TRANSPARÊNCIA ÓPTICA

A passagem ou transmissão de luz através de um material não implica necessariamente a capacidade de ver através dele. Em termos genéricos, um material transparente, tem componentes com um índice uniforme de refracção enquanto que um material translúcido, por outro lado, é constituído por componentes com diferentes índices de refracção. Este último sistema permite a passagem da luz, mas não facilita a visibilidade através dela. Os materiais que não permitem a transmissão da luz, são referidos como opacos.

A transparência óptica refere-se à passagem da luz através de um material, sem dispersão apreciável. É uma das propriedades funcionais mais cruciais da cerâmica transparente. Isto determina, por exemplo, quão bem funciona uma célula solar quando a janela de vidro que a reveste espalha menos luz, e permite uma melhor recolha da luz ou mesmo o funcionamento de um microscópio, lente fotográfica ou laser. 

Atingir a verdadeira transparência óptica, porém, não é uma tarefa para materiais granulares ou microscópicos convencionais.

O DESAFIO DE DESIGN

A transparência óptica em materiais policristalinos (por exemplo, metais, cerâmica), é limitada pela quantidade de luz dispersa pelas suas características estruturais, tais como poros e limites de grão. A dispersão da luz depende do comprimento de onda da luz. Espera-se assim que surjam limites às escalas espaciais de visibilidade, dependendo do comprimento de onda da luz, bem como da dimensão física do centro de dispersão (por exemplo, limite de grão ou poro), dentro de um vidro ou cerâmica. Os poros microscópicos em cerâmica sinterizada, situados em junções de grãos microcristalinos de materiais cerâmicos convencionais, provocam a dispersão da luz e impedem a obtenção de uma verdadeira transparência.

O tamanho de um centro de dispersão é em grande parte determinado pelo tamanho das partículas cristalinas presentes na matéria-prima, durante o desenvolvimento ou formação do vidro ou objecto cerâmico. Escusado será dizer que a redução do tamanho das partículas da matéria-prima muito abaixo do comprimento de onda da luz visível (~ 0,5 μm ou 500 nm), elimina uma quantidade substancial de dispersão de luz.  

Uma redução do tamanho das nanopartículas cerâmicas bem abaixo das dimensões de cerca de 1/25 do comprimento de onda da luz que está a ser utilizada, resulta aproximadamente num material cerâmico ou de vidro que é translúcido ou mesmo, quando desejado, transparente. Isto implica que, para a luz branca, a dimensão do grão das partículas deve ser muito inferior a 20 nanómetros (nm). A investigação mostra que a fração volumétrica total de poros nanométricos (tanto intergranulares como intragranulares) dentro da cerâmica deve ser inferior a 1%, idealmente (0,001 - 0,25%), para se conseguir uma transmissão ótica de alta qualidade. Assim, a uniformidade das partículas e as partículas ultrafinas à escala nanométrica (muito abaixo de 20 nm ou 0,02 μm) tornam-se factores determinantes para o desenvolvimento de sistemas de vidro e/ou cerâmica com propriedades opto-mecânicas superiores.

NOSSA SOLUÇÃO

Os nanomateriais em cerâmica de quantidade têm dimensões em média na gama de sub 20 nanómetros. Oferecem o que é necessário para conseguir sistemas cerâmicos transparentes.  

IMPLEMENTAÇÃO

A cerâmica transparente pode ser obtida utilizando processos de sinterização a baixa temperatura dos nossos nanopódios de elevada pureza atomicamente arquitectados.

 Um cliente tem a liberdade de utilizar apenas a nossa cerâmica quântica OU, utilizá-la como "fillers" a fim de minimizar a densidade de poros dentro dos seus sistemas existentes, antes da sinterização. A primeira abordagem, porém, é necessária para uma concepção mais eficaz.

OUTRAS APLICAÇÕES

Com os nossos nanopoderes atomicamente arquitectados ultrafinos, permitimos o desenvolvimento de cerâmica transparente de alto desempenho, que oferece peso mais leve, reforço mecânico, transporte térmico melhorado para conservação de energia, resistência a manchas, protecção antimicrobiana e anti-fúngica sem necessidade de foto-activação, para durabilidade, bem como preservação estética. Seja a aplicação alvo um conjunto de componentes laser de estado sólido, ecrãs de smartphones ou dispositivos portáteis, fibras ópticas, lentes para microscópios e câmaras fotográficas, guias de ondas ou paredes de vidro tecnicamente exigente e janelas de painéis solares.