Procurar no portal

Pesquisadores da UFC desenvolvem composto cerâmico que assegura estabilidade térmica para antenas e radares

Um composto cerâmico desenvolvido na Universidade Federal do Ceará (UFC) supera um problema recorrente nas telecomunicações: a perda de desempenho em dispositivos de micro-ondas quando a temperatura muda. O invento, agora patenteado à UFC pelo Instituto Nacional da Propriedade Privada (INPI), mostra desempenho térmico ideal para aplicações de precisão, como antenas e radares.

A estabilidade térmica dos materiais usados é determinante na qualidade das telecomunicações. “Ela garante que a frequência de operação do dispositivo não sofra efeitos da temperatura, o que assegura confiabilidade e eficiência”, explica Antônio Sérgio Bezerra Sombra, professor do Departamento de Física e integrante do Laboratório de Telecomunicações e Ciência e Engenharia de Materiais (Locem) da UFC, onde foi desenvolvida a pesquisa.

Imagem: Antenas parabólicas em topo de prédio

O novo composto parte de em um material sintetizado em laboratório chamado vanadato de lantânio (LaVO₄), também conhecido como monazita. Sozinho, ele não é adequado para aplicações sensíveis à temperatura. Mas, após vários testes, os pesquisadores descobriram que, ao adicionar uma pequena quantidade do reagente dióxido de titânio (TiO₂) – de 13% a 15% – o material se transforma.  

Essa combinação coloca o composto no intervalo ideal de estabilidade térmica, tornando-o ideal à engenharia de micro-ondas. Em termos simples, dispositivos que utilizem esse material devem operar sem variações indesejadas, mantendo um desempenho constante e confiável, seja no calor ou no frio.

A comprovação se dá pelo coeficiente de temperatura da frequência ressonante (τf), que indica a variação de frequência de operação quando a temperatura muda, sendo melhor quanto mais próximo de zero. No caso, os valores se mantêm entre - 6,87 e + 8,61 ppm.°C-1. Para comparação, o vanadato de lantânio puro apresenta τf de -162,68 ppm/°C.

OUTRAS VANTAGENS - Além da estabilidade térmica, o composto pode ser produzido em temperaturas mais baixas, o que reduz custos e facilita a produção industrial. "A temperatura de obtenção desse material é de 900ºC, que é inferior a de muitos materiais cerâmicos usados em aplicações de micro-ondas e o qualifica como um material de tecnologia LTCC", destaca Antônio Sérgio Sombra.

Imagem: composto cerâmico em detalhe

A sigla LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramics) se refere a cerâmicas co-sinterizadas em baixa temperatura, geralmente abaixo de 1.000 °C. Por combinarem bom desempenho, estabilidade térmica e fabricação mais simples, eles são cada vez mais usados não apenas nas telecomunicações, mas também em outros setores que necessitam da integração de funções eletrônicas complexas, como a tecnologia médica e a indústria automotiva.

A pesquisa aponta potenciais aplicações em antenas e radares. Após a concessão da patente, as próximas etapas da pesquisa envolvem a produção e o teste de dispositivos que incorporem o compósito. “O material apresenta grande possibilidade de aplicação, e novos estudos devem focar na obtenção e otimização de protótipos”, afirma Sombra.

Além de Antônio Sérgio Bezerra Sombra, contribuiram com a invenção os pesquisadores Yguatyara de Luna Machado, Valéria Lima Bessa, Diego da Mota Colares, Antônio Jefferson Oliveira da Silva, Francisco, Nivaldo Aguiar Freire, João Paulo Costa do Nascimento, Tallison Oliveira Abreu e Marcelo Antonio Santos da Silva, todos do Locem/UFC. 

A pesquisa contou com financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Funcap).

Fonte: Antônio Sérgio Bezerra Sombra, professor do Departamento de Física da UFC - e-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

Endereço

Av. da Universidade, 2853 - Benfica, Fortaleza - CE, CEP 60020-181 - Ver mapaFone: +55 (85) 3366 7300