Nelson Guilherme Castelli Astrath

Pós-doutorado

Formação complementar

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Orientou

Produções bibliográficas

• YILMAZ, UFUK ; LUKASIEVICZ, GUSTAVO V. B. ; SEHN, ELIZANDRA ; ZHANG, YIDE ; ASTRATH, NELSON G. C. ; RAMER, GEORG ; LENDL, BERNHARD . Novel insights into nanoscale surface displacement detection in polystyrene thin films using photothermal mirror- and atomic force microscopy-mid-IR spectroscopy. RSC Advances , v. 15, p. 9243-9253, 2025.

• SILVA, WESLEY S. ; SILVA, WAGNER F. ; ROCHA, UÉSLEN ; MEDEIROS, DAIANE M. ; MOTTA, RAYSSA J. B. ; ASTRATH, NELSON G. C. ; DANTAS, NOELIO. O. ; SILVA, ANIELLE C. A. ; JACINTO, CARLOS . (Invited) Influence of Nd - Doping and Thermal Annealing on Luminescent Properties and Thermal Sensing of Na-Ti-O-- Nanocrystals. Chemistry-An Asian Journal , v. xx, p. e202401699, 2025.

• ZHANG, YIDE ; ASTRATH, NELSON G. C. ; LUKASIEVICZ, GUSTAVO V. B. ; VOROBEV, ARTEM S. ; O?FAOLAIN, LIAM ; RAMER, GEORG ; LENDL, BERNHARD . Understanding and designing photothermal responses in complex layered systems. Scientific Reports , v. 15, p. 26173, 2025.

• GUNHA, JAQUELINE VALESKI ; MUNIZ, ROBSON FERRARI ; SOMER, ALOISI ; DE OLIVEIRA SALES, TASSO ; DA SILVA, WAGNER FERREIRA ; DIAS, DANIELE TONIOLO ; EL-MALLAWANY, R. ; DA SILVA, CARLOS JACINTO ; ASTRATH, NELSON GUILHERME CASTELLI ; NOVATSKI, ANDRESSA . Influence of Sm2O3 ion concentration on physical and thermal properties, and Raman gain coefficient of TeO2-Li2O-ZnO vitreous system. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS , v. 35, p. 240, 2024.

• WILLIAN BERRAR, JHONATAN ; ALEXANDRE DA SILVA ALMODÔVAR, VÍTOR ; SVERSUT GIBIN, MARIANA ; PAULA BERNABÉ CAVALARO, ANA ; SANTAELLA ZANUTO, VITOR ; CARLOS BENTO, ANTONIO ; GUILHERME CASTELLI ASTRATH, NELSON ; VICTOR BERGMANN, EDUARDO ; COSTA TOMÉ, AUGUSTO ; CARLOS MALACARNE, LUIS ; CALVO-CASTRO, JESÚS ; LUCIANO BAESSO, MAURO . Diketopyrrolopyrrole-based organic dyes and their laser-induced photoactive response. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS , v. 398, p. 124208, 2024.

• LÜDERS, D. D. ; AKPINAR, E. ; PEREIRA, M. L. G. ; Astrath, N. G. C. . A new approach to the textural interpretation of magnetically aligned nematic and cholesteric lyotropic mesophases by using plate-λ accessory. PHASE TRANSITIONS , v. 97, p. 1-21, 2024.

• GUNHA, JAQUELINE VALESKI ; SALES, TASSO O ; MUNIZ, ROBSON FERRARI ; SILVA, WAGNER F ; SOMER, ALOISI ; JACINTO, CARLOS ; DIAS, DANIELE TONIOLO ; EL-MALLAWANY, R ; ASTRATH, NELSON GUILHERME CASTELLI ; NOVATSKI, ANDRESSA . Spectroscopic studies of TeO 2 -based glasses doped with Sm 3+ and its use as an optical temperature sensor. PHYSICA SCRIPTA , v. 99, p. 045905, 2024.

• Astrath, N. G. C. ; BERGMANN, E. V. ; ANGHINONI, B. ; FLIZIKOWSKI, G. A. S. ; NOVATSKI, A. ; JACINTO, C. ; PO'AR, T. ; KALIN, M. ; MALACARNE, L. C. ; BAESSO, M. L. . Towards a comprehensive characterization of spatio-temporal dependence of light-induced electromagnetic forces in dielectric liquids. Scientific Reports , v. 14, p. 5595, 2024.

• ROCHA, U. ; ARMAS, L.E.G. ; SILVA, W.F. ; DOUSTI, M.R. ; MOURA, A.L. ; NOVATSKI, A. ; ASTRATH, N.G.C. ; JACINTO, C. . Reviewing the effect of aggregates in Rhodamine 6G aqueous solution on fluorescence quantum efficiency. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY , v. 317, p. 124409, 2024.

• BAZACHI, ADILSON ; ASTRATH, NELSON G. C. ; SAVI, ELTON L. ; MALACARNE, LUIS C. ; BAESSO, MAURO L. ; TORQUATO, ALEX S. ; RODRIGUES, ANGELA C. ; LUKASIEVICZ, GUSTAVO V. B. ; HERCULANO, LEANDRO S. . Spectroscopic and chemometric analysis and oil stability index characterization of thermo-oxidized edible vegetable oils. EUROPEAN JOURNAL OF LIPID SCIENCE AND TECHNOLOGY , v. 126, p. 2300204, 2024.

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• BERGMANN, EDUARDO V. ; CAVALARO, ANA P.B. ; KIMURA, NEWLLER M. ; ZANUTO, VITOR S. ; ASTRATH, NELSON G.C. ; HERCULANO, LEANDRO S. ; MALACARNE, LUIS C. . Photophysical characterization of xanthene dyes. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY , v. 327, p. 125345, 2024.

• NOVATSKI, ANDRESSA ; RIBEIRO, MAURICIO AP. ; CAMILO, ALEXANDRE ; LENZI, ERVIN KAMINSKI ; URBAN, AMANDA M. ; SCHOEFFEL, AMANDA ; URBAN, VANESSA M. ; NEPPELENBROEK, KARIN H. ; JACINTO, CARLOS ; SATO, FRANCIELLE ; ASTRATH, NELSON G. C. ; RUDNIK, LOANDA A. C. ; KANUNFRE, CARLA C. ; NADAL, JESSICA MENDES ; FARAGO, PAULO V. . Chlorhexidine/β-cyclodextrin inclusion complexes by freeze- and spray-drying: Characterization and behavior in aqueous system. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS , v. 133, p. 034902, 2023.

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• ANGHINONI, BRUNO ; MALACARNE, LUIS C. ; PO'AR, TOMA' ; ASTRATH, NELSON G. C. . Applying the angular spectrum representation to calculate the optical force density generated in dielectrics by tightly focused laser beams. INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS C , v. 34, p. 2350163, 2023.

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• BELANÇON, M.P. ; SANDRINI, M. ; MUNIZ, H.S. ; HERCULANO, L.S. ; LUKASIEVICZ, G.V.B. ; SAVI, E.L. ; CAPELOTO, O.A. ; Malacarne, L.C. ; ASTRATH, N.G.C. ; Baesso, M.L. ; SCHIAVON, G.J. ; SILVA JUNIOR, A.A. ; MARCONI, J.D. . Float, borosilicate and tellurites as cover glasses in Si photovoltaics: Optical properties and performances under sunlight. JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS , v. 161, p. 110396, 2022.

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• BENTO, A. C. ; CELLA, N. ; LIMA, S. M. ; NUNES, L. A. O. ; ANDRADE, L. H. C. ; SILVA, J. R. ; ZANUTO, V. S. ; Astrath, N. G. C. ; CATUNDA, T. ; MEDINA, A. N. ; ROHLING, J. H. ; MUNIZ, R. F. ; BERRAR, J. W. ; MALACARNE, L. C. ; WEINAND, W. R. ; SATO, F. ; BELANCON, M. P. ; SCHIAVON, G. J. ; SHEN, J. ; MIRANDA, L. C. M. ; et.al . Photoacoustic and photothermal and the photovoltaic efficiency of solar cells: A tutorial. JOURNAL OF APPLIED PHYSICS , v. 131, p. 141101, 2022.

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• BERGMANN, EDUARDO V. ; CAPELOTO, OTÁVIO A. ; CATANIO, ANGELO T.S. ; FLIZIKOWSKI, GABRIEL A.S. ; KIMURA, NEWLLER M. ; FREITAS, CAMILA F. ; HERCULANO, LEANDRO S. ; ASTRATH, NELSON G.C. ; MALACARNE, LUIS C. . Photoactivation of Erythrosine in Simulated Body Fluids. SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY , v. 259, p. 119867, 2021.

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• ANDRADE, L. H. C. ; LIMA, S. M. ; NASCIMENTO, C. S. ; NOVATSKI, A. ; ASTRATH, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; LI, M. S. . Evidence of Ti3+/Ti4+ and F+ centers by optical spectroscopy on TiO2 -doped low silica calcium aluminosilicate glasses. In: XXIX Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2006, São Lourenço. Anais do XXIX-ENFMC, 2006.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; MEDINA, A. N. ; JACINTO, C. ; CATUNDA, T. ; BAESSO, M. L. . Time resolved thermal lens measurements of the thermo-optical properties of optical glasses down to liquid 4he temperatures. In: XI International Conference on the Physics of non Crystalline Solids, 2006, Rhodes. Anais do XI-PNCS, 2006.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; MEDINA, A. N. ; BAESSO, M. L. ; JACINTO, C. ; CATUNDA, T. ; LIMA, S. M. ; BELL, M. J. V. ; ANJOS, V. ; GANDRA, F. G. . Time resolved thermal lens measurements of the thermo-optical properties of glasses at low temperature down to 20K. In: XXVIII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2005, Santos - SP. Anais do XXVIII-ENFMC, 2005.

• ANDRADE, L. H. C. ; NASCIMENTO, C. F. ; CORTONEZI, C. ; LIMA, S. M. ; NOVATSKI, A. ; ROSA, F. M. D. ; UDO, P. T. ; ASTRATH, N. G. C. ; MEDINA, A. N. ; BAESSO, M. L. ; OLIVEIRA, S. L. ; LI, M. S. . Ivestigação das propriedades ópticas de vidros aluminato de cálcio dopados com Ti3+. In: XXVIII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada, 2005, Santos - SP. Anais do XXVIII-ENFMC, 2005.

• ASTRATH, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; BENTO, A. C. ; COLUCCI, C. C. ; MEDINA, A. N. ; EVANGELISTA, L. R. . Elementary excitations of superfluid helium and low-temperature behavior of specific heat of non-crystalline solids. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. ; da SILVA, A. F. ; PERSSON, C. . Photoacoustic spectroscopy to determine the optical properties of thin film 4h-sic. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringa. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ANDRADE, L. H. C. ; NASCIMENTO, C. F. ; CORTONEZI, C. ; LIMA, S. M. ; NOVATSKI, A. ; ROSA, F. M. D. ; UDO, P. T. ; ASTRATH, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; OLIVEIRA, S. L. ; LI, M. S. . Spectroscopic study of TiO2-doped low silica calcium aluminate glasses. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• STEIMACHER, A. ; ASTRATH, N. G. C. ; NOVATSKI, A. ; BAESSO, M. L. ; BENTO, A. C. ; MEDINA, A. N. . Thermo-optical and mechanical properties characterization of the ternary system calcium alumino-silicate glasses. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• LIMA, S. M. ; FALCO, W. F. ; BANNWART, E. S. ; ANDRADE, L. H. C. ; FALCAO, E. A. ; STEIMACHER, A. ; ASTRATH, N. G. C. ; MEDINA, A. N. ; OLIVEIRA, R. C. ; MORAES, J. C. S. ; YUKIMITU, K. ; ARAUJO, E. B. . Thermo-optical characterization of tellurite glasses by thermal lens, thermal relaxation and interferometric methods. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ANDRADE, A. A. ; CASTRO, M. P. P. ; VARGAS, H. ; ROHLING, J. H. ; NOVATSKI, A. ; ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. . Determination of fluorescence quantum efficiency in Eu2O3-doped low silica calcium aluminosilicate glasses measured by thermal lens spectrometry. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ASTRATH, N. G. C. ; STEIMACHER, A. ; PEDROCHI, F. ; ROHLING, J. H. ; MEDINA, A. N. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. ; JACINTO, C. ; CATUNDA, T. ; LIMA, S. M. ; KARTHIKEYAN, B. ; MOHAN, S. . Glass transition and fluorescence quantum efficiency as a function of temperature in Nd2O3 doped borate glasses measured by thermal lens and interferometric methods. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ASTRATH, N. G. C. ; STEIMACHER, A. ; BENTO, A. C. ; MEDINA, A. N. ; BAESSO, M. L. ; SILVA, L. M. ; GANDRA, F. G. . Low-temperature behavior of specific heat of non-crystalline solids. In: III International Symposium on Non-Crystalline Solids and VII Brazilian Symposium on Glass and Related Materials, 2005, Maringá. Anais do III-ISNCS & VII-BSGRM, 2005.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; MEDINA, A. N. ; BAESSO, M. L. ; JACINTO, C. ; CATUNDA, T. ; LIMA, S. M. ; BELL, M. J. V. ; ANJOS, V. . Time resolved thermal lens measurements of the thermo-optical properties of glasses at low temperature down to 20K. In: Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (CLEO), 2005, Munich. Conference on Lasers and Electro-Optics Europe, 2005. CLEO/Europe. Munich, 2005. v. 29B. p. 334.

• CATUNDA, T. ; JACINTO, C. ; OLIVEIRA, S. L. ; NUNES, L. A. O. ; ASTRATH, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; MYERS, M. J. . Thermal lens measurements of quantum efficiency in Nd-doped materials. In: 13 th - ICPPP - International Conferences on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, 2004, Rio de Janeiro. 13º ICPPP, 2004.

• BELL, M. J. V. ; ANJOS, V. ; JACINTO, C. ; LIMA, S. M. ; CATUNDA, T. ; ASTRATH, N. G. C. ; MEDINA, A. N. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. . Temperature dependence of the thermal diffusivity and conductivity of glasses determined by thermal lens spectroscopy. In: 13 th - ICPPP - International Conferences on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, 2004, Rio de Janeiro. 13º ICPPP, 2004.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. . Preparação e caracterização de vidros aluminato de cálcio dopados com terras-raras. In: X Encontro de iniciação científica, 2001, Ponta Grossa. X Encontro de iniciação científica, 2001.

• ASTRATH, N. G. C. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. . Preparação e caracterização de vidros aluminato de cálcio dopados com Er e codopados com Yb. In: IX Encontro de iniciação científica, 2000, Londrina. IX Encontro de iniciação científica, 2000.

• ASTRAT, N. G. C. . Listening to light reflections from liquids and solids: detection of elastic waves driven by the momentum of light. 2019. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N.G.C . Light‐matter interaction: Effects and applications for material characterization. 2019. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N. G. C. ; MALACARNE, L. C. . Nanoscale surface displacement detection by Photothermal/Photomechanical Mirror technique. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N. G. C. . The effects of radiation forces in liquids. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N. G. C. . Nanoscale surface displacement detection by Photothermal/Photomechanical Mirror technique. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• HERCULANO, L.S. ; MALACARNE, L. C. ; ASTRATH, N. G. C. . Investigation of the photobleaching process of eosin Y in aqueous solution by thermal lens spectroscopy. 2013. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N. G. C. ; MALACARNE, L. C. . Nanoscale Surface Displacement Detection by Thermal Mirror Technique. 2012. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• LUKASIEVICZ, G. V. B. ; MALACARNE, L. C. ; ASTRATH, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; BIALKOWSKI, S. E. . Time-Resolved Thermal Lens and Thermal Mirror Spectroscopy with Sample-Fluid Coupling. 2012. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• Astrath, N. G. C. ; LENZI, E. K. ; EVANGELISTA, L. R. . Nonlocal effects on the low temperature behavior of non-crystalline solids. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• MALACARNE, L. C. ; Astrath, N. G. C. ; BAESSO, M. L. ; BIALKOWSKI, S. E. . Analytical solution for mode-mismatched thermal lens spectroscopy with glass-air heat coupling. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, F. B. G. ; Astrath, N. G. C. ; MALACARNE, L. C. ; PEDREIRA, P. R. B. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. ; SHEN, J. . Material characterization with top-hat cw laser induced thermal lens and thermal mirror techniques. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• Astrath, N. G. C. ; ASTRATH, F. B. G. ; STEIMACHER, A. ; MEDINA, A. N. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. ; JACINTO, C. ; KARTHIKEYAN, B. . Thermal lens and interferometric methods for glass transition and thermo physical properties measurements in Nd2O3 doped borate glasses. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• STEIMACHER, A. ; BARBOZA, M. J. ; FARIA, A. M. ; PEDROCHI, F. ; Astrath, N. G. C. ; ROHLING, J. H. ; BENTO, A. C. ; BAESSO, M. L. ; MEDINA, A. N. . Nd3+ doped cas glasses: thermo-optical and luminescence spectroscopy investigation. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ASTRATH, N. G. C. ; ASTRATH, F. B. G. ; SHEN, J. ; MICHAELIAN, K. ; FAIRBRIDGE, C. ; MALACARNE, L. C. ; PEDREIRA, P. R. B. ; BAESSO, M. L. . Investigation of real-time photo-induced chemical reaction using thermal lens spectroscopy. 2009. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• Astrath, N. G. C. . Técnicas Fototérmicas: teoria e experimento. 2012. (Curso de curta duração ministrado/Extensão).

• ASTRATH, N. G. C. . Técnicas fototérmicas. 2006. (Curso de curta duração ministrado/Extensão).

• ASTRATH, N. G. C. . Absorção óptica. 2006. (Curso de curta duração ministrado/Extensão).

Projetos de pesquisa

• 2017 - Atual

  Célula solar híbrida: desenvolvimento de novos conversores fotovoltaicos de alto desempenho, Descrição: O objetivo principal deste projeto é desenvolver conversores espectrais para superar o limite clássico de eficiência fotovoltaica (29%) de células solares de junção única e confeccionadas à base de silício. Estes conversores espectrais deverão ser depositados na forma de filmes finos por evaporação ou técnica de spray obtendo-se a nova geração de célula solar híbrida para as seguintes funções: bloquear a radiação ultravioleta causadora de defeitos que reduzem a eficiência e o tempo de vida útil das células solares; minimizar os efeitos de perda de eficiência por efeitos de reflexão; modificar o espectro da radiação incidente via processo de conversão descendente de luz e minimizar a região de transparência espectral via processo de conversão ascendente de luz. Os conversores serão formulações do vidro aluminosilicato de cálcio dopadas com diferentes combinações de íons Yb-Tb e Yb-Nd, de modo a se obter conversão descendente de energia para a região espectral de 980nm. Os filmes serão obtidos por processo de evaporação, spray ou de pós cerâmicos. Resultados preliminares com estes conversores mostraram que é viável construir as células híbridas pretendidas. Acreditamos que o projeto pode trazer avanços científicos e de inovação tecnológica nesta área. Como consequência, haverá benefícios para a sociedade, uma vez que se trata de um tema de grande importância tanto econômica como para a melhoria da qualidade de vida da população a partir da produção de energia limpa e renovável. O projeto prevê a colaboração entre a UEM e a Copel, prevendo a formação de recursos humanos nos níveis de iniciação científica, mestrado, doutorado e pós-doutorado, além de promover a capacitação técnica de profissionais da Copel e realização de minicursos e divulgação técnica para a sociedade.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Integrante / A N Medina - Integrante / J H Rohling - Integrante / Luis Carlos Malacarne - Integrante / Baesso, M.L. - Coordenador / BENTO, A.C. - Integrante / W R Weinand - Integrante / A L Zeni - Integrante / A Pedretti - Integrante / C A Pizo - Integrante / C A M Tamanini - Integrante / S I Gomes - Integrante.

• 2014 - Atual

  Caracterização das propriedades físico-químicas e da estabilidade oxidativa de biocombustíveis por espectroscopia de lente térmica e espectroscopia óptica, Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Mauro Luciano Baesso em 07/03/2014., Descrição: O objetivo principal deste projeto que envolve pesquisadores dos Departamentos de Física da UEM, UTFPR, UFPR, e da Engenharia Química da UFPR, além de contar com a colaboração internacional de pesquisadores do NRC-IFCI e CanmetEnergy do Canadá e Utah State University dos EUA, é o desenvolvimento, caracterização e controle de qualidade de biodiesel metílico e etílico e suas misturas com óleos combustíveis. O estudo em bicombustíveis envolve a obtenção, a caracterização e a avaliação da eficiência de produção de energia reduzindo a emissão de poluentes. Essa parte do projeto contará com a colaboração de grupos de pesquisa no Brasil, Canadá e nos EUA, e é parte de um projeto internacional em andamento visando à correlação entre as propriedades físicas e a produção de energia de óleos betuminosos (canadian oil sands). A estratégia geral desse projeto será desenvolver e utilizar métodos de óptica avançada para uma completa caracterização destes novos materiais, com a descrição dos fenômenos fotoquímicos ocorridos nos combustíveis em termos da eficiência desses na produção de energia, a quantificação e o estudo de contaminantes nos biocombustíveis e suas misturas, as taxas de oxidação em função da temperatura e a caracterização da química das emissões gasosas. Acreditamos que o projeto pode levar à consolidação do Grupo de Estudo e Desenvolvimento de Materiais Inteligentes (GEDMI) do departamento de Física da UEM, tornando-o uma referência nesta área no Brasil, com benefícios diretos para a sociedade, uma vez que se trata de um tema de grande importância tanto econômica como para a melhoria da qualidade de vida da população. Trata-se de um tema que demanda conhecimento de alta tecnologia, o que garante o caráter científico e tecnológico do projeto. Finalmente, o projeto prevê o intercâmbio de tecnologias entre centros de pesquisa conceituados internacionalmente na produção, caracterização e estudo de combustíveis. Essa parceria vem sendo desenvolvida desde 2007 entre o Departamento de Física da UEM, NRC-IFCI, CanmetEnergy do Canadá, Utah State University dos EUA, e tem como finalidade a busca por metodologias para melhoramento em produção e controle de qualidade em combustíveis em geral. Vários projetos recentes vêm sendo desenvolvidos em nosso grupo, em parceria com vários centros de pesquisa nacionais e internacionais, abordando a caracterização e análise de combustíveis e biocombustíveis. Estes projetos foram aportados por agências de fomento do Brasil (CNPq, Fundação Araucária e Capes) e no Canadá (Program of Energy Research & Development - PERD).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (4) / Mestrado acadêmico: (4) / Doutorado: (4) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Integrante / A.C. Bento - Integrante / A N Medina - Integrante / M L Baesso - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2013 - Atual

  Desenvolvimento e caracterização de materiais para produção de energia limpa: biocombustíveis e fotoconversores, Descrição: O objetivo principal deste projeto que envolve pesquisadores paranaenses dos Departamentos de Física da UEM, UEPG, UNICENTRO, e da Engenharia Química da UFPR, além de contar com a colaboração externa de pesquisadores da USP - São Carlos, UENF - RJ, NRC-IFCI e CanmetEnergy do Canadá e Utah State University dos EUA, é o desenvolvimento e a caracterização de bicombustíveis e fotoconversores para a produção de energia limpa. O estudo em bicombustíveis envolve a obtenção, caracterização e avaliação da eficiência de produção de energia reduzindo a emissão de poluentes. Essa parte do projeto contará com a colaboração de grupos de pesquisa no Brasil, Canadá e nos EUA, e é parte de um projeto internacional em andamento visando à correlação entre as propriedades físicas e a produção de energia de óleos betuminosos (canadian oil sands). Em fotoconversores, a preparação de materiais vítreos especiais com concentrações específicas de terras-raras e/ou metais de transição pode funcionar como amplificadores na captação de energia solar em fotocélulas.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (4) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador / F B G Astrath - Integrante., Financiador(es): Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2013 - Atual

  Desenvolvimento e caracterização de materiais para produção de energia limpa: biocombustíveis e fotoconversores, Descrição: O objetivo principal deste projeto que envolve pesquisadores paranaenses dos Departamentos de Física da UEM, UEPG, UNILA, UTFPR, UNICENTRO, e da Engenharia Química da UFPR, além de contar com a colaboração externa de pesquisadores da UENF - RJ, NRC-IFCI e CanmetEnergy do Canadá e Utah State University dos EUA, é o desenvolvimento e a caracterização de bicombustíveis e fotoconversores para a produção de energia limpa. O estudo em bicombustíveis envolve a obtenção, a caracterização e a avaliação da eficiência de produção de energia reduzindo a emissão de poluentes. Essa parte do projeto contará com a colaboração de grupos de pesquisa no Brasil, Canadá e nos EUA, e é parte de um projeto internacional em andamento visando à correlação entre as propriedades físicas e a produção de energia de óleos betuminosos (canadian oil sands). Em fotoconversores, a preparação de materiais vítreos especiais com concentrações específicas de terras-raras e/ou metais de transição pode funcionar como amplificadores na captação de energia solar em fotocélulas. A estratégia geral desse projeto será desenvolver e utilizar métodos de óptica avançada para uma completa caracterização destes novos materiais, com a descrição dos fenômenos fotoquímicos ocorridos nos combustíveis em termos da eficiência desses na produção de energia, da química das emissões gasosas, o desenvolvimento dos materiais especiais fotoconversores e sua aplicação em células solares. Acreditamos que o projeto pode levar à consolidação do Grupo de Estudo e Desenvolvimento de Materiais Inteligentes (GEDMI), que hoje é parte do Grupo de Estudo dos Fenômenos Fototérmicos (GEFF) do departamento de Física da UEM, tornando-o uma referência nesta área no Brasil, com benefícios diretos para a sociedade, uma vez que se trata de um tema de grande importância tanto econômica como para a melhoria da qualidade de vida da população. Trata-se de um tema que demanda conhecimento de alta tecnologia, o que garante o caráter científico e tecnológico do projeto. Finalmente, o projeto pretende ainda contribuir para a consolidação de grupos emergentes nessa área na UEPG, UTFPR, UNICENTRO, e UNILA, com a disponibilização dos equipamentos e estrutura do grupo GEDMI/GEFF, e com a compra de equipamentos e materiais.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (4) / Doutorado: (4) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador / J H Rohling - Integrante / A Novatski - Integrante., Financiador(es): Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2011 - 2013

  Técnicas fototérmicas para a caracterização físico-química de soluções aquosas e óleos combustíveis em função da temperatura, Descrição: O objetivo geral do trabalho está ligado diretamente às medidas das propriedades termo-ópticas e taxas de reação fotoquímica de óleos combustíveis. Recentemente, um novo modelo teórico para a técnica de Lente Térmica foi desenvolvido para estudar reações fotoquímicas em óleos combustíveis especiais. As propriedades térmicas, ópticas e fotoquímicas obtidas a partir de tal modelo teórico sobre os dados experimentais geraram resultados importantes para a compreensão dos complexos mecanismos envolvidos na geração de calor nesses materiais e nas reações conseguintes. Como exemplo do potencial de aplicação da LT na análise desses óleos combustíveis, o tempo de reação fotoquímico em função da temperatura foi investigado para vários óleos e os resultados preliminares sugerem que tais propriedades seguem a relação de Arrhenius, o que permitiu a obtenção de informações sobre os complexos mecanismos de transferência de energia nesses sistemas. Além disso, a técnica de Espelho Térmico (ET) será aplicada para a caracterização térmica, ótica e mecânica de materiais altamente absorvedores e opacos em função da temperatura.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2010 - 2012

  Técnicas fototérmicas para a caracterização físico-química de óleos combustíveis em função da temperatura, Descrição: O objetivo geral do trabalho está ligado diretamente às medidas das propriedades termo-ópticas e taxas de reação fotoquímica de óleos combustíveis. Recentemente, um novo modelo teórico para a técnica de Lente Térmica foi desenvolvido para estudar reações fotoquímicas em óleos combustíveis especiais. As propriedades térmicas, ópticas e fotoquímicas obtidas a partir de tal modelo teórico sobre os dados experimentais geraram resultados importantes para a compreensão dos complexos mecanismos envolvidos na geração de calor nesses materiais e nas reações conseguintes. Como exemplo do potencial de aplicação da LT na análise desses óleos combustíveis, o tempo de reação fotoquímico em função da temperatura foi investigado para vários óleos e os resultados preliminares sugerem que tais propriedades seguem a relação de Arrhenius, o que permitiu a obtenção de informações sobre os complexos mecanismos de transferência de energia nesses sistemas [2]. Além disso, a técnica de Espelho Térmico (ET) será aplicada para a caracterização térmica, ótica e mecânica de materiais altamente absorvedores e opacos em função da temperatura.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (3) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador / J H Rohling - Integrante / M L Baesso - Integrante., Financiador(es): Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2010 - 2012

  Lente térmica e espelho térmico para o estudo de propriedades térmicas, ópticas e mecânicas de materiais semitransparentes e opacos, Descrição: Este trabalho tem como objetivo determinar propriedades térmicas, ópticas e mecânicas de sólidos semitransparentes e opacos. Recentemente, um novo modelo teórico para a técnica de Espelho Térmico foi desenvolvido para estudar deformações nanométricas em sólidos. Este modelo permite a utilização da técnica de ET para a análise de sólidos semitransparentes e ainda opacos, possibilitando a caracterização de propriedades físicas como: difusividade térmicas, coeficiente de expansão térmico, eficiência quântica da fluorescência e condutividade térmica. Essas propriedades são importantes para a compreensão dos complexos mecanismos de difusão na geração de calor nesses materiais. Um exemplo de aplicação do ET é a possibilidade de analisar materiais completamente opacos, como semicondutores e ligas metálicas em geral. Além disso, em materiais semitransparentes a combinação das técnicas de ET e LT permite obter informações adicionais sobre a amostra. Como exemplo disso, o coeficiente térmico da variação do caminho óptico da amostra - que é um parâmetro muito importante na caracterização térmo-óptica de vidros especiais para lasers de estado sólido, pode ser diretamente obtido com essa combinação. Além disso, o efeito do acoplamento térmico entre a amostra e o ambiente em que ela está imersa será estudado com as técnicas de LT.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Integrante / L C Malacarne - Coordenador., Financiador(es): Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2010 - 2012

  Desenvolvimento, avaliação e aplicação das técnicas fototérmicas com excitação laser top-hat, Descrição: O objetivo principal deste projeto é aplicar a excitação laser com distribuição de intensidade top-hat nas técnicas fototérmicas. As técnicas serão desenvolvidas, validadas e empregadas na caracterização de propriedades térmicas, ópticas e mecânicas de sólidos e líquidos em função da temperatura. Usualmente os feixes Gaussianos são utilizados para gerar e modelar teoricamente vários dos efeitos fototérmicos, especialmente os de lente térmica (LT) e de espelho térmico (ET). Isso de fato limita a exploração dessas técnicas com espectros de excitação mais abrangentes. Essa limitação está associada ao número reduzido de comprimentos de onda disponíveis para esse tipo de laser e, principalmente, devido ao seu alto custo. Neste trabalho, feixes laser não-Gaussianos serão opticamente modificados para criar excitações com distribuição de intensidade top-hat que serão utilizadas para gerar os efeitos de LT e de ET, substituindo assim os lasers Gaussianos. Os modelos teóricos que descrevem os efeitos de LT e de ET serão desenvolvidos assumindo a excitação top-hat e essas técnicas serão configuradas e utilizadas para a investigação de propriedades físicas de diversos materiais. Fontes de excitação mais baratas como os lasers não-Gaussianos e as fontes de luz incoerentes como lâmpadas de alta potência, tornam a utilização das técnicas fototérmicas com excitação top-hat muito importante para o futuro desenvolvimento de protótipos com custos reduzidos, com ampla região espectral para excitação e com alta precisão para a caracterização de sólidos e líquidos em geral.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

• 2010 - Atual

  Desenvolvimento de vidros com campo cristalino alto e sem OH- para geração de luz branca inteligente e de lasers sintonizáveis, Descrição: O objetivo deste projeto é desenvolver e caracterizar vidros de campo cristalino alto e livres da presença de moléculas OH- para serem utilizados para geração de luz branca inteligente e no desenvolvimento de lasers sintonizáveis na região espectral entre 450 e 700nm. Este tema vem sendo abordado em nosso grupo, e em especial no projeto CAPES-COFECUB 565/2007 entre o Departamento de Física da Universidade Estadual de Maringá e o Laboratório de Físico-Química dos Materiais Luminescentes ? LPCML da Universidade Claude Bernard Lyon 1 - França. Nossos resultados preliminares demonstram que os vidros dopados com Ce3+ para geração de luz branca inteligente e os dopados com Ti3+ para o desenvolvimento de lasers sintonizáveis são muito promissores para as referidas aplicações, indicando que as chances de sucesso deste projeto são concretas.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (3) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Integrante / M L Baesso - Coordenador / P R B Pedreira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  Thermophysical properties of oil sands middle distillates, Descrição: Advanced combustion research aims to produce internal combustion engines with no NOx and no particulate matter emissions. This project will produce a database of thermophysical properties (e.g., D, k, Cp and dn/dT) and spectroscopic hydrocarbon analyses, thus generating knowledge of fuel chemistry critical to ensuring that advances in fuels processing and engines proceed in parallel. This project may find some key property parameters of fuels, which ultimately lead to a sensing device for on-line inspection/monitoring of fuel quality for advanced engine combustion technology. A spin-off could be an on-line, on-board sensor of fuel chemistry that provides information to the engine CPU and optimizes engine performance (i.e. efficiency) and minimizes emissions. The receptor capacity is combustion and fuels researchers initially, and engine manufacturers and fuel suppliers in the long term. The environmental benefit is future fuels and future engines with zero emissions. There are no other similar spectroscopic research projects specifically related to future diesel fuels in Canada. Through its contacts with US Department of Energy, CanmetENERGY has discussed the concept with leading US fuels researchers.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Coordenador / M L Baesso - Integrante / J Shen - Integrante / F B G Astrath - Integrante / Kirk Michaelian - Integrante / C. Fairbridge - Integrante., Financiador(es): CanmetENERGY NRCan Canada - Auxílio financeiro.

• 1999 - Atual

  Preparação e Caracterização de Vidros Ópticos Especiais, Descrição: Projeto Finaciado pelo PADCT. Processo N. 62.0012/97-8 Valor concedido: U$ 99.000,00 O maior desafio tecnológico atual envolvendo aplicações de lasers na medicina é a obtenção de materiais transparentes na região do infravermelho médio no intervalo de 1.8 a 3.0 mm. No entanto, o desenvolvimento destes lasers é difícil, uma vez que nesta região espectral a maioria dos materiais apresenta absorção óptica provocada pela presença da água (hidroxila) em suas estruturas. Isto faz com que a fluorescência dos elementos dopantes seja em sua grande parte convertida em energia térmica, não fornecendo assim um meio ativo eficiente. Diante dos sistemas existentes e da necessidade de se obter lasers de vidro para esta região espectral para serem utilizados na área biomédica, é imperativo o desenvolvimento de novos vidros com alta transmissão no IR-médio e melhor resistência contra choques térmico e mecânico, condições ideais para a operação do laser. Neste projeto foi proposto o desenvolvimento, por meio de fusão a vácuo, do vidro de aluminosilicato de cálcio. O método proposto diminui a influência da água estrutural, o que aumenta a transmitância no infravermelho médio deste material para até 6 mm, ficando esta equivalente à da safira. Com tal propriedade óptica este vidro torna-se um forte candidato para aplicações tais como janela óptica, filtro de absorção óptica, ou meio ativo para lasers de estado sólido, quando dopado com íons de terras raras. Com este intuito pretende-se desenvolver um meio ativo para lasers que operam entre 1.8 a 3.0 mm.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Nelson Guilherme Castelli Astrath - Integrante / A N Medina - Integrante / J H Rohling - Integrante / A C Bento - Integrante / M L Baesso - Coordenador / P T Udo - Integrante / J R D Pereira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

Prêmios