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  28.03.13

Mundo invisvel


Professor de Instituto de Química da USP debate no IPT abrangência e desafios da nanotecnologia molecular


As atuais pesquisas e os desafios para ampliar a gama de atuação da nanotecnologia foram discutidos nesta terça-feira, 26 de março, na sede do Instituto de Pesquisas Tecnológicas em um encontro entre Henrique E. Toma, professor titular do Instituto de Química da USP e coordenador das pesquisas da universidade na área de nanotecnologia, e um público de 120 participantes.

‘Nanotecnologia Molecular – Perspectivas em Energia, Dispositivos, Processos e Meio Ambiente’ foi o tema do encontro promovido pelo IPT dentro da série ‘Café com tecnologia’ que, uma vez por mês, reúne pesquisadores e técnicos para discussão de temas voltados à inovação. Um dos pioneiros em estudos no Brasil, o professor Toma iniciou a apresentação explicando a escolha do termo ‘molecular’ como uma forma de trabalhar o conceito do ponto de vista do profissional da química, usando ferramentas de laboratório para ampliar e enriquecer a nanotecnologia prática.

Henrique Toma: todos os profissionais têm atualmente a obrigação de pensar 'verde', e encontrar a sequência precisa de tempo, espaço e energia nas pesquisas em nanotecnologia
 
Toma fez sua apresentação a partir de uma abordagem verde, lembrando a ausência de um pensamento da comunidade científica dedicado ao estudo das oportunidades oferecidas pela nanotecnologia para a química verde, a sustentabilidade e o desenvolvimento de tecnologias mais limpas. Ele também justificou a escolha por esse ponto de vista pela facilidade para a comunicação ao grande público: “É dada uma grande importância à preservação do meio ambiente e às tecnologias limpas, então esse é um bom caminho para apresentar a temática. Não se pode esquecer que os recursos sustentáveis estão acabando, a legislação ambiental está cada vez mais rígida e os custos de descarte são grandes; qualquer profissional hoje tem a obrigação de pensar verde, e vejo com satisfação a instalação de um núcleo de bionanomanufatura aqui no IPT e a possibilidade de estabelecer parcerias reunindo a USP e o instituto”, afirmou ele.

Quando uma tecnologia é desenvolvida, não basta pensar unicamente em um produto ou uma ideia, lembrou o professor – as grandes empresas são cada vez mais ‘cobradas’ por resultados do chamado triple bottom line, que é a base tripla da integração social, desenvolvimento econômico e renovação ambiental. E, no caso específico das pesquisas em nanotecnologia, um dos maiores desafios é organizar a sequência precisa de tempo, espaço e energia para um tema relativamente novo: “É mais fácil trabalhar com materiais mais duros e menos inteligentes, mas que permitem ao pesquisador lidar com facilidade. A química é essencialmente caótica e a probabilidade de ocorrer uma interação simultânea de vários componentes diminui com o aumento da complexidade do sistema”, explicou ele.

ABRANGÊNCIA – O professor Toma abordou diversos aspectos científicos e tecnológicos na área em sua apresentação. Foram descritos vários nanossistemas funcionais que estão em desenvolvimento no laboratório da USP a partir da engenharia molecular, conjugando nanopartículas plasmônicas e superparamagnéticas, seguindo a estratégia supramolecular de construção, e apresentadas suas aplicações em dispositivos sensoriais, células solares, biocatálise, nanohidrometalurgia e remediação ambiental.

“Nanomateriais e processos podem ser adaptados para aplicações verdes, com a geração de produtos a partir da premissa ‘fazer mais por menos’, e o aumento de sua resistência mecânica ou a introdução de propriedades antibacterianas à sua composição, só para citar duas vantagens”, afirmou ele. A adição de partículas de sílica a pneus é um dos exemplos dos benefícios proporcionados pela nanotecnologia, pois permite operações em temperaturas mais baixas e diminuir a deformação do material no contato com o solo, além de reduzir o consumo de combustível; outra aplicação baseada na ideia de ‘mais produtividade e menos desperdício’ é o uso dos nanobiocatalisadores: é possível gerar nanopartículas magnéticas, funcionalizá-las com sílica e inserir grupos funcionais, no caso as enzimas, com a vantagem de seu reaproveitamento – um ponto fundamental a ser considerado, lembrou Toma, pois o alto custo delas ainda limita a expansão do uso na área de biotecnologia.

Henrique Toma (à dir.) conheceu as instalações do núcleo de bionanomanufatura do IPT; na foto, os pesquisadores Mario Ricardo Gongora Rubio e Juliana de Novais Schianti
 
Um dos projetos mais recentes desenvolvidos pela equipe do professor envolve a eletroquímica magnética direcionada para a hidrometalurgia, na qual minérios de baixo teor contendo metais são lixiviados mediante a aplicação de ácidos. Pela tecnologia convencional, o metal de interesse é removido com o uso de um complexante, e separado da solução através da extração com solventes orgânicos; os estudos propostos pelo Toma mostram como é possível introduzir nanopartículas magnéticas e funcionalizadas para a captura e o transporte de íons de metal na superfície de um ímã/eletrodo; em seguida, nesta mesma superfície, a deposição eletroquímica do metal é feita e, finalmente, as nanopartículas são recicladas para um novo processo.

A nova técnica está em expansão em função da diminuição das reservas de minerais de alto teor e de os processos pirometalúrgicos estarem condenados por conta dos elevados custos energéticos e da alta geração de poluentes. “Cerca de 25% da produção de cobre no mundo é atualmente obtida por meio desta tecnologia”, completou ele.

Para a pesquisadora Natalia Neto Pereira Cerize, do Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Partículas, um ponto importante a destacar na apresentação do professor Toma foi a ênfase na abrangência de aplicação da nanotecnologia (incluindo áreas tão diversas quanto medicina, cosméticos, eletrônica, metalurgia e petróleo), reforçando que o conhecimento construído na pesquisa poderá ser a base para o desenvolvimento de uma ampla gama de aplicações.