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Divulgação |
País vê surgimento dos
primeiros
fornecedores locais especializados
Texto de Márcio Azevedo e fotos de Cuca Jorge
Em meados do começo do milênio, os
Estados Unidos decidiram realizar investimentos estratégicos em
nanotecnologia. Estudos mostravam que ela poderia ter enormes impactos em
diversos segmentos da atividade humana, e o país inseriu no rol de suas
prioridades um forte investimento nesse campo do conhecimento.
No rastro dessa medida, outros países, inclusive o Brasil, atentaram para
a importância de esforços para dominar a nanotecnologia. Por aqui, houve a
inclusão da nanotecnologia em programas públicos de fomento e a formação
de redes nacionais de pesquisa dedicadas à nanociência. Até pouco tempo,
porém, era impossível encontrar empresas privadas que se dedicassem ao
tema, aparentemente restrito à pesquisa financiada exclusivamente com
recursos públicos. Essa situação, entretanto, está se alterando e já
existem competidores nacionais fornecendo produtos nanotecnológicos ao
mercado brasileiro, com aplicações em diversos segmentos, inclusive o de
plásticos.
Um dos rebentos dessas iniciativas consiste no único laboratório de
nanotecnologia aplicada ao agronegócio do Brasil, e quiçá do mundo,
inaugurado recentemente pela Embrapa Instrumentação Agropecuária, de São
Carlos-SP. O investimento totaliza cerca de R$ 10 milhões e conta com
recursos oriundos da Finep (Financiadora de Estudos e Projetos), do CNPq
(Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), da Fapesp
(Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e da própria
Embrapa.
O aparato do laboratório que o credencia à pesquisa da nanotecnologia em
plásticos, nas palavras de José Manuel Marconcini, pesquisador da Embrapa
Instrumentação Agropecuária, é composto por equipamentos de microscopia de
força atômica (para a análise de superfícies e a detecção de algumas
estruturas nanométricas), um laboratório de síntese e caracterização de
nanoestruturas, dotado de equipamentos de caracterização de partículas e
análises de potencial zeta e de área superficial, medidores de ângulo de
contato, reômetros rotacionais e equipamentos de caracterização de
materiais (para a realização de ensaios mecânicos, ensaios de impacto e
HDT Vicat, entre outros). Além de todo esse maquinário, o novo laboratório
da Embrapa Instrumentação Agropecuária possui, como suporte, instrumentos
de análise térmica DFC, termogravimetria e DMA, bem como equipamentos de
análises espectroscópicas, incluindo ressonância magnético-nuclear, IR e
UV. A unidade de São Carlos ainda possui um laboratório voltado ao
processamento de polímeros termoplásticos em geral, com extrusora
dupla-rosca, uma injetora de 40 t de fechamento, para a injeção de
corpos-de-prova e protótipos pequenos, uma extrusora de filmes e um
reômetro de torque, para estudar o comportamento de compostos em
misturadores de câmara interna (simulando o comportamento de equipamentos
de processo, como extrusoras). Completa o arsenal uma linha de
revestimento e laminação, incomum em laboratórios de pesquisa. “A ideia
por trás desse conjunto de equipamentos é sintetizar nanoestruturas,
caracterizá-las, obter novos materiais nanocompósitos e protótipos
adequados para a aplicação no agronegócio, ou cujas fontes venham do
agronegócio”, explica o pesquisador.
Mas o que resulta da intersecção de nanotecnologia, agronegócio e
plásticos? O objetivo do novo laboratório é pesquisar a utilização de
nanocompósitos em embalagens para aumentar a vida útil dos produtos
agrícolas embalados. Esse escopo é amplo e engloba algumas frentes, como o
incremento de propriedades de barreira, a mitigação da atividade
microbiana e a elevação da resistência mecânica.
A Embrapa já desenvolve pesquisas relacionadas aos candidatos usuais a
aplicações de nanotecnologia em plásticos, como as argilas (para melhorar
a barreira e as propriedades mecânicas da embalagem) e a prata (que tem
poder antimicrobiano), mas, armada com seu novo laboratório, também está
tentando fugir do lugar comum. No campo dos antimicrobianos, Marconcini
revela uma linha de pesquisa em que o protagonista é a quitosana, um
polímero natural e biodegradável obtido de cascas de camarão. No mais, o
pesquisador se mantém reticente, e se recusa até a comparar as
propriedades da quitosana com as da prata. “Ainda estamos em
desenvolvimento, e fazendo uma série de coisas diferentes do que está no
mercado”, diz, enigmático e sorridente.
As incursões pela nanotecnologia também apontam para a extração de
nanoestruturas de celulose, os famosos whiskers de celulose, assim
denominadas as porções cristalinas do polímero natural. A “nanocelulose”
tem diâmetro e comprimento nanométricos – respectivamente, de 5 a 30
nanômetros, e de 100 a 500 nanômetros – e pode ser incorporada a plásticos
e elastômeros, dotando-os de maior resistência mecânica. O algodão é uma
das culturas que oferece um produto rico em celulose. In natura, ele
fornece um polímero com cerca de 70% de cristalinidade, que pode ser
elevada a 90% no processo de obtenção da nanoestrutura.
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Compatibilidade desafiadora – Com a carga
nanoestruturada em mãos, entra em cena a etapa de estudo da
incorporação à matriz plástica, que promete consumir boas horas da
dedicação dos pesquisadores da Embrapa. “São muitas situações inéditas
e de difícil comparação com o que está disponível na literatura, pois
as pesquisas existentes não têm se direcionado a processos
convencionais de transformação, como a extrusão e a injeção. De modo
geral, ainda é um desafio obter produtos”, explica Marconcini. |
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cada tipo de resina. O mercado pode esperar novidades, pois a empresa
pública investiga ainda outras substâncias pouco empregadas na obtenção de
cargas nanoestruturadas para plásticos, mas o segredo, novamente, é
necessário.
Por estar muito ligada à produção de alimentos, uma outra linha de
pesquisa é essencial para a Embrapa: a determinação da nanotoxicologia,
isto é, os efeitos adversos dos nanocompósitos em organismos vivos. Uma
das preocupações mais óbvias recai sobre a possibilidade de migração das
nanopartículas, principalmente no caso das embalagens. Sempre há um
coeficiente de difusão e permeação das partículas para a superfície da
matriz, seja ela polimérica, metálica ou cerâmica. Esse coeficiente é
característico de cada combinação plástico versus nanopartícula e deve ser
conhecido, para fornecer duas informações básicas: a ocorrência ou não de
migração das nanopartículas para os produtos embalados, e, no caso de
migração, a máxima concentração de nanopartículas segura para a saúde
humana, presumida a ingestão do embalado.
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Dos mais de quarenta centros de pesquisa da Embrapa, dezessete desenvolvem pesquisas dedicadas à nanotecnologia. Na companhia de outras 13 universidades, formam uma rede de nanotecnologia financiada pela Embrapa, voltada ao agronegócio e que conta com 90 pesquisadores. Esse esforço conjunto já rendeu resultados, um dos mais conhecidos, talvez, o do sensor polimérico conhecido como língua eletrônica. Mas o grande diferencial da empresa pública, na visão de Henrique Carparelli Mattoso, coordenador da Rede de Nanotecnologia para o Agronegócio, é a obtenção de produtos derivados de biopolímeros, em resposta à busca por alternativas ao petróleo. Nesse contexto, e somados à liderança do país na agricultura, materiais como o amido, a celulose, a quitosana e as fibras naturais ganham importância. Além disso, a Embrapa desenvolve novas |
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variedades de muitos desses materiais oriundos de fontes renováveis. Os
biopolímeros, entretanto, costumam apresentar muitas limitações no
desempenho mecânico e nas propriedades de barreira, mas, juntando o nano
com o bio, Mattoso acredita que é possível chegar a biopolímeros com
propriedades melhoradas pela nanotecnologia.
O coordenador também crê no potencial das biorrefinarias, instalações
industriais que usam biomassa para a fabricação de produtos
tradicionalmente obtidos de combustíveis fósseis pela indústria
petroquímica. Muitos coprodutos de biorrefinarias contêm biopolímeros e
fibras naturais, e poderiam se tornar bons substitutos para produtos de
origem fóssil, como já acontece, seguindo conceito similar, com a
alcoolquímica e o plástico derivado de cana-de-açúcar.