Ao longo do mês de junho, cinco webinários técnicos foram realizados na plataforma Zoom, com transmissão ao vivo pelo Facebook da SBPMat, dentro do programa Lives & Webinars, organizado pela SBPMat com parceria de empresas de instrumentação.
Até o final de agosto, mais 12 webinários serão oferecidos. A programação inclui uma diversidade de assuntos, desde fundamentos e aplicações de técnicas amplamente usadas pela comunidade de pesquisa em Materiais, até a apresentação de instrumentos de última geração e de ferramentas digitais para ensino na área de Materiais.
Os seminários online já realizados contaram com plateias de até 500 participantes. “Ficamos felizes ao constatar que muitas pessoas, principalmente jovens, estão usando este tempo da pandemia para aprender e se aperfeiçoar”, diz a professora Mônica Cotta, presidente da SBPMat, que tem participado de todos os seminários.
O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Zinc-Layered Hydroxide Salt Intercalated with Molybdate Anions as a New Smart Nanocontainer for Active Corrosion Protection of Carbon Steel. Débora Abrantes Leal, Fernando Wypych, and Cláudia Eliana Bruno Marino. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 17, 19823–19833. https://doi.org/10.1021/acsami.0c02378.
Nanorreservatórios para revestimentos inteligentes anticorrosivos
Imagem MEV de um aglomerado de cristais de hidroximolibdato de zinco. Cada cristal é um nanorreservatório.
Revestimentos tradicionais costumam ser eficientes para proteger estruturas de aço da corrosão ao oferecerem uma barreira física que impede o contato do substrato com os elementos corrosivos. Entretanto, quando o desgaste gera fissuras ou poros nesses revestimentos, os substratos ficam expostos e acabam corroendo.
Uma equipe científica da Universidade Federal do Paraná (UFPR) desenvolveu um revestimento, baseado em nanotecnologia, que oferece uma proteção ativa contra a corrosão. Quando o revestimento apresenta alguma falha, expondo o substrato aos elementos corrosivos, dois mecanismos anticorrosivos se ativam sem intervenção humana. Para realizar essa ação inteligente, o revestimento conta com aditivos muitos especiais: nanorreservatórios capazes de armazenar um composto que inibe a corrosão (o molibdato) e liberá-lo, sob demanda, na presença dos elementos corrosivos.
Os nanorreservatórios da UFPR são estruturas de dimensões nanométricas que se apresentam na forma de folhas bidimensionais (lamelas) sobrepostas, separadas entre si por um espaço de alguns angstrons. É nesse espaço interlamelar que o molibdato é armazenado. Quando um nanorreservatório entra em contato com ambientes corrosivos, como a solução de cloreto de sódio (NaCl ) usada nos experimentos na UFPR, ocorre uma reação de troca de íons negativos: ânions molibdato saem do espaço interlamelar e ânions cloreto passam a ocupar esses espaços. Nessa troca, o molibdato fica livre para formar um filme protetor sobre a superfície do substrato que ficou exposto, enquanto os ânions corrosivos ficam “presos” no nanorreservatório.
Representação esquemática do mecanismo de proteção ativa contra a corrosão fornecido pelo revestimento aditivado com os nanorreservatórios lamelares inteligentes. (Fonte: Adaptado de ACS Applied Materials & Interfaces 2020 12 (17), 19823-19833, DOI: 10.1021/acsami.0c02378).
“A principal contribuição do trabalho está relacionada à proteção ativa contra a corrosão do aço. Enquanto os revestimentos tradicionais promovem apenas uma proteção por barreira, isto é, proteção passiva, o revestimento inteligente desenvolvido no trabalho promove uma proteção ativa, liberando o inibidor de corrosão molibdato do nanorreservatório lamelar sob demanda, através de um mecanismo de troca aniônica”, resume Débora Abrantes Nunes Leal, doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais da UFPR e autora correspondente do artigo que reporta a pesquisa, recentemente publicado na ACS Applied Materials & Interfaces. “Além de liberar o inibidor de forma controlada, o nanorreservatório lamelar ainda “captura” os ânions cloreto, funcionando como uma armadilha para essas espécies e, assim, também contribui para reduzir a corrosividade do meio”, conclui a doutoranda.
Aplicação em escala industrial
Produzidos por meio de um processo rápido e simples e usando matérias-primas de baixo custo, abundantes e de menor impacto ambiental, como o zinco, os nanorreservatórios da UFPR têm potencial para serem fabricados em escala industrial. Ao serem usados como aditivos de revestimentos, como na pesquisa da UFPR, os nanorreservatórios poderiam aumentar a vida útil de estruturas de aço que se encontram em atmosferas com altas concentrações de compostos corrosivos, como, por exemplo, atmosferas marinhas ou próximas de plantas químicas.
De acordo com Débora, já existe, principalmente na Europa, um mercado, ainda incipiente, de revestimentos inteligentes para combate à corrosão, voltados às indústrias aeronáutica e petroquímica. Entretanto, esses revestimentos utilizam, como reservatórios dos compostos anticorrosivos, principalmente microcápsulas poliméricas ou hidróxidos duplos lamelares, que são materiais de fabricação mais complexa, de alto custo e de maior impacto ambiental do que os hidroxissais lamelares utilizados nos nanorreservatórios da UFPR. Conforme os autores do artigo, estes materiais nunca tinham sido usados para armazenar e liberar inibidores de corrosão antes deste trabalho, nem na indústria nem na literatura científica.
Todo o trabalho reportado no artigo da ACS Applied Materials and Interfaces foi realizado dentro do doutorado, em curso, de Débora Abrantes Nunes Leal, iniciado em 2017. A pesquisa é orientada pela professora Cláudia Marino (orientadora), que possui expertise em corrosão e proteção de materiais, e pelo professor Fernando Wypych (coorientador), cuja especialidade é a síntese e caracterização de materiais lamelares. O trabalho recebeu financiamento das agências brasileiras Capes, CNPq e Finep.
Atualmente, a pesquisa com os nanorreservatórios continua, e os autores indicam que, em breve, apresentarão novos resultados, inclusive relacionados ao uso de outros inibidores de corrosão.
Autores do artigo. A partir da esquerda: Débora Abrantes Leal, Fernando Wypych, Cláudia Eliana Bruno Marino.
A Coordenação do Programa em Pós-Graduação em Física da UFRN torna públicos os editais de processo seletivo para mestrado e doutorado em Física no programa.
São ofertadas 10 vagas para o curso de mestrado e 10 vagas para o curso de doutorado.
As inscrições estão abertas de 22 de junho a 10 de julho de 2020 e a matrícula dos aprovados ocorre a partir de agosto de 2020.
Mais informações podem ser encontradas no site do programa, http://ppgf.fisica.ufrn.br/, bem como através do e-mail ppgf@fisica.ufrn.br.
Boletim da
Sociedade Brasileira
de Pesquisa em Materiais
Edição nº 93. 30 de maio de 2020.
Lives & Webinars da SBPMat
– Conheça nosso novo ciclo de webinários sobre técnicas e instrumentos de pesquisa e ensino na área de materiais. São 17 webinários gratuitos cobrindo um amplo leque temático. As inscrições para participar no Zoom já estão abertas. Veja todos os webinários, escolha aqueles do seu interesse e faça sua inscrição! Aqui.
– Veja nossa cobertura do painel de discussão online sobre pesquisa em materiais e Covid-19, realizado em 7 de maio. Aqui.
Artigo em Destaque
Uma equipe científica da UFSCar desenvolveu um filme de material compósito que torna mais eficiente a produção de hidrogênio na eletrólise da água – método limpo, simples e barato de gerar esse promissor combustível alternativo. Os cientistas comprovaram que a rugosidade do material foi fundamental para obter o efeito catalítico. O trabalho foi recentemente reportado na ACS Applied Materials and Interfaces. Saiba mais.
University Chapters da SBPMat
– O Programa UCs da SBPMat tem página nova em nosso site. Saiba como funciona este programa e veja o mapa com os UCs já criados em 14 universidades das 5 regiões brasileiras. Aqui.
– Novas equipes de estudantes da UFPR e UFCAT se somaram recentemente ao Programa UCs da SBPMat. Conheça esses novos UCs, aqui.
Notícias da SBPMat
– Doações a comunidades pobres. SBPMat e outras sociedades científicas apoiam iniciativas que arrecadam doações para comunidades pobres e favelas. Veja lista de ações de abrangência nacional que estão recebendo doações, aqui.
– Políticas ambientais. A SBPMat apoia nota de repúdio ao desmantelamento das políticas ambientais no Brasil, elaborada por entidades científicas da área de biodiversidade. Veja o documento.
Novidades dos Sócios SBPMat
– Prof. Edgar D. Zanotto (DEMa – UFSCar), sócio fundador da SBPMat, é autor de alguns dos artigos mais citados e baixados em 2019 no Journal of Non-Crystalline Solids. Saiba mais.
– Profa. Mônica Cotta (IFGW – UNICAMP), presidente da SBPMat, participa de coluna da revista Pesquisa Fapesp sobre as mudanças na rotina profissional de cientistas provocadas pela pandemia. Veja aqui.
Políticas de CTI
– Senado aprovou a participação de instituições públicas de ensino na produção de equipamentos e materiais de combate à Covid-19, como respiradores, máscaras e álcool gel. Saiba mais.
– Membros do Conselho Deliberativo do CNPq pedem revisão de chamada de bolsas de IC, lançada sem consulta ao conselho. Eles argumentam que a chamada materializa as diretrizes da Portaria 1.122, de março deste ano, a qual foi criticada pelas sociedades científicas por excluir a ciência básica. Saiba mais.
XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM
(Foz do Iguaçu, Brasil, 29 de agosto a 2 de setembro de 2021)
Submissão de propostas de simpósio já está aberta! Saiba mais.
Nova data do evento: 29 de agosto a 2 de setembro de 2021.
Mesmo local do evento: Rafain Convention Center – Foz do Iguaçu.
Submissão de propostas de simpósio: 4 de maio a 2 de novembro de 2020.
Subsmissão de resumos: 1º de fevereiro a 11 de abril de 2021.
Palestras plenárias: 7 palestras plenárias e 1 palestra memorial confirmadas.
– Cientistas desenvolvem revestimento para tecidos que impede adesão de vírus à superfície e resiste à lavagem ultrassônica (paper da ACS Applied Materials and Interfaces). Saiba mais.
– Usando lasers para confinar átomos de lítio, cientistas produzirem experimentalmente, pela primeira vez, os chamados “cristais de Pauli”, cuja formação se baseia no princípio de exclusão da Mecânica Quântica (preprint da plataforma arXiv). Saiba mais.
– Usando um laser de pulsos ultracurtos, pesquisadores do Brasil conseguem produzir tungstato de bismuto com estrutura altamente organizada, o que possibilita o uso desse material como fotocatalisador, entre outras aplicações (paper da Scientific Reports). Saiba mais.
– Cientistas do Brasil, junto a pesquisadores do Japão, criam fibra óptica comestível de simples fabricação, usando gelatina de algas marinhas e um molde. A nova fibra óptica abre possibilidades na área de diagnóstico e tratamento de doenças (paper da Scientific Reports). Saiba mais.
Oportunidades
– Processo seletivo para mestrado e doutorado em Materiais na PUC-Rio. Saiba mais.
Agenda de eventos presenciais e ONLINE
– Webinars sobre técnicas e instrumentos para pesquisa em ensino em materiais. Junho – Agosto de 2020. Organização: SBPMat. Site.
– Webinar “COVID-19: perspectivas sobre vacinas, terapêuticos e diagnósticos”. 17 de junho de 2020 das 16h às 17h. Organização: American Chemical Society (ACS). Apoio: SBPMat. Site.
– XLI Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência. Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 5 a 7 de outubro de 2020. Site.
– 5th International Conference of Surfaces, Coatings and NanoStructured Materials – Americas (NANOSMAT-Americas). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 7 a 10 de outubro de 2020. Site.
– 7th Meeting on Self Assembly Structures in Solution and at Interfaces. Bento Gonçalves, RS (Brasil). 4 a 6 de novembro de 2020. Site.
– Pan American Ceramics Congress and Ferroelectrics Meeting of Americas (PACC-FMAs 2020). Panamá (Panamá). 15 a 19 de novembro de 2020. Site.
– 4th Workshop on Coated Tools & Multifunctional Thin Films. Campinas, SP (Brasil). 16 a 19 de novembro de 2020. Site.
– XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM (International Conference on Electronic Materials). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 29 de agosto a 2 de setembro de 2021. Site.
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Engenharia Química, de Materiais e Processos Ambientais – Inscrições até 20/06/2020 – Conceito 5 na CAPES
Candidatos interessados nos programas de mestrado e doutorado podem escolher entre três áreas de concentração: Engenharia Química (EQ), Materiais e Nanotecnologia (MN) e Processos Ambientais (PA), cada uma delas contemplando três Linhas de Pesquisa: EQ – Modelagem, Otimização, Controle e Automação de Processos; Processos Químicos e Catálise; Processos Mínero-Metalúrgicos; MN – Síntese, Processamento e Caracterização de Materiais; Desempenho e Integridade dos Materiais; Engenharia Microestrutural; PA – Química Verde; Tratamento de Águas e Efluentes Industriais; Tratamento de Resíduos.
A pós-graduação na PUC-Rio segue o modelo das universidades federais brasileiras, onde os alunos podem obter bolsas CAPES, CNPq, FAPERJ e de projetos de cada departamento, dependendo da classificação nos processos de seleção. Também não há taxas de inscrição. Caso o isolamento em decorrência da pandemia da COVID-19 se estenda durante parte do segundo semestre de 2020, a PUC-Rio manterá o recesso de suas atividades presenciais. As atividades acadêmicas se darão pelo método de aulas online, de modo a assegurar a saúde de todos, assim como o cumprimento das atividades previstas em cada programa de pós-graduação do CTC/PUC-Rio.
Processo seletivo para cursos de Mestrado e Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais (PPGCM) da UNESP de Ilha Solteira (SP).
1. Período de inscrição: 29/05 a 14/06/2020
2. Divulgação das inscrições deferidas e indeferidas: até 16/06/2020;
3. Análise curricular: 17 a 19/06/2020;
4. Divulgação dos candidatos selecionados para entrevista online: 20/06/2020. As informações da data, horário, meios de conexão e outras pertinentes à entrevista, serão divulgadas somente na página do PPGCM, https://www.feis.unesp.br/#!/ppgcm
5. ENTREVISTA individual e online com os candidatos (de caráter eliminatório) 22 e 23/06/2020, conforme horário previamente divulgado. Na entrevista, serão avaliadas principalmente a experiência do candidato em atividades relacionadas à pesquisa, a disponibilidade de tempo para a realização do trabalho de mestrado ou doutorado, o interesse em desenvolver o trabalho sem o apoio de uma bolsa de mestrado ou doutorado, e a confirmação do interesse do candidato em desenvolver a pesquisa com o orientador indicado no projeto de pesquisa quando for o caso.
O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: NiMo–NiCu Inexpensive Composite with High Activity for Hydrogen Evolution Reaction. Hugo L. S. Santos, Patricia G. Corradini, Marina Medina, Jeferson A. Dias, and Lucia H. Mascaro. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020, 12, 15, 17492–17501. https://doi.org/10.1021/acsami.0c00262
Catalisando a produção de hidrogênio
Ilustração representando o material desenvolvido pela equipe da UFSCar agindo como catalisador da produção de hidrogênio.
O hidrogênio, cuja combustão não gera emissões poluentes, é atualmente reconhecido como a alternativa mais promissora aos combustíveis fósseis. Entretanto, a produção sustentável desse combustível ainda apresenta desafios, como o desenvolvimento de um processo de produção que seja ao mesmo tempo limpo, econômico e eficiente.
A eletrólise da água é um dos processos que pode se encaixar nessas condições. Como o nome indica, o processo consiste na divisão da molécula de água, baseada na ação de uma corrente elétrica. Como resultado, essa simples reação produz gás hidrogênio e gás oxigênio. Contudo, para se tornar um processo industrial viável, a eletrólise da água precisa de catalisadores que acelerem a produção de hidrogênio sem aumentar muito seus custos.
Um trabalho de uma equipe científica da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), recentemente reportado em artigo da ACS Applied Materials & Interfaces, traz uma contribuição para superar esse desafio. “A principal contribuição do nosso trabalho é a obtenção de um catalisador com uma significativa melhora no desempenho para a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água”, resume Lucia Helena Mascaro, professora da UFSCar e autora correspondente do paper.
O novo catalisador é um filme que pode ser depositado na superfície do eletrodo usado no processo de eletrólise, motivo pelo qual é chamado de eletrocatalisador. Nesse eletrodo, de carga negativa, ocorre a transferência de elétrons que faz o hidrogênio se desprender da molécula de água.
Enquanto alguns eletrocatalisadores são feitos com metais nobres, como a platina, a equipe brasileira procurou obter um material baseado em elementos mais abundantes e econômicos, mas que tivessem boa atividade eletrocatalítica e durabilidade. A opção final foi por uma liga metálica composta por níquel (Ni), molibdênio (Mo) e cobre (Cu), a qual apresentou duas regiões (fases) definidas (NiMo e NiCu), ambas de estrutura cristalina, constituindo um material compósito.
“O material NiMo-NiCu apresentou uma excelente atividade eletrocatalítica, robustez, baixa toxicidade, ampla disponibilidade e viabilidade econômica para a reação de desprendimento de hidrogênio. Esse material foi facilmente obtido por eletrodeposição, que é uma técnica simples, barata e escalável, sobre um substrato de aço carbono, sem a necessidade de qualquer outro tratamento”, afirma Mascaro.
O segredo principal do bom desempenho do filme como eletrocatalisador reside na rugosidade da superfície, provocada pela presença do cobre. Em termos relativos, o filme NiMo-NiCu apresentou uma rugosidade mais de trinta vezes maior do que o filme de NiMo, amplamente utilizado para catalisar o desprendimento de hidrogênio na eletrólise da água.
De fato, a topografia de uma superfície rugosa propicia muitas mais oportunidades para que aconteça o contato da molécula de água com o catalisador e ocorra, então, a transferência de elétrons que gera o desprendimento de hidrogênio. “O aumento da rugosidade do filme implica na formação de uma maior quantidade de hidrogênio para uma mesma área geométrica do catalisador”, explica a professora Mascaro. “Além disso o compósito NiMo-NiCu apresentou alta estabilidade durante eletrolise prolongada”, completa.
Comparação da rugosidade dos materiais NiMo (conhecido eletrocatalisador) e NiMo-NiCu (o catalisador desenvolvido pela equipe da UFSCar). Acima, imagens de microscopia eletrônica de varredura. Embaixo, imagens de AFM.
Em busca do material mais adequado
A gênese da pesquisa remonta ao ano 2012, quando a professora Lucia e sua equipe do LIEC (Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica) se propuseram a encontrar um material que melhorasse a eficiência da produção de hidrogênio por hidrólise da água, e que pudesse ser produzido por meio de eletrodeposição – processo rápido e viável na escala industrial, no qual a professora Mascaro e seu grupo têm ampla expertise.
Depois de desenvolver alguns revestimentos com ligas de níquel e ferro, e de fazer uma profunda revisão na literatura científica, o grupo chegou à conclusão de que uma liga de níquel, molibdênio e cobre (Ni-Mo-Cu) deveria ser promissora em termos de atividade eletrocatalítica e robustez, conta a cientista. A equipe da UFSCar decidiu, então, acrescentar o cobre à liga Ni-Mo.
Definido o material, a equipe mergulhou no estudo das condições do processo de eletrodeposição. De fato, um ponto chave para que a eletrodeposição gere os resultados esperados é definir corretamente a composição da solução na qual ocorre o processo. Nessa solução, também conhecida como “banho de eletrodeposição”, encontram-se, em forma de sais, os metais que serão depositados.
Dessa maneira, a equipe produziu filmes com diversas concentrações de cobre, caracterizou todos eles e verificou o desempenho de cada um enquanto eletrocatalisador no desprendimento de hidrogênio. No final do estudo, os pesquisadores puderam determinar com segurança qual das “receitas” fora a mais bem-sucedida.
O trabalho foi desenvolvido, principalmente, dentro do mestrado de Hugo Leandro Sousa Dos Santos, orientado pela professora Mascaro e defendido em 2018 no Programa de Pós-Graduação em Química da UFSCar. A pesquisa contou com financiamento da FAPESP, inclusive por meio do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CMDF), da CAPES e do CNPq, e envolveu dois laboratórios da UFSCar, o LIEC e o Laboratório de Formulação e Síntese Cerâmica (LaFSCer), ligado ao Departamento de Engenharia de Materiais.
Os autores do artigo. A partir da esquerda: Hugo Santos, Patricia Corradini, Marina Medina, Jeferson Dias e Lúcia Mascaro.
Duas novas equipes de estudantes se somaram ao programa University Chapters (UCs) da SBPMat, que agora conta com 13 unidades distribuídas em todas as regiões do Brasil. As novas unidades estão localizadas na Universidade Federal do Paraná (UFPR), na cidade de Curitiba, e na Universidade Federal de Catalão (UFCAT), na cidade goiana de Catalão.
O UC-UFPR foi criado por uma equipe multidisciplinar formada por jovens de todos os níveis de formação, da graduação ao pós-doutorado e, como tutora, a professora Camilla K.B.Q.M. de Oliveira. A equipe agrega as áreas de Materiais, Física, Química e Engenharia de Produção. Sobre a motivação para criar este UC, o presidente da unidade, Kaike Rosivan Maia Pacheco, conta que no campus da UFPR concentram-se as várias áreas de ciência e tecnologia, mas, “apesar de trabalharmos no mesmo local, pouquíssimo sabemos dos trabalhos realizados pelos outros cientistas e estudantes”. Nesse contexto, diz o doutorando em Física, surgiu a ideia de integrar esses estudantes para aprender uns com os outros e contribuir com os trabalhos de todos. De acordo com Kaike, o UC da UFPR pretende promover reuniões para troca de experiências no âmbito das pesquisas que os membros fazem na área de materiais. “Também buscaremos trazer cientistas experientes na área, com o objetivo de expandir os conhecimentos dos participantes do UC”, completa.
A equipe do UC-Catalão reúne estudantes do doutorado em Ciências Exatas e Tecnológicas, da graduação em Engenharia de Minas e do mestrado em Gestão Organizacional. “A maior motivação para a criação do UC foi a possibilidade de fortalecer iniciativas voltadas para a pesquisa de materiais na região, congregando estudantes de graduação e pós-graduação em um ambiente de colaboração que perpasse os programas aos quais cada um esteja vinculado”, diz o doutorando Franciolli Silva Dantas de Araújo, presidente da unidade. Ações de divulgação científica, apoio a eventos ligados à área e realização de minicursos, oficinas e palestras são as atividades que a equipe pretende desenvolver. “Esperamos contribuir para aumentar ou despertar o interesse pela pesquisa em materiais, principalmente através das ações de divulgação científica”, comenta Franciolli. Os tutores deste UC são os professores André Carlos Silva, Mário Godinho Júnior, Petrus Henrique Ribeiro dos Anjos.
Live da SBPMat reuniu 4 painelistas de diversos pontos do país e cerca de 100 participantes.
Equipes científicas multidisciplinares estão trabalhando neste momento em diversas universidades brasileiras para poder entregar à sociedade, no prazo mais curto possível, soluções que ajudem a combater a COVID-19. Muito além de gerar publicações, e até mesmo conhecimento, esses trabalhos tem como objetivo principal o de salvar vidas.
A comunidade de pesquisa em materiais está participando ativamente de alguns desses desafios, os quais poderão gerar soluções tão importantes como testes diagnósticos rápidos, confiáveis e produzidos no país ou materiais virucidas para válvulas de respiradores e EPIs.
No início da tarde de 7 de maio, na sua primeira live, a SBPMat reuniu virtualmente quatro pesquisadores que estão trabalhando nesses desafios. Os cientistas contaram, para um público de cerca de 100 pessoas, de que maneira conseguiram se organizar para tentar dar uma resposta a esta situação emergencial e qual poderá ser o impacto social de seus projetos. Os relatos mostraram a importância do investimento contínuo em pesquisa e da colaboração entre indivíduos e instituições.
A discussão foi mediada por Carlos César Bof Bufon, pesquisador e chefe da Divisão de Dispositivos no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), quem faz parte do comitê organizador do próximo evento anual da SBPMat, o XIX B-MRS Meeting.
O painel de discussão online, transmitido na plataforma Zoom e no Facebook da SBPMat, foi realizado dentro da Marcha Virtual pela Ciência, evento promovido pela SBPC com o objetivo de chamar a atenção para a importância da ciência.
Testes nacionais para diagnóstico da COVID-19 e detecção de anticorpos
As cientistas Mariana Roesch Ely (professora da UCS, Caxias do Sul, RS) e Talita Mazon (pesquisadora do CTI Renato Archer, Campinas, SP) falaram sobre seus respectivos trabalhos de desenvolvimento de sensores para testes diagnósticos de COVID-19, os quais elas estão realizando com o respaldo de especialistas de áreas como Química, Eletrônica, Informática, Física, Materiais, Biologia e Saúde.
Ambos os sensores são instrumentos do tipo point of care. Essa expressão designa dispositivos miniaturizados que permitem realizar testes em qualquer lugar, sem precisar de laboratórios ou outros equipamentos, obtendo o resultado em poucos minutos.
Segundo as pesquisadoras, os sensores que estão desenvolvendo poderão detectar infectados por COVID-19 a partir do primeiro dia da infecção – característica que nenhuma das técnicas de diagnóstico atualmente usadas no país permite. Finalmente, afirmaram elas, os novos sensores fornecerão resultados mais precisos (com menos falsos negativos ou positivos) do que muitos dos testes rápidos que estão atualmente disponíveis no mercado.
Nos dois trabalhos, o desenvolvimento dos sensores está bastante avançado. Contudo, as duas cientistas coincidiram ao falar em 6 meses como prazo razoável para ter um produto pronto, testado com relação ao método RT-PCR (o mais confiável no momento) e viável na escala industrial.
Na sua fala, a professora Mariana contou que trabalha desde 2012 com o desenvolvimento de sensores baseados na tecnologia magnetoelástica, inicialmente voltados à detecção de bactérias e leveduras. Quando o Brasil sofreu o surto do vírus Zika em 2015, a cientista e toda a rede de pesquisa da qual ela faz parte direcionaram seus trabalhos para esse vírus, ganhando experiência na detecção desse tipo de organismos, que são muito menores que as bactérias. De acordo com a professora Mariana, o sensor magnetoelástico seria capaz de detectar tanto a partícula viral (desde o início da infecção) quanto os anticorpos produzidos pela pessoa que está ou esteve infectada. Dessa maneira, poderia ser uma ferramenta importante para definir medidas e protocolos em todas as fases da pandemia, inclusive a retomada das atividades econômicas presenciais.
A pesquisadora Talita contou que trabalha há cinco anos na integração de materiais cerâmicos e biológicos para desenvolver sensores point of care, os quais, na visão dela, se adaptam bem à realidade brasileira, na qual grande parte da população fica afastada de laboratórios e hospitais. Com a experiência reunida nesse tempo, a cientista conseguiu finalizar em 2019, junto a uma equipe multidisciplinar, um sensor eletroquímico que detecta o vírus Zika com precisão e em poucos minutos. Atualmente, ela está adaptando essa plataforma à detecção do Sars-COV-2 (o vírus que causa a doença COVID-19).
Pensando na possibilidade de produzir o sensor sem necessidade de insumos importados, principalmente na escala industrial, a pesquisadora correu atrás de parceiros locais e adaptou o sensor aos insumos biológicos que poderiam ser produzidos no país. Além disso, ela está estabelecendo uma parceria com a empresa pública da área de microeletrônica CEITEC, localizada no Rio Grande do Sul, cuja capacidade instalada permitiria fabricar os chips de todos os sensores necessários para testar a população brasileira nas próximas fases da pandemia. “Temos que unir forças para desenvolver soluções que de fato possam ser atendidas pela capacidade industrial do país”, expressou a professora Talita.
Materiais virucidas para máscaras e respiradores
No painel, Dachamir Hotza, professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), contou os esforços de superação individual e grupal que tem realizado para levar respostas à sociedade durante a pandemia de COVID-19. Em um desses trabalhos, o pesquisador e seus colaboradores estão realizando a caracterização física e bioquímica de máscaras usadas em hospitais para poder definir de forma precisa em que momento elas perdem suas funcionalidades e precisam ser substituídas. Além disso, trabalhando com outras instituições e uma empresa da região com as quais já colaborava anteriormente, o pesquisador está avançando no desenvolvimento de tecidos com atividade virucida. Uma dificuldade ainda não superada, contou o pesquisador, foi a de acessar um laboratório com nível de segurança suficiente para fazer testes com o novo coronavírus.
Materiais ativos na eliminação do vírus Sars-COV-2 também foram objeto da fala do professor Petrus Santa Cruz, da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). O cientista contou como reuniu conhecimento gerado ao longo de décadas, disponível em artigos e patentes de seu grupo de pesquisa, para seus trabalhos relacionados ao combate à pandemia. Um deles é uma ação emergencial que visa fornecer ao sistema de saúde pública válvulas de respiradores que poderiam ser usados em pacientes infectados com COVID-19 numa fase anterior à intubação, frente a situações de alta ocupação de leitos com ventiladores mecânicos. A equipe interdisciplinar do professor Petrus, que inclui especialistas da área de software, conseguiu vencer o desafio de fabricar essas válvulas em impressoras 3D com a rugosidade superficial necessária para impedir a fixação de microrganismos (inicialmente bactérias e, provavelmente, também vírus). Além disso, o grupo está trabalhando para outorgar a esse e outros materiais um papel ativo na eliminação do vírus, usando nanotecnologia para romper a parede que protege o RNA viral.
Investimentos contínuos para resultados rápidos
Os quatro painelistas destacaram que a capacidade da ciência de dar respostas rápidas à sociedade em momentos emergenciais é resultado de muitos anos de esforços e investimentos. “Não existe um botão liga/ desliga para a ciência, porque ela é feita do acúmulo de conhecimento”, disse o professor Petrus.
Por outro lado, com sucessivos recortes ao orçamento de CTI, muitos pesquisadores brasileiros têm desenvolvido estratégias para driblar as dificuldades e continuar trabalhando. É característica do cientista brasileiro se adaptar a situações adversas, comentou o professor Dachamir.
As falas dos painelistas mostraram que uma combinação entre expertise e persistência, por um lado, e criatividade e reinvenção, por outro, formam parte da receita que estão aplicando em seus trabalhos relacionados ao combate à pandemia.
Outro aspecto destacado pelos cientistas como essencial ao sucesso dos projetos emergenciais foi o trabalho em redes multidisciplinares de colaboração, inclusive junto às empresas que poderiam produzir as soluções na escala industrial. “Este é o momento de cruzarmos as expertises de todos para dar uma resposta rápida à sociedade”, disse a professora Mariana.
Ao longo do mês de junho, cinco webinários técnicos foram realizados na plataforma Zoom, com transmissão ao vivo pelo Facebook da SBPMat, dentro do programa Lives & Webinars, organizado pela SBPMat com parceria de empresas de instrumentação.
Duas novas equipes de estudantes se somaram ao programa University Chapters (UCs) da SBPMat, que agora conta com 13 unidades distribuídas em todas as regiões do Brasil. As novas unidades estão localizadas na Universidade Federal do Paraná (UFPR), na cidade de Curitiba, e na Universidade Federal de Catalão (UFCAT), na cidade goiana de Catalão.