Laboratório de Espectroscopia Vibracional

Este é um dos laboratórios de física experimental mais tradicional do programa, com cerca de 40 anos de funcionamento. Este laboratório dispõe de vários espectrômetros Raman e infravermelho que permitem a realização de diversas medidas espectroscópicas e atende as necessidades dos pesquisadores e estudantes do Departamento de Física, além de funcionar com uma filosofia multiusuário, recebendo pesquisadores da química, farmácia, odontologia, medicina, biologia, geologia, entre outras.

Laboratório de Microscopia de Força atômica

Este laboratório possui dois microscópios de força atômica, que realizam medidas volumétricas e de micro elasticidade. Além disto, está sendo instalado um sistema de TERS/SNOM. Essa facilidade experimental encontra-se em fase final de implementação, com sistema ótico completo e espectrômetro Raman (Andor) em funcionamento, mesa pneumática, controladora RHK, contador individual de fótons APD e cabeça de AFM manufaturada pelos pesquisadores deste departamento em colaboração com grupos nacionais e internacionais. Tal sistema permitirá informações óticas com resolução de AFM e será uma ferramenta fundamental para incrementar a pesquisa em nanomateriais e nanobiotecnlogia que estão sendo desenvolvidas na UFC e formar recursos humanos competitivos nas áreas microscopias avançadas e nanociências. Trata-se de um projeto diferenciado por envolver instrumentação científica.

Laboratório de Análise térmica

Este laboratório consta de dois equipamentos de calorimetria diferencial exploratória DSC Phoenix e DSC Maia (Netzsch) com acessórios que lhes permitem atingir temperaturas criogênicas. Dispomos também de dois sistemas simultâneos de calorimetria e termogravimetria (DSC/TG), cada um deles acoplado a um espectrômetro infravermelho para análise dos gases liberados. Um microscópio petrográfico Leica com uma placa aquecedora Linkam, permitem realizar ensaios de termo-microscopia.

Laboratório de cristalografia estrutural

Encontra-se em processo de implantação um laboratório multiusuário de cristalografia estrutural. Este laboratório já possui um difratômetro de raios-X para amostras policristalinas Bruker D8 Advance equipado com um detector rápido e uma câmara para altas e baixas temperaturas. Além disto, já foi adquirido com recursos do CT-INFRA um difratômetro para amostras monocristalinas, o qual deve entrar em operação nos próximos meses. Este será o primeiro laboratório deste tipo do N e NE e suprirá uma antiga demanda regional, qual seja, a determinação das estruturas cristalinas das amostras produzidas em nossa região que se realiza quase exclusivamente em laboratórios do Sul ou Sudeste. A infraestrutura disponível permitirá investigar pequenas e macro-moléculas e operará como uma facilidade multiusuário atendendo pesquisadores de diversos programas de pós-graduação da UFC e outras instituições do N e NE.

Laboratório de Altas Pressões

Este laboratório possui três bigornas de diamantes modelo National Bureau of Standard e uma célula de pressão a extremos de diamantes com membrana, com capacidade para realizar experimentos com pressões variando entre 10 e 40 GPa. Além desses equipamentos principais, o laboratório também contém equipamentos auxiliares como microscópios, furadeira, equipamento de limpeza de ultra-som, suportes diversos para células de pressão, etc.

Laboratório de Propriedades Elétricas de Materiais

Neste laboratório são investigadas diversas propriedades elétricas de materiais funcionais. Portanto, propriedades dielétricas básicas em função da temperatura e do campo magnético externo, como constante dielétrica e condutividade, são investigadas por espectroscopia de impedância. Este tipo de investigação, juntamente com um modelamento de circuitos equivalentes, permite uma melhor compreensão do papel de dopantes, presença de camadas interfaciais, bem como o efeito do tamanho de partícula, forma de partícula e distribuição no comportamento elétrico resultante e correlação de processamento-microestrutura-propriedade resultante em uma variedade de materiais cerâmicos. Também, o laboratório possui uma série de facilidades para medição de propriedades elétricas funcionais, como piroeletricidade, magnetoresistência, magnetodieletricidade, e efeito fotovoltaico.

Laboratório de materiais biocerâmicos

Consta de 5 fornos com temperatura controlada, sendo um deles com atmosfera controlada, um equipamento para medidas de DSC, um porosímetro, um espectrofluorímetro e um microscópio polarizador. Estes equipamentos foram adquiridos com projetos de pesquisa financiados pelo CNPq.

Laboratório de Materiais Funcionais Avançados

Este laboratório norteia suas atividades na preparação, caraterização, funcionalização e aplicações de (nano)materiais carbonáceos (C-dots, carbonos nanoestruturados e nanocompósitos à base de carbono) e inorgânicos (nanotubos e nanofolhas inorgânicos, (nano)argilas aniônicas] dentro do contexto de Ecomateriais. Tanto os (nano)materiais à base de carbono quanto os inorgânicos são preparados por rotas hidrotérmicas. Para a preparação dos (nano)materiais carbonáceos são utilizadas fontes precursoras renováveis tais como biomassa, biomoléculas extraídas da biomassa e/ou resíduos do agronegócio. Os nanomateriais são desenvolvidos dentro da perspectiva de funcionalidade específica para aplicações ambientais, catalíticas, em agricultura e energia visando agregação de valor e o desenvolvimento sustentável.

Laboratório de Física Isotópica/Hidrogeologia

Dispomos de um excelente laboratório de hidrogeoquímica e de análise bacteriológica de alto padrão de qualidade, cuja finalidade é apoiar as pesquisas desenvolvidas no laboratório de Física Isotópica e prestar serviços especializados aos órgãos gestores dos recursos hídricos do Estado do Ceará. Este último laboratório fornece um dos maiores impactos regionais do programa no contexto da região Nordeste. Ele estuda, através de seus pesquisadoras e estudantes de pós-graduação, a dinâmica das águas na Chapada do Apodi, que é o maior centro de produção de frutas tropicais de exportação do Nordeste. Uma pesquisa, que já foi tema de diversas dissertações de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Física da UFC, está investigando a Vulnerabilidade, sustentabilidade e qualidade da água nos aquíferos Jandaíra e Açu, em parceria com a Secretaria de Estado de Recursos Hídricos, a COGERH e o Banco Mundial. Trata-se de um estudo com imenso impacto para a economia de uma grande área da região Nordeste brasileira e um dos maiores agro-polos de exportação de frutas tropicais do país. Em convênio com a Secretaria de Recursos Hídricos do Estado do Ceará, a Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos e a Companhia de Gerenciamento de Recursos Hídricos no Ceará, os trabalhos desenvolvidos nesta área de Física Aplicada têm contribuído para a gestão dos recursos hídricos do Estado do Ceará, um ponto altamente relevante para a formulação de políticas públicas relacionadas com a problemática da seca, sendo, portanto, uma contribuição direta do programa para a sociedade.

Laboratório de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em Materiais e Componentes para Aplicações em Radiofrequência(Rf), Microondas(Mw) e Ondas Milimétricas(Mm)

O LOCEM vem atuando a alguns anos na área de PD&I de radio frequência (RF, f≤300MHz), microondas (MW,300MHz≤f≤30GHz) e ondas milimétricas (MM,30GHZ≤f≤300GHz). O laboratório está direcionado para a pesquisa, desenvolvimento e inovação de novos materiais e componentes para uso em circuitos de telecomunicações por apresentarem amplo agregado científico e interesse industrial, principalmente diante do crescimento da demanda por equipamentos com características de miniaturização e mobilidade em uso civil e militar. O laboratório possui projetos em PD&I com instituições federais brasileiras e internacionais além de empresas nacionais e internacionais. O LOCEM dispõe de uma robusta infraestrutura para realizar medidas de espectroscopia de impedâncias com diversos analisadores de impedâncias e de rede para investigar as diferentes faixas de frequência de interesse.

Laboratório de difração de Raios-X

Este laboratório possui dois difratômetros de raios-X para amostras policristalinas (DMAXB – Rigaku e XPert Pro MPD – Panalytical) e um sistema de fluorescência de raios-X (ZSXMini II – Rigaku) para quantificação de elementos do Fluor ao Urânio.

Laboratório de Sistemas Complexos:

Este laboratório de pesquisa foca as atividades na interface da Física com as Ciências Cognitivas (Psicologia, Lingüística, Filosofia) e Informática nos seguintes temas: i) Relação do movimento ocular e da atividade elétrica cerebral; ii) Percepção visual-espacial de imagens e de textos; iii) Reconhecimento de imagens e sua relação com a memória de curto e longo prazo; iv) Padrões físico-estatísticos do comportamento ocular; v) Neurofisiologia dos indivíduos normais e com patologias; vi) Neuroanatomia funcional da linguagem – correlatos neurofisiológicos dos processamentos das diversas capacidades cognitivas; viii) Interação dos processos semânticos com os processos emocionais na construção dos conceitos da linguagem.

Central Analítica da UFC

O Programa de Pós-Graduação em Física coordena através do Prof. Antônio Gomes de Souza Filho, com o apoio do Prof. Amauri Jardim de Paula, o projeto Institucional Central Analítica da UFC que é um laboratório de infraestrutura multiusuária nas áreas de microscopia eletrônica e óptica.

Infraestrutura para preparação de amostras

O Programa de Pós-Graduação tem realizado grandes esforços para dispor de laboratórios de síntese para produzir amostras que lhe permitam abordar problemas na fronteira da física da matéria condensada. Deste modo, empregando recursos do programa de Modernização de Laboratórios da FUNCAP-CE, foi completamente reformado (espaço físico, piso, pintura, instalações elétricas, refrigeração e equipamentos) o laboratório de Crescimento de Cristais do Departamento de Física. Este laboratório está com toda a estrutura pronta para o crescimento de cristais de diversos tipos (aminoácidos, fármacos, multiferróicos, entre outros) que são utilizados nas pesquisas de estudantes e pesquisadores do Programa de Pós-graduação em Física da UFC. O Laboratório para preparação de nanotubos de carbono, grafenos e C-dots usa métodos de CVD (Sistema de Crescimento de Nanotubos 1ST-Nano CVD) e hidrotérmicos também foi recentemente ampliado. Essas instalações se encontram em pleno funcionamento, onde operamos um forno com atmosfera e vazão controlada de gases tais como H2, metano, argônio, etileno e oxigênio. O Laboratório dispõe de uma linha de vácuo para realização de reações de funcionalização de nanotubos de carbono usando diferentes compostos, além de reatores, ultra-centrífuga e reômetro.

Laboratório LabInitio

Este laboratório, sob coordenação do prof. Valder Freire, emprega cálculos DFT para a modelagem de variados sistemas e conta com cerca de 30 computadores, sendo cerca de 10 com bi-processadores i7 com 32 núcleos de processamento cada e 128 GRAM, 10 com 16 núcleos de processamento e 64 GRAM, e 10 i5 com 8 núcleos de processamento e 32 GRAM; a capacidade média de armazenamento de dados em disco rígido é de 1 TB em cada computador. Tem-se licenças dos programas DFT, Gaussian, CASTEP, Discovery.

Grupo de Teoria da Matéria Condensada:

Este grupo administra três clusters de computadores de alto desempenho: Kratos equipado com 44 nós e 164 cpu-cores, Perseus com 13 nós e 104 cpu-cores e Hope – 174 nós, com um total de 348 cpu-cores. Todos os clusters possuem no mínimo 8 Gb de RAM por computador. Cada cluster dispõe de uma capacidade de armazenamento superior a 1Tb. Em conjunto, os três cluster disponibilizam para os pesquisadores e estudantes do programa mais de 600 cpu-cores para a realização de simulações computacionais.

Laboratório de Simulação Numérica de Reservatórios de Óleo Pesado

Possui um cluster composto de 32 computadores e 16 estações de trabalho, que faz parte da infraestrutura computacional do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará, e funciona num prédio próprio com 250m2 de área construída. Esse Laboratório se dedica à Física Computacional de uma forma geral, e em particular ao estudo através de simulações numéricas de problemas modelados por equações diferenciais parciais. Nossos estudos incluem problemas de Mecânica de Fluídos Computacional e Mecânica Estatística. Além do desenvolvimento de nossos códigos específicos usamos também ferramentas computacionais tipo “Open Source” tais como OpenFOAM, FEniCS e Palabos

Laboratório de Dinâmica de Fluidos Computacional:

Este laboratório possui os recursos computacionais necessários para estudar fenômenos de transporte em meios irregulares e um laboratório onde são realizados estudos sobre a recuperação e a exploração de petróleo pesado em estruturas geológicas delgadas.

Laboratório de Simulação de Sistemas Coerentes

Este laboratório dispõe de 8 computadores de alto desempenho e apoia os estudos de caráter numérico de alunos e pesquisadores da área de Teoria Quântica de Campos, Gravitação, e Aplicações à Matéria Condensada.

Propriedades físicas de materiais funcionais

Materiais funcionais desempenham um papel cada vez maior na sociedade moderna, formando a base para uma ampla gama de tecnologias, como computação, comunicação, armazenamento, e geração e armazenamento de energia. Esta linha de pesquisa investiga as propriedades físicas desses materiais, tais como as propriedades dielétricas e magnéticas, magnetoeletricidade, condutividade e absorção, entre outros.

Astrofísica estelar

Esta linha de pesquisa tem como objetivo central o estudo observacional das propriedades físicas e químicas de estrelas de baixa massa em diferentes fases evolutivas, associado diretamente à busca por novos sistemas planetários, utilizando procedimentos e métodos observacionais e computacionais de vanguarda. Em particular, são usados dados de telescópios terrestres e espaciais em diferentes regiões de comprimentos de onda, incluindo o Infravermelho.

Estudos de interfaces sólido-biológicas

Esta linha tem como objetivo avançar cientificamente no entendimento dos múltiplos fenômenos (físicos, químicos e biológicos) que se manifestam na interface da matéria no estado sólido, com “design” em diferentes escalas de tamanho (do centímetro ao nanômetro), quando essa é inserida em contextos biológicos. Objetiva-se também, através do entendimento desses fenômenos “bio-físico-químicos”, a promoção de avanços tecnológicos nos contextos biológicos mencionados. Aspectos fundamentais como a estrutura, morfologia, fractalidade, distribuição de cargas elétricas e energia, reatividade e estereoquímica são abordados.

Nanomateriais orgânicos e inorgânicos funcionalizados

Esta linha de pesquisa foca na preparação, caraterização, funcionalização e aplicações de nanomateriais carbonáceos (C-dots, carbonos nanoestruturados e nanocompósitos à base de carbono) e inorgânicos (nanotubos e nanofolhas inorgânicos, (nano)argilas aniônicas) dentro do contexto de Ecomateriais. Os nanomateriais são desenvolvidos dentro da perspectiva de funcionalidade específica para aplicações ambientais, catalíticas, em agricultura e energia visando agregação de valor e o desenvolvimento sustentável.

Microscopias biofotônicas de óptica linear e não linear

Fluorescência excitada por 2 fótons (TPEF), Fluorescence Lifetime Imaging (FLIM), Fluorescence Correlation Spectroscopy (FCS), Förster Energy Transfer (FRET), Raman, Coherent AntiStokes Raman Scattering (CARS), Second/Third Harmonic Generation (SHG/THG), pinças ópticas, tip-enhancement/AFM, teoria do campo eletromagnético no volume focal; para caracterização paralela em tempo real de processos celulares e moleculares. Microscopia de super resolução, abaixo do limite de difração e sua utilização no estudo de reações bioquímicas in singulo (em uma única molécula).

Análise estrutural de moléculas de interesse biológico

A elucidação estrutural de proteínas, seguida da análise computacional para a identificação de novos agentes terapêuticos é uma área de grande importância para desenvolvimento de novos fármacos. Esta linha de pesquisa visa à análise de dados estruturais de sistemas proteína-ligante a serem obtidos por meio de diversas técnicas, entre elas, difração de raios-X, dicroísmo circular, calorimetria de titulação isotérmica e espalhamento de luz dinâmico. Os dados obtidos serão analisados por meio de métodos teóricos computacionais de alto nível para a prospecção de novos agentes terapêuticos.  Coordenador: Geancarlo Zanatta