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  03.05.12

Nanotecnologia anticorroso


Capacitação de pesquisadora no Fraunhofer aumenta competências na funcionalização de nanopartículas


Para ampliar as capacitações do Instituto de Pesquisas Tecnológicas em estudos de aplicação de nanopartículas em sistemas de proteção contra corrosão, a química Fabiana Yamasaki Martins Vieira realizou um estágio de quatro meses no IGB – The Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology, localizado na cidade alemã de Stuttgart. Os estudos da pesquisadora-assistente do Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT concentraram-se na síntese de nanopartículas de sílica em dois tamanhos diferentes e em sua posterior funcionalização, que é o tratamento químico ou mecânico destinado a introduzir grupos funcionais em uma superfície para facilitar interações e ligações com compostos ou materiais.

Estudos de Fabiana na Alemanha concentraram-se na síntese de nanopartículas de sílica e em sua posterior funcionalização
 
Os volumes de investimentos para pesquisas em nanotecnologia crescem em todo o mundo, mas grande parte destina-se a estudos na área de fármacos para a liberação controlada dos princípios ativos e veiculação dirigida somente aos tecidos doentes. Poucos são os recursos aplicados em pesquisas contra a corrosão e o resultado é uma oferta reduzida de material bibliográfico sobre o tema. Para atender aos projetos atuais e em gestação no Instituto, a pesquisadora realizou o estágio na Alemanha em diversas frentes de trabalho por meio do Programa de Desenvolvimento e Capacitação no Exterior (PDCE), que é financiado pela Fundação de Apoio ao IPT, a FIPT.

Os estudos de Fabiana no Departamento de Engenharia Interfacial e Ciência dos Materiais do IGB ocorreram entre outubro de 2011 e fevereiro de 2012 e tiveram início com a síntese das nanopartículas, que necessitam ter formas esféricas e diâmetros bem-definidos para aplicações biotecnológicas. A instituição alemã trabalha com a sílica para a geração de nanopartículas de superfície funcionalizada, em função da facilidade de modificação química do óxido de silício.

Após a síntese das nanopartículas, a pesquisadora partiu para a sua funcionalização por meio do uso de aminogrupos (NH2-), constituintes dos aminoácidos e altamente reativos, e sua transformação em um grupo altamente hidrofílico (solúvel em água) empregando carboxigrupos (COOH-). “Estas reações precisam ser controladas em parâmetros como temperatura, concentração de reagentes e velocidade de adição, porque cada um deles interfere nas dimensões das partículas esféricas”, explica a pesquisadora.

Finalizada esta primeira fase de capacitação no IGB, Fabiana realizou estudos sobre a encapsulação de inibidores de corrosão em nanopolímeros. A pesquisadora conheceu duas tecnologias de formação: o processo de nanoemulsão inversa, na qual é empregada uma alta energia ultrassônica para a estabilização das misturas, e a polimerização interfacial, que consiste em selecionar diversas moléculas de dimensões reduzidas, os chamados monômeros, para reuni-las em uma molécula maior, o polímero.

A oportunidade do estágio surgiu durante a “1ª Jornada IPT-Fraunhofer”, que foi realizada nos dias 22 e 23 de março de 2011 no campus do Instituto em São Paulo. Um dos palestrantes foi o professor Achim Weber, do IGB, que apresentou os temas “Micro e nanopartículas funcionais tipo core-shell para aplicações técnicas” e “Partículas biomiméticas: conceito, design e aplicações na biotecnologia e na biomedicina” e trocou informações sobre as linhas de pesquisas com a responsável pelo laboratório do IPT, Zehbour Panossian, terminando por orientar os estudos de Fabiana na Alemanha.

TEORIA E PRÁTICA – Os conhecimentos adquiridos pela pesquisadora estão sendo aplicados em um projeto externo para uma concessionária do setor de energia elétrica, que já estava em curso no Laboratório de Corrosão e Proteção antes da viagem. O objetivo do estudo é verificar como a aplicação de nanopartículas pode melhorar os aterramentos elétricos e evitar a corrosão nos sistemas de transmissão. Amostras de materiais sintetizados no IGB foram enviadas ao Brasil durante o estágio de Fabiana para a confecção de corpos de provas e ensaios do comportamento em concreto.

Outro projeto para um cliente externo foi concluído durante a permanência da pesquisadora na Alemanha, desta vez uma pesquisa bibliográfica de nanopartículas funcionalizadas com propriedades anticorrosivas para incorporação como aditivos em tintas industriais.

Sobre a infraestrutura disponível no laboratório alemão, a pesquisadora teve acesso a uma grande quantidade de equipamentos mais antigos em operação conjunta a outros de última geração, como o microscópio eletrônico de varredura (MEV-FEG), mas que também estão disponíveis no Brasil. “Temos no IPT uma série de equipamentos que podem competir facilmente com os instalados na Alemanha. O microscópio do Laboratório de Corrosão e Proteção permitiu ao nosso grupo fazer uma série de análises que não foi possível no equipamento disponível na Alemanha – conseguimos capturar imagens de nanopartículas e até superar a qualidade alcançada por eles, com auxílio de calibração do equipamento do próprio fabricante”, afirma ela.

Por outro lado, a burocracia na aquisição de insumos laboratoriais enfrentada no Brasil é praticamente inexistente na instituição alemã, que consegue comprar com rapidez produtos essenciais para ensaios, tais como reagentes, em outros países da Comunidade Europeia.