I TECNOLOGIA

ENGENHARIA DE MATERIAIS

,."",

evouçaoemA nanotecnologia começa a interessara iniciativa privada no Brasil depoisde bons resultados no mundo acadêmico

MARILI RIBEIRO

Pegueum fio de cabelo. Olhepara ele e tente imaginaruma espessura 10 mil vezesmenor do que essa insignifi-cância em suas mãos. Pron-

to, é disso que vamos tratar. Ou, melhor,de como a ciência lida com objetos des-se tamanho, essas minúsculas super-fícies obtidas no universo dos nanô-metros, a escala que mede átomos emoléculas equivalente à divisão do me-tro em bilhões de vezes. Impossível,dessa forma, ver a olho nu ou manipu-lar um objeto nanométrico sem um ar-senal de equipamentos, tendo à frenteos microscópios eletrônicos mais avan-çados, que permitem acessoa um mun-do antes intocado e capaz,agora,de gerarconforto, negócios e riquezas. Assim, asdescobertas em torno dos nanomateriaisinauguram uma nova etapa na escalaindustrial. O Brasil, desta vez, está emcondições de corrigir uma rota despre-zada no passado, quando a microele-trônica introduziu o chip, ditando oroteiro da atual modernidade. Há con-senso de que o país dispõe de boa infra-estrutura e de pessoal qualificado parafazer nanociência. Precisa agora su-perar um sério desafio para tornar-secompetitivo: tem de somar competên-cias.Um dos caminhos para atingir esseobjetivo e atrair a atenção de investido-resque transformem esseconhecimentoem produtos é uma ação conjunta pre-parada por um grupo de pesquisadores

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apoiados pela FAPESPe por executivosda Federação das Indústrias do Estadode São Paulo (Fiesp).

A idéia é promover palestras e ex-posição de programas e projetos jáexistentes e apoiados pela Fundação. Oencontro, ainda sem data definida, de-verá permitir, de um lado, a identifica-ção das necessidades do setor privadopara a aplicação de pesquisa dirigida.De outro, pretende estimular e ampliara participação e o potencial empre-endedor de cientistas e pesquisadores.Para tanto, uma seleção de trabal'hosem nanotecnologia estará em umamostra aberta ao público nas própriasdependências da Fiesp, de maneira atornar o tema mais concreto para umaplatéia que desconhece o assunto outem poucas referências sobre ele, alémde mostrar a capacidade brasileira emse habilitar para entrar na corrida emparalelo às potências mundiais. A coor-denação desse trabalho é do físico eprofessor da Universidade Estadual deCampinas (Unicamp) Cylon Gonçalvesda Silva,que liderou a implantação doLaboratório Nacional de Luz Síncro-tron, do Ministério da Ciência e Tecno-logia, em Campinas. Ele foi responsáveltambém pela proposta de um ProgramaNacional de Nanotecnologia no gover-no passado e coordenador do projetode um Centro Nacional de Referênciaem Nanotecnologia. "Essas propostasvisavam colocar o debate sobre a nano-

tecnologia para fora dos muros acadê-micos no Brasil",comenta Cylon.

Vidro autolimpante - A revolução pa-trocinada pela chegada das nanoestru-turas cria inovações na área da enge-nharia de materiais que, ainda limitadaspelos elevados custos operacionais, co-meçam a ganhar escala industrial. Casoevidente é o do vidro autolimpante, lan-çado em 2002 na Europa. Sobre ele éaplicado uma película com espessurade 40 nanômetros, com incrustações departículas de óxido de titânio (Ti02).Quando a luz ultravioleta existente nosraios de sol bate no vidro, ocorre umamudança no estado de oxidação querouba os elétrons de bactérias, fungos eoutros microrganismos, matando essesseres. A película também proporcionaalta tensão superficial fazendo a águanão grudar no vidro. Ela se transformaem esferas e cai ao chão levando as su-jeiras. As poeiras e outras substânciasque aderem ao vidro junto com a águasão também eliminadas. Sem micror-ganismos e sem água fica mais fácil ovidro ficar limpo.

O preço desse novo produto estáentre 30% e 40% acima das linhas con-vencionais em uso. A opção autolim-pante economiza, a longo prazo, gastosde limpeza. Situação que deverá se re-petir em breve na indústria têxtil com achegada de tecidos à prova de manchas,já desenvolvido e, atualmente, em fase

experimental nos EstadosUnidos. A empresa Nanotextem a proposta de trabalharem engenharia molecularem nível nanométrico esubmicrométrico da fibrapara produzir esses tecidos.Devido a um processo simi-lar ao aplicado no vidro, umtratamento com nanopartí-culas atribui ao pano a pro-priedade de repelir líquidos.Pode-se derramar caféquen-te ou Coca-Cola gelada quenada pega. Seráo paraíso dasdonas de casa e dos desas-trados em geral.

Os avanços das utiliza-ções práticas reforçam asprojeções crescentes de in-vestimentos na área de na-notecnologia. Somente noúltimo ano, os recursos glo-bais mais que dobraram.Países como Estados Uni-dos, Japão, China, Canadá,Coréia do Sul, Taiwan, Aus-trália e a União Européiaaplicam algo em torno deUS$ 5bilhões por ano entrecapital privado e estatal empesquisas no segmento. ANational ScienceFoundation(NSF), fundação norte-americana defomento à ciência, por seu lado, estimaum mercado global para produtos eprocessos baseados em nanotecnologiacapaz de atingir US$ 1 trilhão em dezou, no máximo, 15 anos. No Brasil,cálculos preliminares do Ministério daCiência e Tecnologia (MCT), que ela-bora um Programa Nacional de Nano-tecnologia, projetam R$ 1,2 bilhão eminvestimentos para os próximos qua-tro anos, sendo 30% desse total prove-nientes do setor privado por meio deestímulos patrocinados pelo governo.A intenção é dirigir os investimentospara áreas prioritárias previamentedefinidas como agropecuária, petroquí-mica, comunicação, saúde e indústriaaeronáutica.

Dada a importância que a nanotec-nologia começa a assumir no cenáriomundial, o professor Cylon acredita quea métrica de sucesso para a implanta-ção de qualquer programa voltado paraa área no Brasildeveria considerar a con-quista de uma fração do mercado globalem nanotecnologia, desenvolvidano país

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por empresas e centros de pesquisasnacionais. Entusiasta do tema e de suasperspectivas, particularmente no Esta-do de São Paulo, onde se concentra boaparte da pesquisa em nanociência, eletem se dedicado nos últimos dois anos,por meio de palestras e apresentações, aprovocar um despertar do empresa-riado para a questão.

No início de julho, Cylon esteve emSantaCatarina, na sededa Embraco,umaempresa nacional que é líder mundialna fabricação de compressores usadosem geladeiras e afins, para falar dessefuturo nanométrico. "Lá, eles já estãopreocupados com o que poderá acon-tecer com a indústria de refrigeração emdecorrência dos avanços nessa área",conta o professor. "Asnovas tecnologiaspodem tornar obsoleto o principal pro-duto deles,os compressores,assimcomoo transistor acabou com a válvula ele-trônica", exemplifica. "Essehorizonte sereproduzirá em muitos outros segmen-tos da economia."

Para garantir que empresas de por-te e da importância de uma Embraco

Língua eletrônica: sensoresrevestidos com nanofilmesde apenas uma camadade moléculas poliméricas

continuem existindo e em-pregando dentro do Brasil,em vez de correr o risco deoutros países assumirem aliderança se habilitando emnovas tecnologias, é funda-mental o apoio da pesquisacientífica direcionada paraatender às necessidades dosetor privado. Evidentemen-te que a contrapartida espe-rada do empresariado re-quer maior envolvimentono financiamento desses es-tudos, como o incentivo naformação de pequenas em-presas de caráter altamentetecnológico.

Peneiras moleculares - Nouniverso da nanotecnologia,o país não está tão atrasa-do em relação aos outros. Oconhecimento acumuladonesse campo ainda é bastan-te inicial nos quatro cantosdo globo. Um exemplo da

situação promissora no Brasil está noempenho do pesquisador Aparecidodos ReisCoutinho, professor do Grupode Área de Física da Universidade Me-todista de Piracicaba (Unimep), em er-guer um negócio voltado para aplica-ções práticas de suas descobertas queresultou na empresa Multivácuo. Comuma proposta de pesquisa dirigida paraa síntese de peneiras moleculares apartir de materiais à base de carbono,Coutinho recebeu financiamento doProjeto de Inovação Tecnológica emPequenas Empresas (PIPE) da FAPESP.Atualmente, ele está concluindo a mon-tagem de uma planta piloto para pro-duzir um quilo diário de peneira mole-cular de carbono (PMC). As PMCs sãomateriais com estrutura porosa compredomínio de nanoporos, classificadasem função de tamanho e forma. Inte-gram a família dos materiais carbono-sos avançados, produtos de baixo pesoe alta resistência, e são aplicadas emprocessos especiais de absorção, comocontrole e purificação do ar atmosféri-co, processos de separação de gases,sis-

temas industriais que empregam vácuoou ar comprimido, separação de impu-rezas orgânicas e recuperação de sol-ventes, em cromatografia gasosa, entreoutras possibilidades.

O pesquisador revela que deverá as-sinar um contrato comercial com a Pe-trobras para fornecimento dessas pe-neiras moleculares de carbono, queserão usadas em sistemas de armazena-mento de gás natural, a ser empregadoem tanques de veículos auto motores(veja reportagem na página 72). A in-tenção é diminuir a pressão no armaze-namento de gás natural e possibilitar adiminuição das paredes de aço, além daadoção de outros formatos de tanque.O emprego das PMCs dentro desse re-cipiente promoverá a adsorção do gásnatural pelos nanoporos da estruturacarbonosa (nesse caso, denominado degás natural adsorvido-GNA), o quepossibilitará a redução do volume dotanque e a diminuição da pressão de ar-mazenamento do combustível. "A con-cretização do contrato de fornecimentocom a Petrobras possibilitará ampliar

em um curto espaço de tempo a produ-ção para 10 quilos por dia e, no futuro,a implementação de uma unidade in-dustrial de PMC." A importância ini-cial está no fornecimento dessas penei-ras para pesquisas realizadas por váriosgrupos que importam esses produtos.Fora as aplicações dos materiais carbo-nosos em segmentos industriais, outrode potencial mercado é o da saúde, paraa incorporação da tecnologia em filtrosusados em tratamento de hemodiálisenos pacientes que sofrem de insuficiên-cia renal. Atualmente, o Brasil impor-ta dos Estados Unidos e Europa pra-ticamente todo o material desse tipode filtragem.

O mais recente motivo de orgulhopara Coutinho foi encaminhar para oInstituto Nacional de Propriedade In-dustrial (INPI) o registro de patente doprocesso de produção das peneiras mo-leculares de carbono em reatores deplasmas a frio por meio de gases ioni-zados obtidos por corrente elétrica eem temperatura ambiente. O uso dessereator foi a grande inovação nesse pro-

cesso que contou com a participaçãofundamental e decisiva de pesquisado-res do Laboratório de Plasmas e Pro-cessos do Instituto Tecnológico da Ae-ronáutica (ITA), na forma de assessoriatécnica. O uso da tecnologia de plasmasfrios apresenta como vantagens, em re-lação ao processo convencional, a ob-tenção de PMC com estrutura nano-porosa mais ordenada, a redução dotempo de ativação dos materiais, alémde se constituir em um processo lim-po, do ponto de vista ambiental.

Em área similar à de Coutinho, noque também já resultou em parceriacom a Petrobras, o químico e professor[airton Dupont, da Universidade Fe-deral do Rio Grande do Sul (UFRGS),buscou retirar compostos do petróleoque poluem o ambiente utilizando osrecursos da nanotecnologia. Desenvol-veu nanocatalisadores - catalisadoressão substâncias que aceleram ou modi-ficam as reações químicas - que permi-tem diminuir a concentração dos com-postos aromáticos durante as fases derefino de petróleo quando aparecem a

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gasolina e o benzeno. Assim,a combustão dos motores agasolina, por exemplo, ficamais completa, sem deixarno ar resíduos que podemser cancerígenos e contribuirpara a formação de chuvaácida. O catalisador, paten-teado em conjunto com a Pe-trobras, agrega ainda a van-tagem de ser reaproveitado,sendo que as reações podemser realizadas em condiçõesbrandas de pressão e tem-peratura (600 C e apenas 2atmosferas). Os normalmen-te empregados nesse tipo dereação funcionam em tem-peratura e pressão elevadas(3000 C e 150 a 200 atmos-feras). Dupont contou até fe-vereiro com o apoio finan-ceiro do Fundo Nacional doPetróleo (CTPetro). Agora,ele recebe financiamento di-reto do Centro de Pesquisasda Petrobras (Cenpes).

Sempre tendo em men-te o custo e a facilidade deprodução no desenvolvi-mento de métodos de sín-tese que possibilitem o pro-cessamento de materiaisnanométricos, o professor Edson Ro-berto Leite, do Centro Multidiscipli-nar para o Desenvolvimento de Mate-riais Cerâmicos (CMDMC), um dosdez Centros de Pesquisa Inovação eDifusão (Cepids) da FAPESP, está ela-borando uma série de tecnologias quedevem ganhar o mercado em breve. Emseu laboratório na Universidade Fe-deral de São Carlos (UFSCar), ele tra-balha com materiais nanoestrutura-dos desde 1999. As principais linhas de

o PROJETO

Sistema de Peneiras Moleculares aPartir de Precursores de Carbono

MODALIDADEPrograma de Inovação Tecnológicaem Pequenas Empresas (PIPE)

COORDENADORAPARECIDO DOS REIS COUTINHO -

Multivácuo

INVESTIMENTOR$ 307.112,00 e US$ 4.538,00

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atuação são em torno de nanocristaisde óxidos cerâmicos e filmes finosnanoestruturados. "Os trabalhos maisavançados que permitem pensar emcomercialização são os relacionados aodesenvolvimento de catalisadores na-nocompósitos. Esses produtos têm apli-cações em reações catalíticas em altatemperatura, tais como reforma dometano e oxidação do metanol, pro-cessos usados para a geração de hidro-gênio", explica o professor Leite. "Es-

O PROJETO

Catalisador Nanocompósitoe seu Processamento

MODALIDADEPrograma de Apoio à PropriedadeIntelectual (PAPI)

COORDENADOREDSON ROBERTO LEITE - U FSCar

INVESTIMENTOR$ 6.000,00

Imagem de nanocompósitode óxido de estanho parao catal isador da UFSCar emescala de 2 nanômetros (nm)

tamos trabalhando tambémno desenvolvimento de pre-cursores moleculares parageração de nanopartículasde óxidos metálicos com fi-nanciamento de uma em-presa nacional que aindanão permite a divulgação",completa. '

Papel eletrônico - Muitasdas pesquisas em andamen-to envolvem compromissoscom estratégias que desa-conselham sua divulgação,dado o ambiente de concor-rência. Nesses casos, a reser-va e a cautela costumam sera regra. Edson Leite ponde-ra que entre os projetos co-ordenados por ele existemaqueles com propensão àaplicação prática ainda nesteano, dependendo de investi-mentos do capital privado, eoutros em estágio de desen-volvimento para uma média

de três a seis anos para implantação."Sem dúvida a área de catalisadores éa de mais curto prazo para implemen-tação." Os nanocompósitos devem re-volucionar os materiais para catálise,possibilitando uma série de avanços,principalmente na geração de energialimpa e controle de poluição e do meioambiente. "Na área eletrônica, por exem-plo, estamos trabalhando em um proje-to para desenvolver filmes finos trans-parentes e condutores para deposição

O PROJETO

Caracterização de SensoresPoliméricos de Interessena Agroindústria

MODALIDADELinha regular de auxílio à pesquisa

COORDENADORLUIZ HENRIQUE CAPPARElLI MATTOSO

- Embrapa

INVESTIMENTOR$ 32.470,12 e US$ 31.794,55

em substratos flexíveis quevão permitir a criação de dis-plays de cristal líquido (LCD)maleáveis e originar um ti-po de papel eletrônico con-siderado para substituir, nofuturo, as páginas de livros,revistas e jornais. Isso só po-de ser viável com a obten-ção de nanopartículas. Outroprojeto nessa área é o desen-volvimento de filmes finossuperparamagnéticos compotencial aplicação em me-mórias magnéticas."

Nanopartículas de níquele óxido de silício em escalasde 100 nanômetros (nrn),imagem maior, e de 10 nm

da universidade", conta ele."Acredito que seja a primei-ra empresa brasileira comuma plataforma em micro enanotecnologia," Eles come-çaram produzindo nano-partículas biodegradáveis,no formato de nanocápsu-Ias que envolvem o princípioativo de medicamentos e atéde vacinas, capazes de inte-ragir somente quando atin-gem o alvo, muito usadasem tratamentos quimioterá-picos e também na indústriade cosméticos. "O atual in-vestimento é em uma plantaindustrial para produção demicroesferas para viabilizarestudos clínicos de medica-mentos", explica.

Língua eletrônica - Umahistória que endossa o futu-ro animador do país na áreade nano vem do árduo, masbastante saboroso, trabalhoefetuado por pesquisadoresda Empresa Brasileira dePesq uisa Agropecuária (Em-brapa), em São Carlos, aolongo de oito anos. Coorde-nados pelo engenheiro demateriais Luiz HenriqueCapparelli Mattoso, em par-ceria com a Universidade deSão Paulo (USP), eles cria-ram a primeira "língua ele-trônica" à base de polímeroscondutores nanoestruturados, baseadaem filmes ultrafinos compostos pormoléculas "desenhadas" para reagir àssubstâncias. Construíram assim umdispositivo mais sensível que a línguahumana para degustação e análise debebidas. O equipamento, dotado de umconjunto de sensores que desempenhamfunção semelhante à das papilas gusta-tivas, consegue atingir a eficiência de umenólogo. Tem capacidade, por exemplo,para identificar com precisão um vinhotinto produzido de uvas Cabernet Sau-vignon ou Chardonnay, assim como dáconta de detectar diferenças quase im-perceptíveis ao paladar humano, exis-tentes entre várias marcas de água mi-neral ou tipos de café, chegando a teruma sensibilidade até 10 mil vezes maiorque o ser humano para detectar os pala-dares-padrão, como a presença de açú-car ou sal em água.

O invento, formulado com finan-ciamento da FAPESP, foi patenteadoem vários países e tem perspectiva deamplo uso industrial. Já é adotado pelaAssociação Brasileira da Indústria do

Instrumentos de luz - Asconquistas que podem sermobilizadas para projetosmaiores, em escala de impor-tância econômica, e que dêem

expressão ao país no âmbito da nano-tecnologia já somam experiências con-sideráveis. Há também instrumentospotentes disponíveis, como a fonte deluz síncrotron e o mais poderoso mi-croscópio eletrônico para fazer nano-ciência na América do Sul, instaladosno Laboratório Nacional de Luz Sín-crotron (LNLS), em Campinas, manti-do com recursos do MCT. Ele é abertoa profissionais tanto de instituições depesquisa públicas e privadas como pa-ra empresas.

A expansão das fronteiras do co-nhecimento e da evolução da humani-dade tem sido pontuada pelo domíniodos materiais e das fontes de energia,como gosta de explicar Cylon: ''A nano-tecnologia prenuncia uma nova ondade inovações, como acontece desde aRevolução Industrial, quando se apren-deu a manipular algumas fibras natu-rais (algodão, lã) em grande escala ecriou-se a indústria têxtil. Ela é a últimaonda tecnológica possível, porque ma-nipula o elemento básico dos materiaisque é o átomo': •

Café (Abic) e poderá ajudar no contro-le ambiental, monitorando os níveis decontaminação por metais pesados epesticidas em rios e mananciais, assimcomo controlar a qualidade da água nasestações de tratamento. Na indústriaalimentícia, a língua terá o papel de au-mentar o rigor do controle de qualidadena fabricação de bebidas. Por enquan-to, o equipamento está apto para ope-rar com vinhos, café e água mineral,mas os pesquisadores já estão desenvol-vendo sensores para analisar leite, sucode uva e de laranja. Na indústria far-macêutica, a língua eletrônica pode serusada para testar medicamentos e me-lhorar o sabor dos remédios amargos.

Há mais tempo na estrada do nano-mundo está o pesquisador José MacielRodrigues Iúnior, com dez anos de tra-balhos desenvolvidos com sistemas na-noestruturados, inicialmente na Uni-versidade Federal de Minas Gerais(UFMG) e atualmente na Faculdade deMedicina da USP de Ribeirão Preto."Estamos incubando agora em agosto aNanocore Biotecnologia, no campus

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