Guias de luz planares foram obtidos a partir de um sol de um novo híbrido Ti4+-acetilacetona (acac)-Ureasil depositado na forma de filmes finos sobre substratos de vidro. A estrutura foi investigada por medidas espectroscópicas (absorção no infravermelho, fotoelétrons de raios-X e espalhamento Raman) e espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS). Para a adição do complexo Ti-acac ao ureasil na razão molar Ti:Si de 1:1 interações entre o complexo Ti-acac e grupos siloxanos foram identificadas. Quantidades maiores de Ti4+ (razão molar Ti:Si de 5:1) levam também à formação de nanoagregados ricos em titânio. Os parâmetros ópticos dos guias, como índice de refração, espessura, modos propagados e coeficiente de atenuação foram medidos para 632,8, 543,5 e 1550 nm pela técnica de acoplamento de prisma. O índice de refração pode ser controlado pela quantidade relativa de titânio. Guias de poucos micra de espessura suportam modos de propagação com baixas perdas para todas as composições.

Hybrid planar waveguides were prepared from Ti4+-acetylacetone (acac)-Ureasil sols deposited on glass substrates. Structural features have been investigated by spectroscopic measurements (Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Raman scattering) and Small Angle X-ray Scattering (SAXS). Addition of Ti4+-acac to the ureasil (Ti:Si molar ratio 1:1) leads to the formation of bonds between the Ti complex and the siloxane groups, whereas further addition of Ti4+ (Ti:Si molar ratio 5:1) leads to the additional formation of titanium-rich nanoclusters. The optical parameters of the waveguides such as refractive index, thickness, propagating modes and attenuation coefficient were measured at 632.8, 543.5 and 1550 nm by the prism coupling technique. The refractive index can be tuned by the Ti4+ relative content. The few microns thick planar waveguides support well confined propagating modes with low attenuation loss for all compositions.

Híbridos siloxano-PMMA apresentando ligações covalentes entre as fases orgânica e inorgânica foram preparados a partir do processo sol-gel. O efeito da fração em massa de fase siloxano no mecanismo de secagem dos géis a 50ºC foi estudado através de medidas de perda de massa e retração linear. Pode-se distinguir os três períodos clássicos de secagem já observados em géis inorgânicos. A duração do primeiro período (estágio de velocidade constante) aumenta com o teor de polímero, o que pode ser explicado pelo menor tamanho dos poros presentes nos géis contendo concentrações elevadas de PMMA. Com o aumento da concentração da fase siloxano observou-se o aumento da perda de massa total e da retração linear final do material após o terceiro período de secagem. Este comportamento deve-se ao aumento do teor de água livre resultante da policondensação das espécies siliciosas nestes sistemas, o que leva a uma maior plasticidade do material. O volume poroso do material aumenta com o teor de fase siloxano, o que é consistente com a perda de massa observada durante a secagem.

Siloxane-PMMA (polymethylmethacrylate) hybrid materials presenting covalent bonds between the organic (polymer) and inorganic (siloxane) phases were prepared by the sol-gel process. The effect of siloxane content on the drying mechanism at 50ºC was investigated by in-situ weight loss and linear shrinkage measurements. The three classical regimes observed during drying of pure inorganic gels were observed. The duration of the first regime (constant rate period, CRP) increases by increasing the quantity of PMMA in the hyibrids, which was attributed to the low average pore diameter observed in these systems. The increase in siloxane content increases the weight loss and linear shrinkage at the end of the drying process due to the high quantity of solvent resulting from condensation reactions of silicon species. It leads to the diminution of the gel stiffness. The porosity of dried hyibrids increases with the siloxane content due to the high weight loss observed during drying.