{"id":3585,"date":"2012-02-27T16:52:03","date_gmt":"2012-02-27T19:52:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cnpem.staging.wpengine.com\/?p=3585"},"modified":"2026-03-03T10:13:15","modified_gmt":"2026-03-03T13:13:15","slug":"pequenas-ferramentas-para-grandes-usos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/pequenas-ferramentas-para-grandes-usos\/","title":{"rendered":"Pequenas ferramentas para grandes usos"},"content":{"rendered":"

Palestras mostram perspectivas de uso crescente de novos nanomateriais<\/em><\/p>\n

Revista Pesquisa FAPESP, fevereiro de 2012<\/em><\/p>\n

Maria Guimar\u00e3es<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Oswaldo Alves, Henrique Toma e Fernando Galembeck<\/p><\/div>\n

Num mundo invis\u00edvel a olho nu, \u00ednfimas part\u00edculas detectam subst\u00e2ncias, c\u00e1psulas min\u00fasculas transportam medicamentos a pontos exatos no organismo, tubos dezenas de milhares de vezes menores que um fio de cabelo participam da recupera\u00e7\u00e3o de zonas polu\u00eddas. O universo dos materiais na escala nanom\u00e9trica \u00e9 cada vez mais amplo, revela usos de diversidade crescente e permite a constru\u00e7\u00e3o de aparelhos cada vez menores.<\/p>\n

As palestras do segundo encontro (veja v\u00eddeo<\/a>)\u00a0do Ciclo de Confer\u00eancias do Ano Internacional da Qu\u00edmica, realizadas em S\u00e3o Paulo no dia 12 de maio, foram um passeio por essa paisagem normalmente oculta, mas tamb\u00e9m mostraram que ela n\u00e3o \u00e9 misteriosa s\u00f3 para leigos. \u201cOs engenheiros qu\u00edmicos que usam novos materiais n\u00e3o entendem nada de qu\u00edmica\u201d, brincou a coordenadora da confer\u00eancia Rosario Bretas, da Universidade Federal de S\u00e3o Carlos. Ela mesma, engenheira, costuma considerar a qu\u00edmica um problema. \u201cPrecisamos saber quanto usar de cada elemento e quais s\u00e3o as condi\u00e7\u00f5es ideais para que se formem nanoestruturas \u00fateis\u201d, contou, ressaltando a import\u00e2ncia das exposi\u00e7\u00f5es que se seguiriam: os qu\u00edmicos Fernando Galembeck e Oswaldo Alves, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), e Henrique Toma, da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP). O ciclo, que vai at\u00e9 novembro, \u00e9 uma iniciativa da FAPESP e da Sociedade Brasileira de Qu\u00edmica como parte da celebra\u00e7\u00e3o do Ano Internacional da Qu\u00edmica com o tema\u00a0Qu\u00edmica: nossa vida, nosso futuro<\/em>, promovida pela Uni\u00e3o Internacional de Qu\u00edmica Pura e Aplicada em parceria com a Unesco.<\/p>\n

Fernando Galembeck ressaltou a necessidade de se reconhecer que a ci\u00eancia vive hoje muitos impasses. \u201cAlguns t\u00f3picos do dia a dia, como o atrito e a eletrost\u00e1tica, s\u00e3o muito pouco conhecidos por cientistas de qualquer \u00e1rea, devido \u00e0 falta de aten\u00e7\u00e3o aos fen\u00f4menos qu\u00edmicos envolvidos\u201d, provocou. Segundo ele, \u00e9 essa ignor\u00e2ncia que permite que aconte\u00e7am explos\u00f5es causadas por descargas eletrost\u00e1ticas, como a que destruiu o Ve\u00edculo Lan\u00e7ador de Sat\u00e9lites na base de Alc\u00e2ntara, no Maranh\u00e3o, em 2003. \u201cN\u00e3o sabemos o que mant\u00e9m as got\u00edculas unidas para formar nuvens! Como elas t\u00eam carga, deveriam se repelir.\u201d<\/p>\n

Os estudos de Galembeck v\u00eam mostrando que as superf\u00edcies t\u00eam propriedades el\u00e9tricas inesperadas, derivadas da nanoestrutura qu\u00edmica. Para aproveitar esse conhecimento, \u00e9 preciso manter a mente aberta e fugir de muitos c\u00e2nones estabelecidos. Um fen\u00f4meno central, ele mostrou, \u00e9 o padr\u00e3o de distribui\u00e7\u00e3o das cargas el\u00e9tricas nas superf\u00edcies. \u201cAinda n\u00e3o encontrei uma superf\u00edcie eletricamente lisa.\u201d Com base nisso, o pesquisador criou e tem aplicado com sucesso um novo modelo, no qual os \u00edons da \u00e1gua conferem carga \u00e0s superf\u00edcies dos materiais, alterando suas propriedades. Segundo Galembeck, as mol\u00e9culas de \u00e1gua penetram em qualquer material. Os primeiros artigos demoraram a ser aceitos, talvez pela pr\u00f3pria novidade, mas hoje os resultados v\u00eam sendo muito bem recebidos por especialistas.<\/p>\n

O efeito da eletricidade na \u00e1gua \u00e9 bem ilustrado por um v\u00eddeo com gotas que caem de uma agulha eletrizada. No in\u00edcio as gotas s\u00e3o arredondadas e o gotejamento \u00e9 lento. \u00c0 medida que a voltagem fica mais negativa o ritmo fica cada vez mais r\u00e1pido e as gotas mais longas, at\u00e9 formarem um fio cont\u00ednuo. \u201cA atmosfera \u00e9 um reservat\u00f3rio de cargas, e a transfer\u00eancia de cargas anula a tens\u00e3o superficial que mant\u00e9m a estrutura da gota\u201d, explicou. O importante \u00e9 perceber como, para avan\u00e7ar no desenvolvimento de materiais inovadores, \u00e9 preciso voltar \u00e0s ra\u00edzes do conhecimento, sem hierarquiz\u00e1-lo. \u201cO que tem permitido costurar esse avan\u00e7o te\u00f3rico s\u00e3o teorias qu\u00edmicas antigas\u201d, sintetiza Galembeck, que agora faz experimentos para capturar energia el\u00e9trica da atmosfera. Em escala reduzida, j\u00e1 que, brincou, ainda n\u00e3o conseguiu financiamento para colher raios em tempestades.<\/p>\n

Auto-organiza\u00e7\u00e3o
\n<\/strong>A import\u00e2ncia do comportamento dos el\u00e9trons, a base da eletricidade e da eletr\u00f4nica, foi recorrente nas falas dos pesquisadores. Mas, para al\u00e9m da eletricidade, \u00e9 imprescind\u00edvel entender todos os par\u00e2metros que afetam as propriedades dos compostos, que \u00e0s vezes se formam por conta pr\u00f3pria. \u00c0 cata de novidades, Oswaldo Alves se p\u00f5e na posi\u00e7\u00e3o de observador dos fen\u00f4menos naturais para detectar a emerg\u00eancia da complexidade em materiais nanoestruturados. Nos materiais porosos ordenados, por exemplo, ele mostrou que a temperatura afeta as caracter\u00edsticas das paredes que sustentam a estrutura. Temperaturas a partir de 800 graus Celsius (\u00b0C) faz essa estrutura colapsar.<\/p>\n

A constru\u00e7\u00e3o de nanomateriais n\u00e3o \u00e9 novidade: \u201cH\u00e1 20 anos j\u00e1 era fact\u00edvel construirquantum dots\u00a0<\/em>no Brasil\u201d, afirmou Alves, se referindo aos nanocristais, semicondutores tamb\u00e9m conhecidos como pontos qu\u00e2nticos, com uma infinidade de usos, como nas telecomunica\u00e7\u00f5es e em equipamentos \u00f3pticos. A terminologia usada pelos especialistas \u00e9 cabeluda mas, na pr\u00e1tica, basta trabalhar com blocos de constru\u00e7\u00e3o espec\u00edficos e fornecer as condi\u00e7\u00f5es ideais, como de temperatura, para que se forme uma estrutura com a morfologia e o tamanho desejados.<\/p>\n

Um caso emblem\u00e1tico s\u00e3o os nanotubos, em geral \u00e0 base de carbono como \u00e9 o caso das folhas de grafeno, compostas por uma camada de \u00e1tomos de carbono (ver texto “Grafeno na nova eletr\u00f4nica”<\/a>), enroladas. \u201cMas o grafeno \u00e9 um semicondutor\u201d, lembrou o pesquisador, ressaltando que usos diferentes exigem materiais com propriedades espec\u00edficas. Ele conseguiu, em seu laborat\u00f3rio, construir nanotubos completamente inorg\u00e2nicos (sem carbono) feitos de vanadato ou titanato, e nanobast\u00f5es de tri\u00f3xido de molibd\u00eanio, que, vistos num microsc\u00f3pio ultrapotente, se parecem com palitos de picol\u00e9.<\/p>\n

Quando fez esferas de sulfeto de molibd\u00eanio, notou que elas tinham apar\u00eancia estranha. A solu\u00e7\u00e3o foi usar um microsc\u00f3pio com feixe de \u00edons focalizados (FIB, na sigla em ingl\u00eas), que permite manipular as part\u00edculas. \u201cO feixe espalha as esferas como se fosse um jogo de bilhar\u201d, comparou. Com essa ferramenta foi poss\u00edvel cortar uma das esferas e verificar que era oca. \u201cDepois da concep\u00e7\u00e3o e da constru\u00e7\u00e3o vem a aplica\u00e7\u00e3o, que \u00e9 outra hist\u00f3ria.\u201d As nanoesferas ocas podem servir como nanocarreadores, por exemplo, para levar medicamentos para endere\u00e7os espec\u00edficos no organismo. Outra apari\u00e7\u00e3o inesperada aconteceu ao produzir nanofios de vanadato de prata, que podem ter propriedades antibacterianas, decorados com nanopart\u00edculas de prata. Ao microsc\u00f3pio, essas min\u00fasculas part\u00edculas tinham uma cara conhecida: pareciam o Mickey (ver v\u00eddeo “Mickey a servi\u00e7o da ci\u00eancia”<\/a>). Antes de duvidar da seriedade do grupo de pesquisa, que fique claro que os pesquisadores n\u00e3o gastam tempo procurando construir personagens de hist\u00f3rias em quadrinhos invis\u00edveis a olho nu. \u201cEsse fen\u00f4meno de auto-organiza\u00e7\u00e3o n\u00e3o foi intencional, mas o olhar precisava estar preparado para enxergar\u201d, contou.<\/p>\n

Desenvolver novos materiais, para ele, pode envolver p\u00f4r uma roupa nova em velhos e conhecidos compostos, e aproveitar de forma inteligente os fen\u00f4menos de auto-organiza\u00e7\u00e3o, sobretudo quando se pensa em aplica\u00e7\u00f5es. \u201cSe o nanomaterial for muito ex\u00f3tico, ele n\u00e3o tem hist\u00f3ria epidemiol\u00f3gica nem dados de nanotoxicologia, ficam maiores as dificuldades de conseguir aprova\u00e7\u00e3o, por exemplo, para uso cl\u00ednico.\u201d<\/p>\n

Pe\u00e7a por pe\u00e7a
\n<\/strong>Igualmente em busca de novidades \u00fateis, Henrique Toma, da USP, usa um enfoque que se aproxima mais de um construtor de modelos. \u201cProcuramos fazer com que os componentes atuem de forma concatenada\u201d, descreveu, uma especialidade conhecida como qu\u00edmica supramolecular. O que ele considera um sonho \u00e9 transformar a qu\u00edmica de todos os dias numa qu\u00edmica mais ordenada, dominando as caracter\u00edsticas e tornando a mol\u00e9cula realmente inteligente.<\/p>\n

Ele tem consci\u00eancia de viver num novo mundo, em que a mol\u00e9cula virou material e estruturas invis\u00edveis movem a economia. Um exemplo s\u00e3o filmes de ouro com espessura de um bilion\u00e9simo de metro, t\u00e3o finos que a luz que passa por dentro deles consegue interagir com os el\u00e9trons de superf\u00edcie das duas faces. O \u00e2ngulo em que a luz entra em resson\u00e2ncia com os el\u00e9trons, e \u00e9 completamente absorvida, permite detectar material pousado na superf\u00edcie com dimens\u00f5es muito menores que um gr\u00e3o de areia. Essa ferramenta vem sendo usada no laborat\u00f3rio para monitorar DNA e estudar como ele interage com drogas e outros agentes qu\u00edmicos. Com esse tipo de t\u00e9cnica, Toma trabalha em desenvolver dispositivos para a medicina, para convers\u00e3o de energia, e sensores eficientes e quase sem custo para alimentos, bebidas e f\u00e1rmacos, por exemplo. O cliente mais importante das inova\u00e7\u00f5es produzidas em seu laborat\u00f3rio \u00e9 a Petrobras, que requer uma variedade de nanomateriais, como catalisadores e detectores de poluentes, para uso em campo.<\/p>\n

A transfer\u00eancia de el\u00e9trons, essencial para todos os processos de forma\u00e7\u00e3o de compostos, d\u00e1 origem at\u00e9 a manifesta\u00e7\u00f5es art\u00edsticas, como mostrou Toma. Seu grupo de pesquisa desenvolveu pigmentos com mol\u00e9culas org\u00e2nicas especiais e \u00edons met\u00e1licos que, quando borrifados ou mergulhados em solu\u00e7\u00e3o com nanoferratos, revelam uma imagem por meio de transfer\u00eancia de el\u00e9trons entre as subst\u00e2ncias. \u201cCostumava ser a abertura dos\u00a0shows<\/em>\u00a0de qu\u00edmica, os alunos mergulhavam o papel-filtro no l\u00edquido e de repente surgia a bandeira do Brasil\u201d, contou. O processo deu origem \u00e0 imagem que Toma fez em homenagem ao Pr\u00eamio Nobel recebido em 1983 pelo norte-americano Henry Taube, o primeiro a propor um modelo de transfer\u00eancia de el\u00e9trons. \u201c\u00c9 um resumo de toda a teoria que lhe rendeu o pr\u00eamio.\u201d Ele n\u00e3o sabe como Taube interpretou a pintura quando a recebeu, mas o pesquisador da USP afirma que ela representa todos os elementos importantes no modelo desenvolvido pelo norte-americano. \u00c9 um bom exemplo de princ\u00edpios b\u00e1sicos da qu\u00edmica dando origem a fen\u00f4menos inesperados, com um aspecto l\u00fadico de lambuja.<\/p>\n

Os tr\u00eas palestrantes deixaram claro que esse lado l\u00fadico permeia o estudo da qu\u00edmica. A investiga\u00e7\u00e3o de fen\u00f4menos qu\u00edmicos, da forma\u00e7\u00e3o de compostos e a observa\u00e7\u00e3o do seu comportamento, \u00e9, para eles, uma constante fonte de deslumbramento. Galembeck estendeu aos estudantes e curiosos pela qu\u00edmica o convite feito por Jean-Marie Lehn, qu\u00edmico franc\u00eas ganhador do Pr\u00eamio Nobel em 1987, na inaugura\u00e7\u00e3o do Ano Internacional da Qu\u00edmica: \u201cO livro da qu\u00edmica est\u00e1 por ser escrito, a m\u00fasica da qu\u00edmica est\u00e1 por ser composta. Convido-os a participar dessa obra de cria\u00e7\u00e3o\u201d.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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