publicado na quarta-feira, 4 de dezembro, na Revista Journal of Physics: Condensed Matter, de qualificação B1 da CAPES e fator de impacto 2.711.
A pesquisa, iniciada em agosto de 2017, consiste em estudar a propagação da luz em determinadas estruturas, especialmente numa classe de materiais chamada de “metamateriais”, que não são encontrados na natureza, mas sim, desenvolvidos em laboratório, ou seja, são artificiais, e cujas propriedades ópticas são muito interessantes. A principal delas é que, para uma determinada faixa de comprimento de onda ou de frequência da luz, o índice de refração desse material é negativo, o que traz diversas possibilidades e novas aplicações para dispositivos ópticos. Esses materiais têm aplicação no aumento da eficiência de células solares, na fabricação das chamadas “lentes perfeitas”, que são lentes utilizadas em telescópios e microscópios; e no efeito de “capa de invisibilidade”, que são objetos compostos ou revestidos por metamateriais fazendo com que a luz seja desviada contornando o objeto de tal forma que um observador consegue visualizar o que está por trás dele. O metamaterial também pode ser combinado com outros materiais ópticos e gerar mais riquezas de propriedades para a propagação da luz que são, importantes, por exemplo, para a fabricação de dispositivos ópticos análogos aos dispositivos eletrônicos, mas muito mais velozes e compactos. Esta área de pesquisa é denominada de fotônica, que possui uma vasta comunidade científica em todo o mundo.
Neste trabalho, os autores investigaram através de um modelo matemático baseado no método da matriz transferência como a propagação de luz pode ser modelada ajustando alguns parâmetros de fácil controle, como os tipos de materiais utilizados (aqui, foram considerados materiais com índices de refração positivo e negativo), as espessuras dos materiais, o ângulo de incidência, a polarização da luz incidente e a forma com que estes materiais são espacialmente organizados. Eles utilizaram sequências matemáticas para modelar uma disposição não-periódica, a saber, as sequências generalizadas de Fibonacci e Thue-Morse, e assim obter modos de propagação que não são permitidos em um arranjo periódico. O estudo continua na teoria, não sendo possível realizar experimentos práticos ainda, mas o grupo acredita que dentro de poucos anos consigam construir metamateriais e assim realizar medições experimentais nos laboratórios do campus e/ou por meio de colaborações científicas com outros grupos de pesquisa.
O trabalho é financiado pelo CNPq (Edital Universal No. 429299/2016-8) e pela FUNCAP (Programa BPI No. BP3-0139-00177.01.00/18) que proporcionaram uma bolsa de Iniciação Científica, recursos para aquisição de um computador usado para fazer os cálculos numéricos, e recursos para viagens e diárias para colaborações científicas. Trata-se de uma grande conquista para o Bruno, por ser aluno de graduação e já ter publicado numa revista internacional desse porte, para o Campus da UFC em Russas, por ser um campus do interior recém-implantado e já realizar trabalhos de pesquisa de grande relevância e reconhecimento internacional, e também para a região do Vale do Jaguaribe, que pode contar com a formação de mão de obra muito bem qualificada.
Fonte: Setor de Comunicação e Produção Cultural do Campus da UFC em Russas com colaboração do Prof. Dr. Carlos Humberto Oliveira Costa e do aluno Bruno Pinheiro da Silva.