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Materiais
 


Hologramas

O que são?

Os hologramas são registos de objectos que quando iluminados de forma conveniente permitem a observação dos objectos que lhe deram origem. Ao contrário da fotografia que apenas permite registar as diferentes intensidades de luz proveniente da cena fotografada, os hologramas registam também a fase da radiação luminosa proveniente do objecto. Nesta fase está contida a informação sobre a posição relativa de cada ponto do objecto iluminado, permitindo reconstruir uma imagem com informação tridimensional.



Como se fazem?

A construção de um holograma necessita de uma fonte de luz laser para a iluminação do objecto que se pretende registar. Hoje em dia, técnicas de projecção de imagem através de écrans de cristais líquidos ou matrizes de micro-espelhos com dimensões muito reduzidas, permitem a preparação por meios informáticos de objectos e assim fazer hologramas desses objectos que não existem fisicamente. A luz proveniente do laser é dividida em dois feixes, sendo um dos feixes (feixe objecto), utilizado para iluminar o objecto. A luz reflectida e dispersa pelo objecto e a luz proveniente do segundo feire (feixe referência) é depois recolhida simultaneamente pela superfície onde se vai registar o holograma.



Onde se registam?

Os materiais onde se vai registar um holograma são diversos e variam de acordo com a aplicação que se pretende dar ao holograma. Na produção de um holograma, a propriedade comum a todos os materiais é a de ser sensível à luz. Nestes materiais e após a exposição à luz, o processo de revelação efectuado de forma correcta, permite registar diferenças espaciais na intensidade da luz com dimensões inferiores ao comprimento de onda da radiação laser utilizada para fazer o holograma. Os materiais mais utilizados são películas ou placas de vidro revestidas com emulsões de cristais de halogenetos de prata em gelatina. Estas emulsões similares às películas fotográficas normais, têm no entanto cristais com dimensões muito menores para permitir o registo dos hologramas ao nível da dimensão do comprimento de onda da luz laser utilizada.

Outros materiais também muito utilizados são películas de materiais poliméricos, cujas ligações químicas se quebram por exposição à luz. Estes materiais com a designação internacional de “Photoresist” são largamente utilizados na indústria do circuitos integrados. Quando os hologramas têm como objectivo a reprodução em larga escala, então os processos de revelação têm de ser capazes de transformar a informação neles registada, sob a forma de um relevo superficial que possa depois ser facilmente duplicado por processos de cunhagem. Os materiais para os quais os hologramas são transferidos por cunhagem, são formados por camadas sobrepostas de diversos polímeros, metais e adesivos, cuja complexidade depende da aplicação final.



Onde se utilizam?

A produção e as aplicações dos hologramas podem ser separadas e diferentes áreas:

- Investigação científica
- Artística
- Marketing e publicidade
- Segurança e anti-falsificação


Na investigação científica e como forma de arte, o holograma geralmente não passa a fase de produção em massa pelo que os materiais de suporte são os materiais onde foram inicialmente registados. Nas aplicações de Marketing e publicidade e ainda em segurança, existe a necessidade de produção e aplicação em massa dos hologramas nos produtos a que se destinam. No caso das aplicações em segurança os materiais para os quais os hologramas são transferidos por cunhagem e os próprios materiais de suporte (papel de notas, documentos de identificação e outros), já têm inerentes uma segurança própria, pelo que as escolhas dos materiais dos hologramas deve ser efectuada de forma a não limitar a durabilidade assim como a segurança desses produtos como um todo.

A holografia e a segurança – Portugal

Com o evoluir dos equipamentos de impressão gráfica, facilmente se consegue fazer uma fraca, mas em certas situações suficiente, falsificação de um documento, por exemplo bilhete de espectáculo, certificado de autenticidade, etc. As propriedades dos hologramas fazem com que estes dificilmente sejam falsificados pelos meios normalmente utilizados pelos falsários. A necessidade de um laboratório de óptica com equipamento muito dispendioso e técnicos altamente especializados, confere aos hologramas as características ideais de um elemento de segurança: difícil de executar e difícil de imitar.

Em Portugal existem desde 1996 um laboratório de criação de hologramas para segurança, no INETI, e uma fábrica de reprodução em massa dos mesmos, na INCM (Imprensa Nacional Casa da Moeda), que constituem os únicos locais de produção de hologramas de segurança na Península Ibérica. Funcionando em conjunto, estas duas instituições produziram muitos dos hologramas que todos os dias se cruzam connosco. Como exemplo de produtos onde foram utilizados estes hologramas podem referir-se: as cassetes de vídeo e áudio, certificados de inspecção periódica, a nova carta de condução, o passaporte, selos de correio, bilhetes de espectáculos, acções, etiqueta do Queijo da Serra, passes de transportes colectivos e muitos outros.

A colaboração de uma instituição de investigação como o INETI, onde as valências técnico científicas nas áreas da óptica e dos materiais são uma mais valia, com a INCM, cuja imagem, qualidade e segurança com que produz os documentos mais variados, permite ter no holograma uma forma de aumentar a segurança desses mesmos documentos.

Radiação Cósmica

Nas experiências a levar a cabo no projecto SEM a bordo da Vaivém Espacial da NASA, decidiu aproveitar-se para testar os efeito da radiação cósmica sobre os materiais poliméricos as etiquetas holográficas que vão servir de referência aos tubos que contêm os materiais biológicos de Portugal.

As etiquetas holográficas que vão referenciar as experiências Portuguesas são formadas por diversas camadas de materiais poliméricos e metálicos. A interacção da radiação cósmica com as etiquetas irá ser avaliada através de técnicas de Microscopia Óptica e de Força Atómica para análise da sua estrutura superficial. A utilização de um espectro-radiómetro de elevada resolução espectral assim como espacial, permitirá avaliar a existência de alterações ópticas em regiões bem definidas das etiquetas.

Os efeitos da radiação cósmica sobre os materiais são diversos, dependendo do tipo de radiação, dos próprios materiais e fundamentalmente da quantidade de radiação recebida (dose). Apesar da dose de radiação ser dependente do tempo que os materiais se encontram em órbita, esta quantidade pode ser extremamente elevada em períodos de duração curta devido a fenómenos de origem solar.

A radiação ionizante é um dos principais factores que tem de ser tido em conta quando se planeia uma missão espacial. Em geral os níveis de radiação ionizante encontrada no espaço são muito superiores aos níveis na superfície da terra. A radiação ionizante pode ser de origem electromagnética: raios-x e raios-gama, ou então de origem corpuscular: partículas beta como os electrões (e-) e positrões (e+), protões (núcleos de átomos de hidrogénio H+), partículas alfa (núcleos de átomos de hélio He2+) e outros iões mais pesados. A presença de neutrões livres e outras partículas mais exóticas como os muões (partículas μ-) e piões (partículas π) pode ainda acontecer como resultado de interacções nucleares entre a radiação ionizante incidente e o material da estrutura da nave espacial. A quantidade desta radiação é em geral muito reduzida, aumentando no entanto com a espessura da blindagem da nave espacial.

As fontes principais para a radiação ionizante são:

- O sol – partículas do vento solar, partículas libertadas durante as erupções solares, raios-x, etc).
- Objectos estelares do espaço longínquo – raios-x e raios-gama dos núcleos das galáxias e das explosões de supernovas, partículas exóticas de massa elevada, etc.)
- Partículas de elevada energia magneticamente aprisionadas na cintura de Van Allen que rodeia o planeta terra.

De uma forma secundária tem-se ainda a radioactividade provocada nos materiais da nave espacial devido à interacção com a radiação cósmica, e ainda a formação de raios-x devido à deflexão de electrões de alta energia nos materiais de média e elevada massa atómica.



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