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  12.02.10

Tecnologia em escala nanomtrica


Compra de microscópio eletrônico de varredura de alta resolução coloca IPT na rota das pesquisas em nanotecnologia


A substituição de comprimidos por patches (adesivos) no tratamento de algumas doenças já é uma realidade, mas ainda existem grandes desafios a serem vencidos no mecanismo de liberação controlada dos ativos farmacológicos por esta forma de administração. Para chegar à solução do problema, pesquisadores do Centro de Tecnologia de Processos e Produtos (CTPP) estão trabalhando em um projeto de preparação de nanofibras para aplicação e liberação controlada de ativos por essa nova via de uso dos medicamentos – e o novo microscópio eletrônico de varredura (MEV) está desempenhando um papel fundamental na caracterização da espessura e morfologia dos materiais.

O recém-adquirido microscópio é um dos primeiros alicerces do IPT na capacitação para pesquisas e ensaios em escala nanométrica. Com possibilidade de uso em vários laboratórios, o novo equipamento trabalha com dois tipos de feixes: o feixe principal de elétrons (FEG) é capaz de produzir imagens de alta resolução com uma ampliação de até 300 mil vezes (como comparação, os modelos convencionais não ultrapassam 15 mil vezes de aumento), enquanto o feixe de íons de gálio executa a usinagem de amostras – é agora possível realizar um corte ortogonal de superfícies, para uma observação em 3D.

Novo microscópio foi adquirido com investimento integral do Governo do Estado
 


O custo total de aquisição do microscópio (incluindo os acessórios) foi de € 1,046 milhão, em um investimento integral do Governo do Estado de São Paulo. Segundo Marcelo Moreira, pesquisador do Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos e o responsável pelo equipamento, o MEV tem ainda a vantagem de realizar a caracterização de uma ampla gama de materiais nos diferentes modos de vácuo – alto, baixo ou ambiental. Ao contrário de modelos mais antigos, a opção de trabalho em baixo vácuo possibilitará a observação de amostras não-condutoras sem a necessidade de recobrimento condutor, enquanto o modo ambiental irá permitir a caracterização de amostras biológicas e materiais contendo água em sua composição, um recurso importante para estudos em centros de biotecnologia.

“A retirada da água pode descaracterizar uma amostra”, explica Moreira. “Com a ampliação da oferta de operações e a elevada resolução das imagens, todos os pesquisadores que trabalham materiais possíveis de degradação pelo vácuo poderão utilizar o microscópio, em segmentos tão diversos como madeira, construção civil, papel & celulose, polímeros, têxteis e argilas”.

Câmara criogênica

Em dezembro, o microscópio ganhou um reforço com a instalação de uma câmara criogênica, que permite o congelamento do material a ser analisado – por exemplo, uma gota de líquido com bactérias ou células. “Podemos congelar essa amostra dentro de uma pequena ampola, “quebrá-la” e observar esta fratura dentro do microscópio, uma tarefa impossível em um modelo convencional e pioneira no Brasil”, completa Moreira.

Detalhes do corpo de uma aranha de jardim em amostra congelada a -130ºC na câmara criogênica: exemplo de novo recurso do microscópio
 


O Instituto já possuía dois microscópios eletrônicos de varredura, adquiridos pelo projeto JICA na década de 90, e recentemente o Laboratório de Corrosão e Proteção do Centro de Integridade de Estruturas e Equipamentos (CINTEQ) recebeu um modelo de alta resolução (FEG), no projeto viabilizado pela Rede Temática de Materiais e Controle de Corrosão, da Petrobras. Porém, nenhum deles dispõe dos recursos disponíveis do modelo recém-adquirido. “Sem o novo microscópio, não seria possível a realização das atuais pesquisas. As partículas caracterizadas anteriormente nos modelos convencionais disponíveis no IPT atingiam somente a escala de mícrons, em uma ampliação de até 20 mil vezes, e agora podemos chegar a 500 mil vezes. Falar em nanotecnologia sem imagens é uma questão muito frágil”, completa Adriano Marim, um dos pesquisadores do CTPP envolvido no projeto de nanofibras.

 
  • Micrografias de micropartículas nanoestruturadas obtidas por spray-drying no novo microscópio