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  26.08.12

Oportunidades em bionano


IPT inaugura instalações do prédio de bionanomanufatura, que combina competências em quatro diferentes áreas


O prédio de bionanomanufatura que entra em operação hoje no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) será o mais moderno centro de pesquisas da América Latina. Com investimento de R$ 46 milhões, o centro de oito mil metros quadrados será destinado ao estudo de biotecnologia (desenvolvimento com organismos vivos), tecnologia de partículas (microencapsulação de componentes químicos e terapia medicinal, como em cosméticos), micromanufatura de equipamentos e metrologia de ultraprecisão.

A bionanomanufatura é a área de pesquisa para descoberta e produção de materiais milhares de vezes menores que a espessura de um fio de cabelo. Tradicionalmente, uma partícula recebe o prefixo "nano" caso tenha diâmetro entre um e 100 nanômetros, ou cerca de 0,01% do diâmetro de um fio de cabelo. Atualmente, cerca de 600 produtos que contêm nanomateriais estão no mercado em todo o mundo.

Prédio de bionanomanufatura do IPT combina competências nas áreas de biotecnologia, nanotecnologia, microtecnologia e metrologia de ultraprecisão
 
A nova edificação, que faz parte do projeto de modernização do IPT, teve um custo de R$ 21 milhões e outros R$ 25 milhões foram previstos para instalações e equipamentos. Esses recursos são oriundos do Governo do Estado de São Paulo. O ponto de partida para a construção do centro foram oportunidades de negócios vislumbradas a partir de problemas industriais. Com base nos business plans de inovação das empresas, o IPT desenhou fluxos de atividades para atender demandas pré-pesquisadas e, a partir daí, saber quais seriam as competências em pessoal e infraestrutura necessárias para o projeto de um centro multidisciplinar.

Áreas como biotecnologia e microtecnologia são tecnologias-chave para o desenvolvimento das indústrias frente a exigências estabelecidas para o desenvolvimento sustentável, isto é, a capacidade de gerar produtos inovadores usando processos e matérias-primas e garantir que gerações futuras possam também dispor de tais recursos. A indústria hoje enfrenta o desafio de reduzir o uso da energia, procurar matérias-primas adequadas, de preferência renováveis, e preservar o meio ambiente, sem deixar de lado a preocupação com a competitividade.

NOVAS COMPETÊNCIAS – A infraestrutura do prédio de bionanomanufatura estará disponível tanto para a geração quanto para a funcionalização de materiais inorgânicos, como a sílica e a prata para uso biológico, e materiais orgânicos como os nanocarreadores para a indústria farmacêutica. Equipamento de spray dryer para a conversão de soluções em materiais particulados secos, homogeneizador de alta pressão, reatores automatizados e sistema de eletrofiação para produção de nanofibras são alguns dos recursos presentes na nova unidade.

As linhas de atuação do laboratório estão baseadas na adaptação de processos às necessidades da pesquisa. Uma pesquisa já realizada no IPT e voltada ao estudo de um agente empregado na fabricação de protetores solares, composto de materiais orgânicos e inorgânicos associados em uma única estrutura – estes materiais podem ser também usados em estruturas de embalagens, por exemplo, para a proteção contra radiações em vasilhames.

Antibióticos, bebidas e combustíveis são alguns exemplos de produtos biotecnológicos presentes no dia a dia. A atuação do Instituto pode colaborar para resolver gargalos em diversas etapas do processo industrial, incluindo desde o isolamento e a seleção de micro-organismos, a modificação genética, as condições de cultivo, a operação de biorreatores e o escalonamento. A infraestrutura disponível para as pesquisas em biotecnologia permite ao centro trabalhar com a manipulação de micro-organismos das classes 1 e 2, bioprospecção, testes de citotoxicidade, biorreatores com capacidade de 0,7 L a 100 L, monitoramento de biodegradação e caracterização de biomoléculas, entre outros.

Embora a metrologia seja parte do dia a dia, as atividades de metrologia multissensor tridimensional são incipientes no Brasil e têm uma gama de aplicações que vai desde o setor automotivo até o biomédico. O centro de bionanomanufatura do IPT contará com uma área de micrometrologia tridimensional e metrotomografia que prestarão serviços e darão apoio às pesquisas de diversas áreas do Instituto, enquanto a área de microusinagem funcionará principalmente como suporte ao laboratório de microfluídica para a fabricação de dispositivos e componentes.

Dois dos principais novos equipamentos são a máquina de medição por coordenadas de alta exatidão, usada para microgeometrias com apalpadores de fibra óptica para medição em 2D e 3D, e o sistema multissensor de metrotomografia para detecção e análise de defeitos em peças e mecanismos complexos, fabricados em materiais metálicos e não-metálicos. Qualquer amostra que possa ser projetada no detector e ‘atravessada’ pelos raios-X por completo em todas as direções é um potencial uso da máquina. Conseguir examinar uma peça por dentro sem a sua destruição é uma grande vantagem da tomografia. A metrologia multissensor tridimensional oferece soluções para medição de componentes de dimensões milimétricas, geometrias micrométricas e incertezas submicrométricas.

Criada com a ideia de fazer interação não somente com a área de biologia, mas também de física, química e ciência dos materiais, a área de microtecnologia buscará auxiliar as indústrias na fabricação de componentes e sistemas em escala micrométrica, em competências já presentes ou em implantação no IPT, como processos LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), de microusinagem e de microfabricação em sala limpa, que podem ser combinados para diversas aplicações.

O centro oferecerá uma nova infraestrutura para aplicações que já foram estudadas no IPT, como microrreatores em LTCC para biodiesel, trocadores de calor compacto também em LTCC e sistemas para geração de emulsões em microdispositivos em vidro, como equipamentos para processos de deposição física por vapor (PVD) de filmes finos, fotolitografia e microscopia eletrônica de varredura. Grande parte das pesquisas em microtecnologia demanda ações multidisciplinares, o que abre caminho para estabelecer parcerias entre os diversos laboratórios do IPT e clientes externos para atingir novas possibilidades de atuação.