Mais informações: https://pages.cnpem.br/trabalheconosco/2019/09/06/pesquisador-ii-178456/
Author: Verónica Savignano
Bolsa para pós-doutorado na UFSC.
O Programa de Pós-Graduação em Física da Universidade Federal de Santa Catarina – PPGFSC-UFSC, Florianópolis, anuncia a disponibilidade de 1 (uma) bolsa de pós-doutorado do Programa Nacional de Pós-doutorado da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (PNPD/CAPES), para o período de 1 (um) ano, podendo ser renovada anualmente por até no máximo de 60 meses.
A mensalidade da bolsa é de R$ 4.100.00 (quatro mil e cem reais) além de valores destinados ao custeio.
O candidato deve atuar em linhas de pesquisa TEÓRICAS ou EXPERIMENTAIS, em uma das seguintes áreas de pesquisa: Astrofísica, Física Atômica e Molecular, Física da Matéria Condensada e Mecânica Estatística, Física Nuclear e de Hádrons, Física Matemática e Teoria de Campos.
O regulamento completo do Programa Nacional de Pós-Doutorado – PNPD está descrito na Portaria nº 086, de 03 de julho de 2013.
Para fazer sua inscrição clique aqui
Boletim da SBPMat. 84ª edição.
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Da ideia ao mercado: Nanotecnologia para o bem-estar.
Uma combinação de espírito empreendedor, nascido na infância, e formação científica, desenvolvida na etapa universitária, levou Amanda Luizetto dos Santos a criar a Nanomed dois anos depois de concluir seu doutorado. “A fundação da Nanomed foi algo natural, sempre quis empreender, apenas precisei de um tempo para amadurecer o conceito como imaginava”, comenta.
Quando era uma criança, Amanda costumava montar uma banca na rua para vender seus desenhos. “Desde pequena o empreendedorismo roubou meu coração”, diz ela. O tempo passou e as brincadeiras foram se tornando um objetivo de vida. No final da graduação em Farmácia, cursada na PUC-Campinas, ela participou de uma iniciativa do Sebrae para formar jovens empreendedores, na qual abriu, manteve e encerrou (com saldo positivo, esclarece) uma empresa de velas de decoração. “Essa experiência foi muito enriquecedora e, de fato, reavivou meu interesse pelo mundo do empreendedorismo”, relembra.
Da graduação, Amanda pulou direto para o doutorado em Química Analítica, realizado no Instituto de Química de São Carlos (USP), no qual lidou com pesquisa em óleos essenciais. O doutorado incluiu um estágio científico nos Estados Unidos, na Cleveland State University. Depois, trabalhando junto à indústria de cosméticos, Amanda notou a demanda desse mercado por inovação e conseguiu conceber uma primeira versão da empresa. “Encontrei o que buscava desde pequena”, ela diz.
Localizada em São Carlos (SP), a Nanomed se dedica a desenvolver e comercializar nanossistemas sempre inovadores, pensados para resolver desafios específicos de segmentos da indústria como o cosmético e o de saúde e bem-estar. Um exemplo de tecnologia da Nanomed é o das nanocápsulas que protegem substâncias de interesse (moléculas hidratantes para a pele, aromatizantes usados em remédios, repelentes de insetos), as transportam em doses mínimas e as entregam no local desejado. As nanocápsulas e demais nanopartículas da Nanomed, reforça Amanda, passam por avaliações científicas para conferir se apresentam toxicidade com relação a tecidos vivos e ao meio ambiente.
Além de desenvolver nanossistemas para outras empresas, a startup está construindo seu portfólio de produtos. Os primeiros produtos próprios, duas linhas de cosméticos baseados em nanotecnologia, entrarão no mercado (via e-commerce) em breve. E, entre final deste ano e início do próximo, será a vez do lançamento de produtos dos segmentos de alimentos e saneantes.
A Nanomed foi formalmente criada em 2012 após a aprovação de um projeto no programa PIPE da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). O PIPE apoia a pesquisa científica e tecnológica em pequenas empresas do estado de São Paulo. Pouco depois da criação, a Nanomed incubou-se no Parque Tecnológico de São Carlos (ParqTec), onde permaneceu até sua graduação, em 2017.
Desde o início, a startup tem se dedicado à pesquisa e desenvolvimento (P&D) de suas tecnologias e produtos e, simultaneamente, tem aproveitado a sua capacidade de realizar análises e ensaios para prestar serviços, principalmente a empresas dos ramos cosmético e farmacêutico. Graças à prestação de serviços, a Nanomed hoje é autossustentável, conta Amanda, que atua como CEO da empresa. “Contudo, o lucro ainda vem sendo reinvestido”, diz ela.
Para suas atividades de P&D e prestação de serviços, a Nanomed conta com equipamentos na sede da empresa, alguns deles adquiridos em projetos apoiados pela Fapesp e pelas agências federais Finep e CNPq. Além disso, a startup contrata ensaios específicos em laboratórios de universidades e outros parceiros.
Atualmente, atuam na Nanomed quinze pessoas – sócios, colaboradores, bolsistas e consultores. A maior parte da equipe é composta por mestres e doutores, formados em Farmácia, Química, Engenharia e Física, que trabalham no desenvolvimento de produtos e na prestação de serviços. A startup também conta com profissionais que atuam nas áreas jurídica e administrativa.
Veja nossa entrevista com Amanda Luizetto dos Santos, sócia-fundadora e CEO da Nanomed.
Boletim da SBPMat: – Quais foram os fatores mais importantes no sentido de viabilizar a criação e desenvolvimento da startup?
Amanda Luizetto dos Santos: – Os fatores fundamentais para a viabilização da Nanomed foram o apoio da Fapesp e do ParqTec. A Fapesp desde o começo da Nanomed é um pilar fundamental nos desenvolvimentos de tecnologia e produtos, através do financiamento de projetos inovadores e de alto risco. O ParqTec, que é a incubadora mais antiga da América Latina e está situada em São Carlos (SP), foi muito importante pois possibilitou a imersão no ambiente do empreendedorismo inovador, além de dar suporte na construção do negócio.
Boletim da SBPMat: – Quais foram, para você, os momentos mais importantes na história da startup?
Amanda Luizetto dos Santos: – O momento mais importante foi participar de uma reunião no parlatório da Anvisa para defender um produto cosmético grau 2 desenvolvido pela Nanomed e, que será lançado e comercializado ainda este ano.
[Nota da reportagem: produtos grau 2 são aqueles produtos de higiene pessoal ou cosmética cujas características exigem comprovação de segurança e/ou eficácia, bem como informações sobre modo e restrições de uso]
Boletim da SBPMat: – Quais foram as principais dificuldades enfrentadas até momento pela startup?
Amanda Luizetto dos Santos: – A principal dificuldade, ainda encontrada, é a morosidade e a burocracia regulatória que está atrelada ao fato de trabalharmos na área de saúde.
Boletim da SBPMat: – Qual é, na sua visão, a principal contribuição da startup para a sociedade?
Amanda Luizetto dos Santos: – A principal contribuição é oferecer produtos seguros e inovadores para sociedade e contribuir para a qualidade de vida da população.
Boletim da SBPMat: – Qual é sua meta/ seu sonho para a startup?
Amanda Luizetto dos Santos: – A meta da Nanomed é deixar as pessoas felizes e satisfeitas, oferecendo ao mercado nacional e internacional uma linha de produtos inovadores e de alta performance.
Boletim da SBPMat: – Deixe uma mensagem para nossos leitores do boletim e seguidores das redes sociais que avaliam a possibilidade de criar uma startup.
Amanda Luizetto dos Santos: – Acredito que precisamos ser realistas quando pensamos no futuro, em especial quando fala-se de abrir um negócio próprio. Aquela máxima de que empreender é não ter patrão não existe, na verdade, você tem milhares de patrões, como cliente, colaborador, governo, entre muitos outros. Então, empreender é sinônimo de trabalhar muito e, em todos setores do negócio (todos mesmo!). Criar uma startup e mantê-la viva exige muito trabalho (mas muito), dedicação, resiliência e cabeça fria.
O universo do empreendedorismo é uma adrenalina constante, particularmente acho viciante, ao mesmo tempo que traz satisfação imensa ao ver as coisas se concretizando, o frio na barriga é inevitável. Eu, ainda não sei se feliz ou infelizmente, não vivo sem.
Artigo em destaque: Nanobastões para desenvolver novos anti-inflamatórios.
O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Characterization of the structural, optical, photocatalytic and in vitro and in vivo anti-inflammatory properties of Mn2+ doped Zn2GeO4 nanorods. Suzuki, V. Y.; Amorin, L. H. C; Lima, N. M; Machado, E. G; Carvalho, P. E.; Castro, S. B. R.; Souza Alves, C. C.; Carli, A. P.; Li, Maximo Siu; Longo, Elson; Felipe La Porta. J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 8216. DOI: 10.1039/c9tc01189g
Nanobastões para desenvolver novos anti-inflamatórios
Uma equipe de pesquisadores de universidades brasileiras descobriu, em nanoestruturas de formato cilíndrico chamadas de nanobastões, um efeito anti-inflamatório equivalente ao conseguido por fármacos de uso corriqueiro. Os pesquisadores também demonstraram a eficiência desses nanobastões como catalisadores (aceleradores) na degradação de um poluente. Essas aplicações se tornam ainda mais relevantes considerando que a equipe científica conseguiu produzir grandes quantidades do material mediante um processo simples e rápido. O trabalho realizado mostra o potencial desses nanobastões para o desenvolvimento de novos medicamentos e para o tratamento de efluentes.
O trabalho originou-se cerca de três anos atrás, quando o professor Felipe de Almeida La Porta, que tinha se incorporado recentemente ao corpo docente da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), campus Londrina, estava implementando um grupo de pesquisa em Nanotecnologia e Química Computacional (NANOQC) nessa universidade. “Nosso laboratório começou a investigar algumas classes de materiais emergentes, com a perspectiva de conciliar teoria e prática, impulsionado assim novas descobertas e aplicações.”, conta La Porta. Um dos materiais estudados pelo grupo, foi o germanato de zinco (Zn2GeO4), um versátil semicondutor com aplicações em sensores, catalisadores, baterias entre outros dispositivos.
Junto ao bolsista de iniciação científica Victor Yuudi Suzuki, o professor iniciou um projeto em que sintetizou, no laboratório da UTFPR, nanobastões de Zn2GeO4 puro e com porcentagens muito pequenas de íons de manganês. Para produzir essa série de nanobastões, eles utilizaram a chamada “síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas”. O método consiste, em grandes linhas, em misturar soluções aquosas contendo determinados compostos, aquecer a solução final com ajuda de um forno de micro-ondas e deixar que os compostos reajam por um determinado tempo a uma pressão e temperatura controlada. No caso do Zn2GeO4 dopado com íons manganês que foram preparados neste estudo, essas reações foram realizadas a 140 °C durante 10 minutos. O material que resulta dessas reações é recolhido na temperatura ambiente, posteriormente lavado e secado, gerando os nanobastões.
O professor La Porta e seu grupo de pesquisa conseguiram otimizar uma das etapas do processo, a cristalização dos materiais, de modo a diminuir o tempo de síntese de horas para alguns minutos, mantendo assim a qualidade do material e a possibilidade de controlar seu formato.
Depois de preparar as amostras, a dupla viajou de Londrina até São Carlos (SP) para caracterizar os materiais no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP). Ali, junto a pesquisadores locais, puderam analisar o formato, estrutura e a luminescência dos quatro tipos de composições de nanobastões produzidos: sem manganês e com 1, 2 e 4% desse elemento incorporado à estrutura do Zn2GeO4.
Finalmente, sabendo que compostos contendo zinco, germânio ou manganês apresentam atividade biológica considerável (efeitos benéficos ou negativos sobre os seres vivos), a equipe resolveu contatar colaboradores para investigar esse tipo de propriedades nos nanobastões. Dessa maneira, uma série de experimentos foi realizada nos Departamentos de Química e Farmácia da Universidade Federal de Juiz de Fora e na Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, ambas no estado de Minas Gerais.
Para estudar a ação anti-inflamatória, a equipe realizou testes in vitro (em contato com células em recipientes laboratoriais) e também in vivo (usando ratos com edemas nas patas, dentro das normas do código brasileiro de uso de animais em laboratório). Ambos os tipos de experimentos revelaram que os nanobastões com cerca de 4% de manganês foram os mais eficazes no controle da inflamação. Nos testes in vitro, essas nanoestruturas foram capazes de modular moléculas que regulam a inflamação sem causar morte de células (sem citotoxicidade). Nos experimentos in vivo, os nanobastões reduziram edemas induzidos nas patas dos ratos com resultados similares aos da aplicação de dexametasona, um conhecido fármaco do grupo dos corticoides.
“No primeiro momento, pensamos que a combinação desses elementos para formação de um óxido ternário poderia de certo modo potencializar esses efeitos. Mais não tínhamos ideia que os resultados seriam tão significativos. Tendo em vista que os medicamentos atualmente disponíveis na terapêutica estão se mostrando cada dia menos eficazes, estes resultados podem encorajar o uso destes nanobastões, por exemplo, na produção de uma nova formulação farmacêutica, especialmente para casos de inflamação”, diz Felipe La Porta, que é o autor correspondente da pesquisa que foi recentemente publicado pela equipe de pesquisadores no Journal of Materials Chemistry C (fator de impacto 6,641).
Além de comprovar o potencial do material para essa aplicação do campo da saúde, os autores do artigo verificaram experimentalmente a capacidade dos nanobastões de degradarem um corante químico bastante encontrado em efluentes industriais, chamado azul de metileno. Para esta aplicação, as nanoestruturas com 2% de manganês foram as mais eficientes, decompondo completamente o corante em 10 minutos. “Devido à simplicidade de fabricação deste sistema aliado a suas excelentes propriedades, este material também é promissor para limpeza de diversos poluentes ambientais, e pode ser facilmente recuperado no final deste processo”, comenta o professor da UTFPR.
As propriedades superiores que a equipe científica brasileira encontrou nos nanobastões com manganês podem ser relacionadas aos defeitos estruturais observados nessas amostras. De fato, a rede tridimensional de átomos que forma o germanato de zinco é cristalina, ou seja, organizada em padrões regulares. Com a introdução de manganês, irregularidades são geradas, e delas surgem novas propriedades.
O artigo científico que reporta este trabalho foi selecionado para compor a coleção Materials and Nano Research in Brazil, preparada pela Royal Society of Chemistry em comemoração do XVIII B-MRS Meeting, e, portanto, pode ser acessado sem custo até 15 de outubro deste ano, aqui.
O trabalho foi realizado com financiamento de agências brasileiras de apoio à pesquisa: as federais CNPq e Capes, e as estaduais Fundação Araucária, Fapesp e Fapemig.
Royal Society of Chemistry reúne artigos de autores do Brasil em coleção comemorativa do B-MRS Meeting.
A Royal Society of Chemistry (RSC) preparou uma coleção online de artigos de autores brasileiros em comemoração ao XVIII B-MRS Meeting (Balneário Camboriú, 22 a 26 de setembro de 2019). A RSC é apoiadora desta edição do evento anual da SBPMat.
Intitulada Materials and Nano Research in Brazil, a coleção reúne 55 artigos publicados em periódicos da editora RSC entre 2017 e 2019. Todos os artigos selecionados podem ser acessados sem custo (open access) até 15 de outubro de 2019.
A coleção está disponível em www.rsc.li/brazil-mrs-2019
Oportunidade de bolsa de pós-doutorado (Fapesp) no IQSC da USP.
Resumo
O Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da Universidade de São Paulo (USP) está oferecendo uma bolsa de pós-doutorado vinculada ao Projeto Temático – FAPESP “Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica” coordenado pelo Prof. Dr. Marcos Lanza (Processo 2017/10118-0).
Neste projeto de pesquisa pretende-se desenvolver, avaliar e aplicar novos materiais em processos eletroquímicos (e associados) para a degradação eletroquímica de compostos com atividade de interferência endócrina (interferentes endócrinos), avaliando-se a eficiência desses processos e a identificação de subprodutos de degradação. Além disso, o projeto prevê o desenvolvimento de sensores eletroquímicos de análise para este tipo de composto e a divulgação científica dos conhecimentos produzidos tanto no meio científico quanto para a sociedade em geral, com atenção especial para alunos de escolas públicas.
Requisitos
O(a) candidato(a) deverá atuar no desenvolvimento e aplicação de novos materiais eletródicos suportados sobre matriz de carbono (eletrocatalisadores) para a eletrogeração de H2O2 in situ, a partir da reação de redução de oxigênio, a serem aplicados em células e reatores eletroquímicos voltados para degradação de compostos orgânicos com atividade de interferência endócrina.
Os requisitos desejáveis para o(a) candidato(a) são: (1) conhecimento de técnicas de análise morfológico-estrutural e técnicas eletroquímicas para a análise de eletrocatalisadores; (2) conhecimento de processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOA) de degradação de compostos orgânicos, assim como noção de técnicas instrumentais de análise química.
O(a) candidato(a) deve ter disponibilidade imediata para residir em São Carlos/SP e ter concluído o doutorado há menos de 7 anos.
Caso seja selecionado, o candidato terá uma bolsa de pós-doutorado da FAPESP (http://www.fapesp.br/bolsas/pd) no valor mensal de R$ 7.373,10 por até 24 meses, havendo a possibilidade de auxílio financeiro para o deslocamento e a instalação. Cabe ressaltar que não há incidência de imposto de renda sobre o valor da bolsa e a mesma corresponde ao valor com descontos legais de um docente de universidade pública do Estado de São Paulo recém contratado.
A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo é uma das principais agências de fomento à pesquisa científica e tecnológica do país. Com autonomia garantida por lei, a FAPESP está ligada à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação.
As inscrições deverão ser feitas através do e-mail marcoslanza@usp.br para o supervisor, Prof. Dr. Marcos Lanza, até o dia 10/09/2019. Devem ser anexados ao e-mail os seguintes documentos:
1) Curriculum Vitae contendo a formação acadêmica e publicações (máximo de 4 páginas). A experiência nas áreas de Química de Materiais (e áreas correlatas), Eletrocatálise e Eletroquímica Ambiental deve ser comprovada por meio de publicações em periódicos científicos internacionais.
2) Carta do(a) candidato(a) justificando o interesse sobre a vaga (máximo de 200 palavras).
3) Duas (2) cartas de recomendação de pesquisadores indicando o nome e o e-mail institucional.
4) Plano de trabalho com título próprio descrevendo uma (1) proposta de pesquisa envolvendo o seguinte tópico: Produção e caracterização novos materiais eletrocatalisadores suportados em carbono para a eletrogeração de H2O2, a partir da reação de redução de oxigênio, visando a aplicação em Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados (PEOA) de degradação de compostos orgânicos com atividade de interferência endócrina.
Na proposta deverá constar uma breve introdução e a descrição das estratégias para a obtenção dos resultados, referências bibliográficas e periódicos internacionais de interesse para submissão (máximo de 10 páginas).
Boletim da SBPMat. 83ª edição.
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Artigo em destaque: Nanoplataforma magneto-luminescente de baixa toxicidade.
O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Fe3O4@SiO2 Nanoparticles Concurrently Coated with Chitosan and GdOF:Ce3+,Tb3+ Luminophore for Bioimaging: Toxicity Evaluation in the Zebrafish Model. Latif U. Khan, Gabriela H. da Silva, Aline M. Z. de Medeiros, Zahid U. Khan, Magnus Gidlund, Hermi F. Brito, Oscar Moscoso-Londoño, Diego Muraca, Marcelo Knobel, Carlos A. Pérez, Diego Stéfani T. Martinez. ACS Appl. Nano Mater. 2019, 2,6, 3414-3425. https://doi.org/10.1021/acsanm.9b00339.
Nanoplataforma magneto-luminescente de baixa toxicidade
Em um trabalho de pesquisa realizado em uma série de laboratórios brasileiros, uma equipe científica multidisciplinar desenvolveu um nanomaterial magnético, luminescente e capaz de se ligar quimicamente a moléculas de interesse, como fármacos ou proteínas. O nanomaterial também apresentou baixa toxicidade em testes com organismos vivos. Tendo esse conjunto de características, o novo material pode ser visto como uma nanoplataforma multifuncional, promissora para o desenvolvimento de diversas aplicações, principalmente nas áreas de biotecnologia, saúde e ambiente. O estudo foi reportado em artigo publicado na ACS Applied Nano Materials (periódico da American Chemical Society lançado em 2018), e destacado em capa da edição de junho da revista.
As propriedades dessa nanoplataforma provêm da presença de diversos compostos e elementos com propriedades distintas: nanopartículas de óxido de ferro (Fe3O4, conhecido como magnetita) responsáveis pelo magnetismo; íons de elementos lantanídeos (Gd3+, Ce3+ e Tb3+, conhecidos como terras raras) responsáveis pela luminescência ou emissão de luz, e quitosana (biopolímero obtido a partir do exoesqueleto de crustáceos), fundamental para propiciar, na superfície na nanoplataforma, as ligações químicas com moléculas externas de interesse.
A nanoplataforma foi desenvolvida no Laboratório Nacional de Nanotecnologia do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNNano – CNPEM). O processo utilizado para sua síntese abrange uma série de etapas. Inicialmente, as nanopartículas de óxido de ferro que formam o núcleo das nanoplataformas são sintetizadas e revestidas com dióxido de silício (SiO2). Depois, os elementos luminescentes e a quitosana são incorporados às nanopartículas formando uma camada externa. O resultado são nanoplataformas de aproximadamente 170 nm de diâmetro (em média), denominada Fe3O4@SiO2/GdOF:xCe3+,yTb3+.
Para estudar as propriedades magnéticas e luminescentes da nanoplataforma e caracterizar sua estrutura e morfologia, participaram do trabalho grupos de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade de São Paulo (USP), especialistas nesses estudos.
Além disso, os autores principais do trabalho decidiram avaliar a toxicidade das nanoplataformas com relação a organismos vivos – um passo fundamental quando se pensa em aplicações na área de saúde ou meio ambiente. Os cientistas optaram por realizar um ensaio in vivo bastante consolidado no meio acadêmico, no qual embriões de peixe-zebra, mais conhecidos pelo nome em inglês zebrafish (nome científico Danio rerio), são expostos ao material cuja toxicidade se deseja avaliar. Esses peixes de água doce, de fato, apresentam alta semelhança genética com a espécie humana (cerca de 70%) e, ao mesmo tempo, são mais baratos e fáceis de se estudar do que camundongos ou ratos , entre outras vantagens.
No ensaio de toxicidade, algumas dezenas de ovos de peixe-zebra recém-fecundados foram colocados em meio aquoso contendo as nanoplataformas em diversas concentrações. Os embriões foram examinados em diferentes momentos de seu desenvolvimento usando um microscópio óptico para conferir se ocorria mortalidade, malformação, edema ou mudanças no tamanho. Os testes incluíram embriões com e sem córion (membrana que protege o embrião nos estágios iniciais do desenvolvimento). Os resultados do ensaio, que foi realizado no LNNano, mostraram que as nanoplataformas, mesmo em elevadas concentrações (100 mg/L), apresentam baixa toxicidade para todos os grupos de embriões.
“Este trabalho traz uma contribuição inédita envolvendo a avaliação da toxicidade de nanomateriais híbridos utilizando o modelo zebrafish, um promissor método alternativo em nanotoxicologia, e a influência do córion”, destaca Diego Stéfani Teodoro Martinez , pesquisador do CNPEM no LNNano e um dos autores correspondentes do artigo.
Os embriões também foram analisados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS – CNPEM) com o objetivo de verificar a distribuição e concentração das nanoplataformas no organismo dos embriões. Para isso, os cientistas utilizaram a técnica de microscopia por fluorescência de raios X com luz sincrotron (SXRF), a qual consegue fazer um mapeamento preciso de determinados elementos químicos em sistemas biológicos. Essa técnica está disponível em uma das estações experimentais do LNLS, coordenada pelo pesquisador Carlos Alberto Pérez, que é um dos autores correspondentes do artigo.
As análises por SXRF mostraram que as nanoplataformas tinham se acumulado nos embriões em função do tempo de exposição, com concentrações maiores no trato gastrointestinal no caso dos embriões que já tinham a boca desenvolvida – um resultado que pode ser significativo, por exemplo, no contexto de aplicações na área de saúde envolvendo a ingestão das nanoplataformas por via oral.
O estudo foi realizado no contexto de um projeto de pós-doutorado do bolsista Latif Ullah Khan, também autor correspondente do artigo. A realização do projeto, afirma Martinez, foi possível graças à disponibilidade de competências e facilidades nos laboratórios multiusuários do CNPEM. Entretanto, parcerias com outros laboratórios também foram fundamentais, acrescenta o pesquisador do CNPEM. Na Unicamp, o grupo do professor Marcelo Knobel realizou os estudos de magnetometria. Na USP, os grupos dos professores Hermi Felinto Brito e Magnus Gidlund fizeram os estudos de luminescência e funcionalização. Finalmente, o professor Diego Muraca (Unicamp) e o pesquisador Jefferson Bettini (CNPEM) contribuíram com a caracterização estrutural e morfológica por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão.
“Este artigo surgiu com a união da experiência de diferentes grupos brasileiros; um trabalho interdisciplinar na fronteira do conhecimento em nanobiotecnologia e nanotoxicologia”, diz Martinez, acrescentando que um dos principais desafios do trabalho foi a integração de conhecimentos e técnicas de diferentes áreas, como Materiais, Biologia e Toxicologia, no qual atuaram como coordenadores ele mesmo e Carlos Pérez.
O estudo contou com apoio financeiro das agências brasileiras CAPES (inclusive por meio do acordo CAPES-CNPEM), FAPESP e CNPq (inclusive por meio do INCT-Inomat); do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) por meio do SisNANO, e The World Academy of Sciences for the advancement of science in developing countries (TWAS). O estudo também contou com apoio financeiro do Centro Brasil-China Pesquisa e Inovação em Nanotecnologia (CBC-Nano).
Aplicações: biotecnologia, saúde e meio ambiente
De acordo com Martínez, a nanoplataforma desenvolvida abre perspectivas para aplicações em biotecnologia, saúde e meio ambiente, como, por exemplo, sistemas para imageamento de tecidos biológicos e células, kits para diagnósticos médicos e sistemas para detecção e remediação de poluentes ambientais.
As aplicações aproveitariam o interessante conjunto de propriedades da nanoplataforma. Por ser magnéticas, usando um ímã externo, as nanoplataformas poderiam ser direcionadas e retidas em determinado tecido biológico ou isoladas de, por exemplo, sangue ou águas contaminadas. Além disso, a luminescência do nanomaterial permitiria a visualização das nanoplataformas dentro dos tecidos biológicos e células de interesse. Finalmente, a presença de quitosana propiciaria a ligação química de fármacos e outras moléculas que serviriam ao diagnóstico e/ou tratamento de doenças. “Todavia, ainda é preciso muitos estudos para aplicações reais e comercialização desta nanoplataforma, uma vez que se trata de um novo material e que precisa ser testado em diferentes modelos futuramente”, esclarece Martinez.
Featured scientist: Prof. Julia Greer (California Institute of Technology, USA).
As if she were an architect of the nanoscale, Prof. Julia R. Greer, together with her research group at Caltech (California Institute of Technology) creates three-dimensional structures based on innovatively engineered nanomaterials. The result are metamaterials (artificial materials in which properties depend not only on chemical composition but also on the specific arrangements of nano-sized components into an architected structure) with superior properties. For example, structures with simultaneous extreme lightness and strength or thermal conductivity. Professor Greer and her group develop methods to create such 3D nano-architected materials using an approach called additive manufacturing, and to understand how these properties are generated as a result of multi-scale interactions: atomic, nano and micro scales.
Julia Rosolovsky Greer was born in Moscow (Russia). She began her musical education at the age of 6 and started attending the renowned Gnessin School of Music in Moscow in 5th grade; concurrently in 7th grade she transferred to a Math high school, which in a way served as a foreshadow of her “double-career” as a scientist and a pianist. At 16, she moved with her family to the United States, where she studied and works in three of the top five universities in the world according to the rankings available. For her undergraduate studies she attended the Massachusetts Institute of Technology (MIT), where she obtained in 1997 her major in Chemical Engineering and a minor in Advanced Music Performance. After that, Greer was accepted at Stanford University to undertake graduate studies in Materials Science and Engineering. In 2000, she obtained a M.S. degree, but was discouraged by her at-the-time-supervisor to follow a scientific career. After working for a few years at Intel, Greer decided to return to Stanford to get a Ph.D. Working under the guidance of materials scientist Prof. William D. Nix, who she considers an incredible mentor, Julia made a seminal contribution to nanomechanics and obtained her Ph.D. degree in 2005. After that, she was a postdoctoral fellow at PARC until she joined the faculty of Caltech in 2007, where she is currently a Ruben F. and Donna Mettler Professor of Materials Science, Mechanics, and Medical Engineering.
Professor Greer has an h-index of 56 and over 13,000 citations, according to Google Scholar. She has received a couple of dozen distinctions from scientific institutions, journals and media, and has given more than 100 invited lectures, including named lectures, at scientific events, universities, World Economic Forums and TEDx events. Greer serves as an associate editor for Nano Letters and Extreme Mechanics Letters.
This scientist and concert pianist will be in September in Balneário Camboriú (Brazil), giving a plenary lecture at the XVIII B-MRS Meeting.
See our mini interview with Professor Julia Greer.
B-MRS Newsletter: – In your PhD research, you developed an innovative method to measure mechanical properties of materials at the nanoscale and with it you have made an amazing discovery, right? We would like you to tell us, as briefly as possible, the history of this work, its results and its impact.
When I first arrived at Stanford to start my Ph.D. research with the amazing mentor, Professor W.D. Nix, he vaguely suggested that I should learn how to make small things to test mechanically and see if I could figured out how to use the new-at-the-time instrument, the Focused Ion Beam (FIB). Having worked at Intel for a couple of years, I had learned to do what the Boss tells you to do, so I had learned a very new at the time technique that carves nano-sized shapes by etching the parent material with Ga+ ions. Soon, I had become quite proficient at making nano-cylinders, whose diameters ranged from 1/10,000th of your hair diameter to something like half a thickness of a sheet of paper. I then figured out how to compress them using an instrument called nanoindenter to assess their strength and modulus, and we discovered that as we made those pillars smaller, i.e. reducing the diameter from several microns to a few hundred nanometers, resulted in much higher stresses, i.e. they were able to exhibit much greater strengths. I spent the rest of my 3-year Ph.D. trying to figure out how and why that happened. Together with Prof. Nix, we stumbled upon a pretty impactful finding that smaller was, in fact, stronger, because of the specific behavior and interactions of defects called dislocations within very small, nano- and micro-sized volumes. We did all this work on single crystals of gold, i.e. a relatively malleable metal at the macroscale, whose properties are well understood. When its dimensions were reduced to ~200 nm, it became as strong as steel, exhibiting compressive (and we showed later, tensile, too) stresses close to 800 MPa or even higher; for comparison, the bulk strength of gold is roughly 25 MPa, so it’s 50 times higher! Since then many other research groups have confirmed this type of size effect in many different metals, using different experimental and computational techniques and materials, so it had turned out to be not only a reproducible but seemingly ubiquitous size effect in many different material systems. It has significant implications for how to properly understand material behavior at the nano- and microscale.
B-MRS Newsletter: – In your plenary talk at the B-MRS Meeting, you will talk about three-dimensional nano-architected meta-materials. Could you please choose one of your favorite metamaterials, briefly describe how it is made and mention its (possible) applications?
Well, our meta-materials are like children, I don’t really have a favorite one. What I will do is describe how we usually make these materials, what are their solid constituents – they are all so different: metals, semiconductors, polymers, carbon, ceramics, etc. – and what kind of properties they exhibit. I will describe quite a bit of chemical synthesis, mechanical properties, and show (hopefully 😉 ) interesting visual examples of their response to various stimuli. I am looking forward to the conference!
For more information on this speaker and the plenary talk she will deliver at the XVIII B-MRS Meeting, click on the speaker’s photo and the title of the lecture here https://www.sbpmat.org.br/18encontro/#lectures.