Matéria atualizada: 08/04/21

Foto: TV Brasil | Reprodução

A nanotecnologia é o entendimento e o controle da matéria em uma escala atômica e molecular, tendo como princípio a construção de estruturas e novos materiais a partir dos átomos. Apesar de parecer algo muito futurístico, ela já faz parte do nosso cotidiano, sendo utilizada em diversos avanços na área da saúde, da eletrônica, da computação e nas engenharias.

Pensando nisso um grupo de pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveu um nanoscópio. A tecnologia que é equivalente a um microscópio, mas com uma resolução que alcança materiais mil vezes menor, foi capa da revista Nature.  

Segundo o professor do Departamento de Física do ICEx, Ado Jorio, existem diversos cientistas trabalhando com a temática, sendo que a primeira proposta teórica para um aparato como esse é de 1928. Já a primeira demonstração de aplicabilidade é de 2000.

O pesquisador também lembra que há uma tendência em nomear como nanoscópio toda tentativa de chegar a uma visão mil vezes menor que o microscópio. Ele informa que, inclusive, já até existe uma outra tecnologia que usa esse nome. 

“Ela se diferencia da nossa, pois gera imagens por um microscópio normal e realiza o processamento de imagem, via computação, para chegar a nova resolução. O que nós estamos divulgando como nanoscópio já vem em resolução nanométrica, sem nenhum processamento”, informa o pesquisador.

Como isso é possível? Segundo Jorio, graças ao desenvolvimento de uma nanoantena. Para explicar o que seria isso, o pesquisador pede para pensarmos nas antigas vitrolas: equipamento que roda o disco (de vinil) e que tem um aparato que o lê.

De acordo com o pesquisador, semelhantemente a vitrola, temos nessa situação um equipamento, no caso o nanoscópio, que tem uma espécie de agulha, mais precisamente uma antena, de tamanho nano. “Essa tecnologia é única no mundo e foi patenteada na China, nos Estados Unidos, na Europa e no Brasil, sendo nacional tanto do ponto de vista de desenvolvimento, quanto de propriedade intelectual”, pontua.

A tecnologia contou em sua gênese com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) e, atualmente, está sobre negociação para ser produzida e comercializada dentro e fora do Brasil.

Construção coletiva

O estudo sobre o nanoscópio começou em 2003, quando o grupo tomou conhecimento da tecnologia. Primeiro eles realizaram uma importação sobre o que já vinha sendo desenvolvido sobre o tema por outros grupos no mundo, principalmente no Estados Unidos, Suíça e Alemanha. Após isso, os pesquisadores começaram a trabalhar no desenvolvimento da tecnologia. 

“No início, mesmo que já se tenha provado o seu conceito, a tecnologia não chega com robustez ou eficiência adequada para que se possa fazer algo verdadeiramente útil”, destaca Jorio. 

Do primeiro ano para cá, muito desenvolvimento científico e tecnológico foram feitos, inclusive havendo publicação de diversos artigos e depósitos de patentes. Ado Jorio destaca que foram 15 anos de financiamento robusto para que o projeto pudesse evoluir, como evoluiu ao longo desse percurso. 

“Foi um processo muito interesse em que começamos com o financiamento da FAPEMIG, lembro que uma das primeiras peças que comprei foi com a verba do Demanda Universal. Depois tivemos dois aportes interessantes do Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação (MCTI), via CNPq, que era de Redes de Pesquisa. Foram duas redes, uma para a viabilização de instrumentos em nano outra mais focada no nanoscópio”, relembra.

Já em 2018 o grupo teve um financiamento significativo da Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), em conjunto com a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii). O aporte visou transformar todo o conhecimento já desenvolvido, a partir dos financiamentos passados, em um produto para o mercado. “Trabalhamos com uma unidade da rede Senai-Cimatec e outra da Embrapii DCC/UFMG. Era um grupo da ordem de 60 pessoas, de diversas áreas, para transformar o protótipo laboratorial em um protótipo pré-comercial – passível de reprodução por empresas privadas para fazer a venda”, informa.

Em meados de 2020, uma spinoff acadêmica, formada por alunos da engenheira e física da UFMG, começaram a negociar com a Universidade a transferência de tecnologia para que possam realizar a produção comercial do nanoscópio. Jorio conta, ainda, que o grupo também está em negociação com o fundo de investimento Seed4Science. “Se essas negociações derem certo a empresa terá o apoio do fundo, para produzir a tecnologia”. A expectativa é que isso ocorra ainda este ano.

Nanoscópio e grafeno

A existência do grafeno é conhecida desde que se estuda o grafite, há mais de 70 anos. Contudo, foi só em 2004 na Universidade de Manchester, Inglaterra, que pesquisadores mostraram que ele tem propriedades elétricas não usuais. Esses pesquisadores ganharam o prêmio Nobel de Física, em 2010. 

Já em 2018, um grupo do Massachusetts Institute of Technology (MIT), descobriu algo muito interessante. Jorio explica que se empilharmos folhas de grafeno fazemos o grafite da nossa lapiseira. Porém, se pegarmos duas folhas de grafeno e rodá-las uma em relação a outra, iremos modular as suas propriedades. “Eles descobriram que se essa rotação for muito pequena, da ordem de 1,1 grau, esse material se torna um super condutor, tendo diversas potenciais aplicações”, conta.

Ado Jorio destaca que essa super condutividade ainda é uma propriedade do grafeno pouco compreendida, mas que o nanoscópio pode ajudar a entendê-la. “Nós produzimos essa bicamada rotulada e como ele tem uma resolução maior do que o microscópio pudemos visualizar sua estrutura fundamental. Fornecendo a comunidade científica informações e uma metodologia que pode nos levar a compreender essa característica”, informa.

As aplicações da tecnologia, porém, não acabam por aí. Assim como um microscópio ele pode ser usado em qualquer material que possa ser colocar de baixo da objetiva, iluminado e olhado pelo equipamento. “Permitindo conhecer os detalhes da estrutura nanométrica, além de produzir uma engenharia mais robusta do que faria sem entender esse aspecto”, ressalta. 

Fechando o Ciclo de Inovação

Quais seriam, assim, os impactos sociais com essa tecnologia? Para o professor Jorio, essa é a pergunta mais importante, pois, no final, tudo o que fazemos é para melhorar a sociedade. 

Nesse sentido, o pesquisador destaca que o nanoscópio é capaz de dar um salto no desenvolvimento científico, o que significa vacinas, melhor condição de vida. “Além disso, imaginemos que a FAPEMIG dê recursos para um grupo comprar um equipamento europeu, esse recurso, que vem da sociedade, será enviado para a Europa.  Mas se for utilizado para comprar um produto de uma empresa mineira ele não vai gerar apenas o equipamento para o cientista, pois será colocado em uma empresa mineira, que paga impostos, paga o salário de um engenheiro que trabalha aqui e que coloca o seu filho em uma escola, compra o pão na padaria daqui”, elabora. 

 Segundo Jorio, isso significa fechar o ciclo da inovação, que é quando o retorno econômico de investimento na ciência realmente transborda para a sociedade e gera o melhoramento da qualidade de vida. “É realmente um ciclo virtuoso que precisa se fechar no Brasil para que a nossa sociedade fique mais madura e possa acarretar na diminuição da desigualdade”, ressalta.

Como funciona?

Estamos acostumados com o microscópio, equipamento que permite vermos coisas em tamanhos micrométricos. Mas o que significa isso? Segundo Ado Jorio, o milímetro é mil vezes menor que o metro, já o micrometro – que é um tamanho micrométrico – é mil vezes menor que o milímetro. Ou seja, ele é um milhão de vezes menor que o metro. 

Os nosso olhos não conseguem ver esse tamanho, pois temos um limite ótico para visualizar as coisas. O máximo que os olhos humanos conseguem enxergar são coisas não muito menores que um milímetro. É aí que usamos o microscópio, para conseguir ver e estudar coisas mil vezes menor que o milímetro, como vírus e bactéria. 

Já o nanoscópio foi feito para ver coisas do tamanho nano, medida mil vezes menor que o micro. Dessa forma, o que o nanoscópio faz é dar um salto do microscópio equivalente ao salto do microscópio em relação ao olho humano. “Para dar uma noção de escala, no microscópio conseguimos ver a célula, mas não conseguimos ver uma organela que está lá dentro, o que é possível com o nanoscópio”, informa.