Dos Autores Nicolas M. Kawahala, Daniel A. Matos, Raphaela de Oliveira, Raphael Longuinhos, Jenaina Ribeiro-Soares, Ingrid D. Barcelos e Felix G. G. Hernandez.
Publicado em npj 2d materials and applications
Com informações do pesquisador Felix Hernandez
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Vibrações em Minerais Controlam a Polarização de Ondas de Terahertz
A natureza nos presenteia com minerais extraordinários que se organizam em camadas empilhadas, fracamente ligadas entre si, chamados de minerais de van der Waals. Essas folhas podem ser removidas uma a uma, até se obter uma única camada isolada. Por exemplo, a descoberta do grafeno — obtido a partir da esfoliação do grafite — revolucionou a ciência dos materiais e rendeu o Prêmio Nobel de Física em 2010. Desde então, cientistas têm buscado novos materiais bidimensionais com propriedades elétricas, ópticas e mecânicas complementares, ampliando o leque de aplicações tecnológicas.
Em um estudo recente, pesquisadores do IFUSP demonstraram que a polarização da luz na faixa de terahertz pode ser controlada por meio das vibrações das folhas de um mineral de van der Waals abundante na natureza: o clinocloro.
O trabalho, publicado na revista npj 2D Materials and Applications (grupo Nature, IF=9,2), foi realizado em colaboração entre três instituições no Brasil. O grupo da Dra. Ingrid Barcelos (CNPEM) forneceu as amostras de clinocloro extraídas em Minas Gerais. Na UFLA, o Prof. Raphael Longuinhos e a Profa. Jenaina Ribeiro-Soares realizaram os cálculos teóricos das vibrações, considerando a influência de impurezas no material. Já as medições experimentais foram conduzidas pelo grupo de terahertz do IFUSP, liderado pelo Prof. Felix Hernandez, utilizando instrumentação desenvolvida durante o doutorado de Nicolas Kawahala e aplicado no mestrado de Daniel Matos.
Essa pesquisa abre caminho para o uso de minerais naturais como uma alternativa de baixo custo na engenharia de materiais bidimensionais, permitindo o controle de propriedades ópticas através da manipulação de suas vibrações estruturais.
A pesquisa foi apoiada pela FAPESP através do auxílio temático 2021/12470-8 e auxílio regular 2023/04245-0, do quais o Prof. Hernandez é pesquisador principal e pesquisador responsável respectivamente, e pela bolsa TT-5 2023/11158-6 do Dr. Kawahala. A bolsa de mestrado do Daniel Matos foi concedida pelo CNPq.
Mais informações sobre a pesquisa do grupo em: portal.if.usp.br/terahertz
Leia o artigo completo (acesso aberto):
Shaping terahertz waves using anisotropic shear modes in a van der Waals mineral
Nicolas M. Kawahala, Daniel A. Matos, Raphaela de Oliveira, Raphael Longuinhos, Jenaina Ribeiro-Soares, Ingrid D. Barcelos e Felix G. G. Hernandez.
npj 2D Materials and Applications 9, 16 (2025)
https://doi.org/10.1038/s41699-025-00540-w
Nicolas (esquerda) e Daniel (direita) utilizando o espectrômetro de terahertz no domínio do tempo no DFMT.
