A nChemi, startup sediada em São Carlos, SP, está desenvolvendo nanopartículas de óxidos de metal que podem ter aplicação bastante diversificada em diversos setores industriais. Seus produtos podem ser aplicados em embalagens, dando-lhes maior proteção contra umidade e oxigênio, e em tintas para superfícies metálicas com proteção contra corrosão.
As nanopartículas também podem ser aplicadas em meios de contraste para exames por ressonância magnética e em material para recobrir dutos da indústria de óleo e gás. Outra importante aplicação se dá em tintas nanoestruturadas para uso em eletrônica impressa, em células fotovoltaicas orgânicas flexíveis (OPV, na sigla em inglês para “organic photovoltaic”), que convertem energia solar em eletricidade e representam uma inovadora fonte alternativa de energia.
Se a diversidade de aplicação por si só pode ser vista como um benefício, a nChemi também se apresenta como pioneira no país na produção de nanopartículas customizadas e em escala. “O desenvolvimento de nanopartículas em escala industrial, de forma customizada, de maneira rápida, com custo competitivo e dentro do território nacional é pioneiro no Brasil e há poucas empresas no mundo que comercializam esses produtos”, disse Bruno Henrique Ramos de Lima, doutor em Ciência e Engenharia de Materiais.
Lima, juntamente com o químico Lucas Daniel Tognoli Leite e o engenheiro físico e também doutor em Ciência e Engenharia de Materiais Tiago de Góes Conti, todos egressos da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), formam o trio de sócios-fundadores da nChemi. Outros três pesquisadores colaboram com o desenvolvimento dos produtos.
“Nossa principal motivação para a criação da empresa foi a falta de fornecedores desse tipo de material no mercado nacional e o alto custo de importação. Com nossa experiência no desenvolvimento de nanopartículas, vimos uma oportunidade de explorar esse mercado”, contou Lima.
Segundo ele, o grande diferencial das nanopartículas produzidas pela nChemi, que tornam sua aplicação tão diversificada, é a capa formada por moléculas orgânicas colocadas ao redor do núcleo de óxido metálico. Tanto o núcleo – que abriga propriedades como magnetismo, condutividade e absorção de raios UV – quanto a capa – que torna a nanopartícula compatível a diferentes meios (água, solventes orgânicos, polímeros, adesivos, entre outros) – podem ser modificados. Dessa forma, é possível escolher a propriedade do núcleo e o meio em que se quer aplicar, de acordo com a demanda do cliente.
A tinta nanoestruturada, por exemplo, que é uma dispersão de nanopartículas em um solvente, pode ser ou não transparente dependendo do tipo de nanopartícula. Se o material for óxido de ferro (Fe2O3), a tinta será quase preta. Se o material for óxido de zircônio (ZrO2), ela será quase transparente. Portanto, as tintas de corrosão e as usadas para integrar algumas das camadas das células fotovoltaicas orgânicas flexíveis (OPV) são baseadas em nanopartículas de óxidos metálicos diferentes, com aplicações diferentes.
“Essa capa de moléculas orgânicas ao redor do núcleo das nanopartículas aumenta a compatibilidade desse material com diferentes tipos de solventes, por exemplo, além de impedir que as nanopartículas se aglomerem, o que é essencial em algumas aplicações”, explicou Lima.
Criada em 2015, a nChemi é uma spin-off do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (Liec) da UFSCar, centro científico de excelência na pesquisa de nanomateriais que integra o Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) apoiados pela FAPESP. Incubada na Fundação ParqTec de São Carlos, a nChemi foi a primeira a utilizar a infraestrutura do Núcleo de Inovação do CDMF.
Segundo Lima, o primeiro passo para a criação da nChemi foi a submissão de projetos de pesquisa ao Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Algumas das aplicações das nanopartículas já eram desenvolvidas pela equipe antes da criação da empresa e outras foram desenvolvidas na fase 1 de dois projetos PIPE paralelos, concluídos em outubro do ano passado.
O projeto coordenado por Lima (14/21682-5) teve como foco o aumento da escala de produção de nanopartículas. O segundo projeto, coordenado por Tiago de Góes Conti (15/15921-0), comprovou a viabilidade técnica e econômica da produção de tintas à base de óxidos metálicos e sua utilização para aumentar a performance de células fotovoltaicas orgânicas flexíveis (OPV).
As OPVs podem ser instaladas e moldadas em estruturas transparentes como vidraças e janelas. Com a energia produzida, é possível alimentar computadores, telefones celulares e uma série de componentes eletrônicos de automóveis. Embora mais flexíveis e com uma variabilidade maior de aplicações do que as células solares de silício, as OPVs apresentam um problema a ser superado: menor eficiência na conversão de energia solar em eletricidade e menor tempo de vida útil que as convencionais de silício. Esses são alguns dos desafios que a nChemi está buscando solucionar em parceria com o CSEM (sigla para Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique ou Centro Suíço de Eletrônica e Microtecnologia), parceria que foi articulada pelo CDMF.
Sem revelar detalhes, Lima disse que essa parceria consiste em testes de desempenho da tinta nanoestruturada da nChemi, que tem demonstrado capacidade de mudar a estrutura e a eletrônica do sistema das OPVs. Além disso, como o CSEM importa as nanopartículas para impressão de OPV a um custo elevado, a parceria também está contribuindo para estudos que resultem em uma produção de baixo custo.
“Nossa estimativa é que a tinta nanoestruturada, produzida de acordo com as necessidades técnicas do CSEM, apresente as mesmas características do produto similar importado, porém, com aproximadamente 15% do custo. Nosso objetivo é sempre fornecer produtos com valor abaixo dos concorrentes internacionais”, disse Lima.
O braço brasileiro do centro suíço de pesquisa aplicada, privado e sem fins lucrativos, está instalado em Minas Gerais. Com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig) e outras instituições, esse centro tem investido em pesquisa tecnológica para transformação de luz solar em geração de energia a partir de células fotovoltaicas para repassar o conhecimento para a indústria.
Esse acordo com o CSEM é um modelo que a nChemi quer seguir, com a participação ativa do parceiro no desenvolvimento de nanopartículas sob demanda. “Queremos nos tornar um fornecedor de nanomateriais com custo competitivo e torná-los uma plataforma de inovação para qualquer empresa que busque soluções em nanotecnologia.”
Com suas soluções tecnológicas, a nChemi tem foco em alguns setores, como o de coatings cerâmicos – revestimento aplicado em peças metálicas por meio de dispersões de nanopartículas para diminuição de desgaste mecânico e químico; o de adesivos de laminação com carga de nanopartículas – para produção de embalagens com maior barreira a gases e água; o de ferrofluidos à base de nanopartículas magnéticas; e o de insumos para o mercado de eletrônica impressa e orgânica, com a tinta nanoestruturada usada na produção de OPV.
Esse mercado, especificamente, segundo Lima, ainda não está consolidado, mas está em ascensão. Com base em projeções da consultoria IDTechEx ele diz que o mercado global de eletrônica impressa e orgânica passará de US$ 26,5 bilhões em 2016 para US$ 69 bilhões em 2026, e que o setor de impressão de grandes áreas de células solares flexíveis irá crescer 16,1%, alcançando US$ 23 bilhões em 2017.
Na avaliação de Lima, a parceria com o CDMF foi essencial para a criação da empresa e continua sendo essencial no desenvolvimento dos projetos PIPE e outros projetos da empresa, assim como o apoio do PIPE tem sido de grande importância para a transformação de ideias em produtos comerciais. “Sem esses projetos, o desenvolvimento e a validação técnica dos produtos seriam muito difíceis. As bolsas de pesquisa vinculadas aos projetos também são importantes para que os pesquisadores mantenham suas atividades.”
Hoje o grande desafio da nChemi é a inserção dos produtos no mercado. “Há ainda uma grande dificuldade em ‘catequizar’ nossos clientes, ou seja, mostrar-lhes quais são os benefícios da nanotecnologia para o seu segmento e como transformar esses benefícios em lucro, como, por exemplo, soluções a menor custo tanto para aumentar a eficiência de outros produtos quanto para garantir sua conservação e ampliar sua vida útil”, declarou Lima.
Ele disse que o próximo passo será consolidar uma estratégia de captação de clientes. Nesse sentido, um novo incentivo foi dado pelo programa PIPE para a nChemi avançar nesse desafio: a empresa foi selecionada para participar do programa Leaders in Innovation Fellowships (LIF), oferecido pela Royal Academy of Engineering, da Inglaterra, um treinamento voltado a capacitar empreendedores apoiados pelo programa PIPE para comercializar as tecnologias e inovações que estão desenvolvendo.
“O programa LIF foi uma oportunidade incrível e a imersão no mundo de inovação e empreendedorismo durante essas duas semanas proporcionou um profundo aprendizado sobre como modelar e gerenciar um novo negócio. O convívio com outros empreendedores do Brasil e dos outros países foi uma experiência fantástica e que tornou esse programa ainda mais enriquecedor. Tenho certeza de que grandes amizades e grandes parcerias de negócios foram criadas e que o conhecimento adquirido durante essas duas semanas será fundamental para o desenvolvimento e aprimoramento da nChemi”, declarou Bruno Lima. (Fonte: http://pesquisaparainovacao.fapesp.br/nanoparticulas_produzidas_em_escala_industrial_podem_ter_aplicacao_em_diversos_setores/140)
nChemi Engenharia de Materiais Ltda.
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