ABSTRACTS OF THE INVITED SPEAKERS' TALKS
Cid Bartolomeu de Araújo, Professor Titular no Departamento de Física – UFPE
Title: Random lasers - excellent platforms to study nanophotonics and complex systems
Abstract: Random Lasers (RLs) are different from conventional lasers in that the feedback for obtaining optical amplification due to stimulated emission is not provided by optical cavities with mirrors or diffraction gratings. Indeed, the operation of the RLs is possible thanks to the scattering of light in disordered micro- or nano-structures that act as light emitters or scatters randomly positioned within a luminescent medium. Due to their specific characteristics, the richness of the physical phenomena contributing for their operation, and their simple experimental conformation, RLs currently attract great interest for basic and applied research.
In this talk I will present basic ideas related to the RLs operation showing how highly disordered systems can be used to achieve efficient random lasing. A variety of physical systems that allow operation of RLs emitting from ultraviolet to infrared will be considered. RLs based on one, two and three photon absorption, in organic and inorganic media, will be discussed. Analogies between RLs and complex systems studied by Statistical Physics methods will also be analyzed. In particular, I will discuss analogies with Spin-Glasses (the spin-glass behavior of light) and the observation of Photonic Phase-Transitions characterized by studying the intensity fluctuations of RLs.
In summary, I intend to show in this talk that the research on RLs is at the cross-roads of nanophotonics and complex systems, being quite multi-disciplinary in nature and offers many possibilities for basic and applied research.
Short biography: Graduated in Electrical Engineering from the Federal University of Pernambuco-UFPE (1968), Master in Physics (1971), and Doctorate in Physics (1975) from PUC in Rio de Janeiro. He did postdoctoral studies at Harvard University (1976-1977) in the USA. Full Professor and Emeritus at UFPE and CNPq Level 1A Research Fellow. He is a Full Member of the Brazilian Academy of Sciences and Pernambuco Academy of Sciences. Awarded the Galileo Galilei award granted by the International Commission for Optics and listed among the 100,000 most influential scientists in the world in a ranking published in the journal Plos Biology. Elected Fellow of the Optical Society of America and Fellow of The World Academy of Sciences. He is a Member of the National Order of Scientific Merit (Classes: Gran Cruz and Comendador). He works in the field of Physics, with an emphasis on Optical Properties of Solids, Nonlinear Optics, Photonics, and nanostructured systems for applications in Nanophotonics and Plasmonics.
★★★★★
Daniel Jaque Garcia, Universidad Autónoma de Madrid
Title: Infrared emitting silver sulfide nanocrystals: The Pelé in in vivo imaging and sensing
Abstract: Research on near-infrared (NIR) bioimaging has progressed very quickly in the past few years, as fluorescence imaging is reaching a credible implementation as a preclinical technique. The applications of NIR bioimaging in theranostics have contributed to its increasing impact. This has brought about the development of novel technologies and, simultaneously, of new contrast agents capable of acting as efficient NIR optical probes. Among these probes, silver sulfide nanoparticles (NPs) have attracted increasing attention due to their high brigthness, low toxicity, high temperature-sensitive NIR-II emission, which can be exploited for deep-tissue imaging and thermometry, and their heat delivery capabilities. This multifunctionality makes silver sulfide NPs ideal candidates for theranostics. This talk includes critical analysis of the synthesis routes, properties and optical features of silver sulfide NPs. We also discuss the latest and most remarkable achievements enabled by these NPs in preclinical imaging and theranostics, together with a critical assessment of their potential to face forthcoming challenges in biomedicine. A comparison with other systems widely used at pre-clinical units for in vivo imaging and sensing will be also included.
Short biography: Daniel Jaque obtained his “Certificate in Physics” by the Sussex University (UK) in 1995. In 1999 he defended his Ph.D Thesis on laser crystals. After working on superconducting thin films in 2001 he incorporated Laser Spectroscopy group at UAM. Since 2001 till 2010 he worked on bistable optical systems and on micro/nano structuration of optical materials by ultrafast lasers. In 2010 he founded the NanoBIG group focused on the development of new nanostructured materials for bio-imaging and sensing. He has been distinguished invited professor at Heriot Watt University, Swinbourne University and Universidade Federal do Alagoas. He has been Associate editor of Optics Express, Optical Materials and Physica B.
★★★★★
Stefan Maier, LMU Munich Physics and Imperial College London
Title: Plasmonics and Meta-Optics for photonics and energy conversion
Abstract: to be announced.
Short biography: Graduated in Physics from the Technical University of Munich (1999), Master in Applied Physics (2000) and Doctorate in Applied Physics (2003) from the California Institute of Technology-CALTECH. He did postdoctoral work at CALTECH (2003-2004). Visiting Professor at IMRE A*Star-Singapore (2009) and at the Universidad de Buenos Aires (2013-2014). He is currently a professor at Ludwig Maximilian University of Munich (since 2017) and Imperial College London (since 2007). He was awarded several awards, including the Sackler Prize in the Physical Sciences (Tel Aviv University), Fellow of the Institute of Physics, Paterson Medal of the Institute of Physics, Fellow of the Optical Society of America and Royal Society Wolfson Research Merit Award. Author of over 300 articles, in addition to the book “Plasmonics: Fundamentals and Applications”. He works in the field of Physics, with an emphasis on Fundamental and Applied Plasmonics, Nanophotonics and Metamaterials.
★★★★★
Antonio Eduardo Martinelli, Professor Titular no Departamento de Engenharia de Materiais – UFRN
Título da Palestra: Materiais e Indústria 4.0: Eficiência Energética e Sustentabilidade
Resumo da Palestra: Avanços em novos materiais e novas aplicações de materiais tradicionais desempenham, conjuntamente com novas técnicas de manufatura, um papel central na consolidação da Indústria 4.0. Sustentabilidade, eficiência energética, reaproveitamento e reuso são eixos fundamentais de aplicação dos desenvolvimentos tecnológicos em materiais. Esta apresentação aborda os conceitos básicos da Indústria 4.0 relacionados com a área de Materiais e exemplifica sua aplicação na sustentabilidade de construções, uso racional de energia, incluindo fontes renováveis e conforto térmico em zonas climáticas típicas do Brasil.
Resumo biográfico: Graduado em Física pela USP (1988), mestre em Tecnologia Nuclear pela USP (1991) e doutorado em Engenharia de Materiais e Metalúrgica – McGill University (1996). Atua na área de Materiais, com ênfase em cerâmicas, interfaces metal-cerâmica, cimentos e compósitos. Coordenou ou participou de 40 projetos financiados pela indústria. Publicou 155 artigos em periódicos, 6 capítulos de livros, 89 trabalhos em anais de congressos e 17 pedidos de patentes. Concluiu a orientação de 30 estudantes de IC, 58 mestres, 44 doutores e 6 estágios pós-doutorais. Professor titular do Departamento de Engenharia de Materiais da UFRN. É coordenador do Programa de Recursos Humanos PRH-ANP 32 em Nanotecnologia e Novos Materiais para a Indústria do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, editor associado da Revista Cerâmica, diretor científico da SBPMat, coordenador da área de Materiais da CAPES e membro titular do Comitê Consultivo de Nanotecnologia e Novos Materiais do MCTI.
★★★★★
Carolina Palma Naveira Cotta, Professora no Departamento de Engenharia Mecânica – COPPE/UFRJ
Título da Palestra: Pesquisas e Desenvolvimento de Dissipadores Térmicos baseados em Microcanais para Células Fotovoltaicas de Alta Concentração com Recuperação do Calor Rejeitado para Dessalinização
Resumo da Palestra: A recuperação de energia térmica em diferentes processos e sistemas é um tema de interesse crescente na engenharia, com investimentos significativos em tecnologias para aumento de eficiência energética nos últimos anos, em particular para processos de alta exergia (High-grade thermal energy). O calor rejeitado a altas temperaturas na indústria de processos em geral é reutilizado na própria planta, enquanto o calor rejeitado a baixas temperaturas é dissipado para o meio ambiente, frequentemente sem reutilização. As metas de Desenvolvimento Sustentável preconizadas pelas Nações Unidas, têm estimulado nos últimos anos, no contexto da engenharia térmica, pesquisas científicas e tecnológicas em reaproveitamento de calor rejeitado com altas e baixas exergias, seja da geração de energia ou da indústria de processos em geral, em processos secundários alinhados com esses objetivos. A pesquisa que será aqui apresentada versa sobre a integração de painéis fotovoltaicos de alta concentração HCPV (High Concentration Photovoltaics) com sistemas de arrefecimento ativo baseado em micro canais e a recuperação deste calor rejeitado para dessalinização de água, abrindo perspectivas de uso desse sistema sustentável em regiões remotas onde a demanda por energia, água ou ambas simultaneamente seja existente.
Short biography: Dr. C.P.Naveira-Cotta is associate professor at Mech. Eng. Dept. at COPPE/UFRJ since 2011. Affiliated Member of the Brazilian Academy of Sciences-ABC (2015-2019). Affiliated Member of The World Academy of Sciences-TWAS (2021-2025). Elected member of the Scientific Council of the International Center for Heat and Mass Transfer-ICHMT since 2016, and Deliberative Council of the Brazilian Association of Mechanical Engineering-ABCM since 2017. Holds the competitive Research Productivity Grant - Level 1D, from the federal sponsoring agency CNPq. Published more than 157 papers, including 54 in international journals, 7 book chapters, more than 90 articles in refereed conferences and co-author of 3 books in international editorial companies. She has supervised 28 MSc thesis (19 completed, 9 in progress) and 11 DSc thesis (4 completed, 7 in progress). Research interests on Transport Phenomena in Micro and Nano-scales, mainly on microfluidics, inverse problems, hybrid methods, water desalination, heat transfer enhancement, thermal microsystems.
★★★★★
Cristiane Carla Gonçalves, FORD
Título da Palestra: A trajetória científica por trás de uma das evoluções tecnológicas de materiais renováveis da Ford.
Resumo da Palestra: Para atender a regulamentação do uso de biocombustíveis no país e usando capital intelectual local, a Ford venceu um dos grandes desafios tecnológicos do setor: utilizou materiais compatíveis com o biodiesel e que fossem acessíveis e viáveis para o setor automotivo. A solução desenvolvida tem o potencial de promover a industria de transformação local, além de fomentar sustentabilidade com o uso de fontes renováveis. A trajetória de maturidade tecnológica partiu de um conceito de compatibilidade esperada, passando pela invenção de um composto a base de borracha comum de (PVC/NBR) e chegou à criação de uma mangueira de abastecimento de combustível. A história desse ciclo mostra como uma indústria pode lidar com a incerteza de uma pesquisa científica, com todos os seus mecanismos de verificações, para entregar um produto que esteja alinhado com as expectativas do mercado brasileiro. Esse projeto foi 100% idealizado e desenvolvido por pesquisadores e parceiros da Ford Brasil com insumos disponíveis no mercado, como refugo da produção de alimentos, uso inteligente desses recursos, aproveitando a vocação agrícola para reforçar o setor industrial.
Resumo biográfico: Graduou-se em Química Aplicada pela Universidade do Estado da Bahia (1999), possui Mestrado em Físico-Química (2000) e Doutorado em Química Orgânica (2005) pela Universidade Federal da Bahia. Possui 15 anos de experiência na Engenharia de Materiais da FORD, tendo produzido em co-autoria 2 patentes da FORD Brasil. Foi supervisora de parcerias da FORD com institutos de ciência e tecnologias por 2 anos, quando coordenou o programa de pós-gradução MTI para empregados FORD junto ao SENAI-CIMATEC (2019) e atualmente coordena o programa stricto sensu com a mesma instituição para 36 mestrandos e 10 doutorandos da empresa. Atuou no conselho consultivo do programa ROTA2030 representando a ANFAVEA e atuou como consultora EMBRAPII na chamada 04/2020 do Rota2030. Atualmente é supervisora de Segurança Funcional da FORD para desenvolvimento de funcionalidades eletro-eletrônicas.
★★★★★
Bernardo Coutinho - Petrobras
Título de palestra: NMR Petrophysics
Resumo: Veremos um apanhado dos métodos exploratórios utilizados na indústria de óleo e gás, desde a escolha do local para perfuração de um poço até a avaliação de qualidade do reservatório por ventura descoberto. Será dada ênfase as técnicas da ressonância magnética nuclear, mas será visto uma breve descrição de outros métodos físicos de avaliação petrofísica.
Resumo biográfico: Possui Bacharelado em Física pela Universidade Federal Fluminense (2002), mestrado (2004) e doutorado (2009) em Física pela mesma instituição, pós-doutorado no grupo de Mecânica Estatística Não-Extensiva no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas. Atualmente é geofísico na Petrobras atuando como coordenador do laboratório de petrofísica por ressonância magnética nuclear do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da Petrobrás (Cenpes). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica Aplicada. Seus principais temas de pesquisa atuais são: propriedades físicas de rochas, difusão em meios porosos e ressonância magnética nuclear em meios porosos.
★★★★★
Albert Stevens Reyna Ocas, Professor do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Física da UFRPE – PPENGFIS
Title: Nanomaterials and Optics... What are we doing at PPEngFis?
Abstract: Nanomaterials and Optics are two research lines widely investigated by various science, technology and innovation institutions, worldwide, with relevant impacts in various areas of knowledge. Although both areas continue to evolve satisfactorily, in an individual way, it is in the exchange of knowledge that important contributions have emerged for the development of innovative areas such as biophotonics, nano-optics, nanotechnologies applied to energy, among others. Based on this context, PPEngFis was founded with the vision of exploring new knowledge in the areas of Materials and Optoelectronics and applying it to the development of new technologies for scientific, technological, and industrial purposes. In this talk, I will present recent studies carried out at PPEngFis, on the border between the areas of Photonic nanomaterials and Optics, with applications in solar energy harvesting systems and the development of optimized Random lasers by using structured light. The results show a clear interaction between the main areas of Science and Engineering that correspond to the essential pillars of PPEngFis.
Short biography: Graduated in Physics from Universidad Nacional Del Callao (Lima/Perú 2010), Master in Physics (2012), and Doctorate in Physics (2017) from Federal University of Pernambuco-UFPE. He did postdoctoral studies at UFPE between 2017-2018. He is currently an Adjunct Professor at the Federal Rural University of Pernambuco-UFRPE, on the engineering campus, and at the Postgraduate Program in Physical Engineering at UFRPE. CNPq Level 2 Research Fellow. He works in the field of Physics and Nanomaterials, with an emphasis on Nonlinear Optics and Photonics, acting on the following topics: Nonlinear Spectroscopy, High Order Nonlinear Processes, Optical Solitons, and Random Lasers.
★★★★★
You may find the Annals of the I International Workshop of PPEngFis at UFRPE HERE.
Please visit our past workshop too.
