Um dos maiores cientistas brasileiros na atualidade, doutor em Físico-Química, Elson Longo, Professor Titular Emérito da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), diretor do Centro do Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN), está completando 80 anos de vida, ciência e pioneirismo e 50 anos na UFSCar. As bodas de ouro revelam um casamento profícuo, uma história de muito trabalho, dedicação e perseverança.
A UFSCar foi criada em março de 1970 e, em primeiro de janeiro do ano seguinte, Elson Longo ingressou na universidade, sendo um dos fundadores do Departamento de Química, do qual hoje é Professor Sênior e Titular. Ao completar o cinquentenário, Longo integra a lista dos pesquisadores mais influentes do mundo em um ranking publicado recentemente a partir da base de dados Scopus.
Dentre suas contribuições na área dos materiais destacam-se os estudos em nanotecnologia, filmes finos, pigmentos cerâmicos, materiais luminescentes, refratários/cerâmica, nanomateriais, química teórica, cosmetologia, sensores, varistores e catálise.
Publicou mais de 1.223 artigos em revistas internacionais, Índice H 76, 30.045 citações, possui 39 pedidos de privilégios e gerou mais de 1300 trabalhos em congressos nos últimos 13 anos. Desenvolveu mais de 42 projetos e convênios com os governos Federal e Estadual, e também com empresas (só com a CSN foram mais de 45 Projetos).
Orientou e co-orientou mais de 170 teses e dissertações. Recebeu mais de 23 prêmios e menções honrosas. Desde 2018 integra a Ordem Nacional do Mérito Científico. Mantém forte intercâmbio com instituições nacionais e internacionais de pesquisa na Espanha, França, EUA e Itália. Membro da Academia Internacional de Cerâmica (World Academy of Ceramics), Academia de Ciências do Estado de São Paulo (ACIESP), Academia Brasileira de Ciências (ABC) e professor honoris causa da Universidade Federal da Paraíba (UFPB).
Trajetória
Elson Longo nasceu em São Paulo, no tradicional bairro do Pari, em 1941. Morou em Presidente Prudente (SP), onde atendia telefones na Rádio Prudente aos treze anos de idade, depois se tornou repórter e um dos jornalistas mais requisitados da cidade, até se tornar secretário de redação do jornal O Imparcial.
Mais tarde se mudou para São Paulo e começou a ministrar aulas de Ciências e Matemática no ensino médio em um colégio estadual, e nesse período reencontrou um antigo colega do Clube de Química do ensino médio em Presidente Prudente, José Arana Varela (falecido em 2016), parceiro de muitos anos na vitoriosa trajetória acadêmica que viria a seguir.
No ano de 1966 ingressou no curso de graduação em Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Araraquara, atual Instituto de Química (IQ) da Unesp. Realizou o mestrado em 1975 no Instituto de Química da USP/São Carlos e, em 1976 foi para a França e ingressou no Centre de Mécanique Ondulatoire Appliquée (CMOA) do CNRS (Centre Nationale de Recherche Scientifique). Naquele momento desenvolveu seus estudos teóricos e mecanismos de enzimas e substâncias esquistossomicidas. De volta ao Brasil, concluiu o doutorado no Instituto de Química da USP/São Carlos
Com Longo na UFSCar e Varela no IQ da Unesp em Araraquara, juntamente com o professor Luiz Otávio Bulhões, os três professores pesquisadores inauguraram o “Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica” (LIEC) em 1988, com sede tanto na UFSCar quanto em Araraquara. O Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC) está completando 33 anos de forte atuação em pesquisa científica, desenvolvimento de produtos e processos inovadores, formação de cientistas e atividades de extensão.
Em evento comemorativo aos 30 anos do LIEC, Longo relembrou os primórdios da criação do laboratório interdisciplinar. “A ideia surgiu porque tínhamos conseguido equipamentos, resultantes de auxílios de agências financiadoras, mas não havia espaço suficiente em nossos respectivos departamentos para alocá-los. A ideia pôde ser realizada graças a uma parceria com a Companhia Brasileira de Metais e Metalurgia (CBMM) para financiar a construção do prédio que albergaria os equipamentos. A empresa, contou Longo, tinha interesse em que o futuro laboratório desenvolvesse alguns produtos. “Desta sorte, logramos seu apoio para a construção do prédio na UFSCar”, disse.
Assim, o laboratório começou a receber estudantes interessados em participar das pesquisas. Os primeiros, lembra Longo, foram Edson Roberto Leite, Carlos Alberto Paskocimas, Ernesto Chaves Pereira e Maria Aparecida Zaghete. “Pode-se dizer que, ao longo desse tempo, foram centenas de estudantes que realizaram seus estudos no LIEC”, disse Longo. Além de estudantes de vários cursos da UFSCar, o LIEC recebeu jovens de outras instituições do Brasil e do exterior para aulas, cursos e trabalhos de pesquisa em todos os níveis de formação.
Parcerias com o setor industrial marcariam a história do LIEC nos anos seguintes. “Os vários temas de pesquisa foram se desenvolvendo e também mudando a partir das reflexões teóricas, dos contatos com várias empresas”, contou Longo. “Friso que não se tratou da produção de um conhecimento reflexo das necessidades empresariais; ao contrário, tais necessidades suscitaram novos modelos interpretativos e diálogos com outras teorias”, esclareceu o professor.
Um dos parceiros industriais de mais longa data é a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), com a qual o laboratório continua trabalhando. Inicialmente, o LIEC ajudou a empresa a eliminar a corrosão que sofria o queimador cerâmico. “A solução desse problema colocou a equipe pesquisando e resolvendo problemas do alto forno, canal de corrida, carro torpedo, conversor etc.”, rememora Longo.
Outro dos exemplos citados por Longo é o da parceria com a 3M do Brasil. O LIEC colaborou com a empresa na implantação de uma fábrica de varistor em Ribeirão Preto (SP), cerca de 100 km de São Carlos. “Essa colaboração nos permitiu abrir outra subárea de pesquisa, por meio da qual produzimos o primeiro varistor à base de óxido de estanho”, contou o professor emérito.
Paralelamente aos projetos com empresas, o LIEC realizava, desde o início, pesquisas em cerâmica estrutural à base de óxido de zircônia estabilizado com terras raras e metais alcalinos terrosos. Nesse contexto, iniciou-se a colaboração com o químico teórico Juan Andrés, professor da Universitat Jaume I (Espanha) – cooperação de mais de 30 anos.
Quanto às atividades de extensão, o LIEC também tem exemplos bem-sucedidos, como o projeto por meio do qual levou conhecimento técnico a artesãos de cerâmica artística de nove estados brasileiros.
Século XXI
O ano 2000 foi um ponto de inflexão na trajetória científica do LIEC. O laboratório foi aprovado na chamada de projetos CEPID da FAPESP, passando a se denominar Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), e tendo garantia de financiamento contínuo por 11 anos. A partir daí, houve um crescimento exponencial nas pesquisas, inovação e na interação com as empresas, possibilitando o surgimento da área de difusão do conhecimento, ampliando enormemente as interações científicas nacionais e internacionais do LIEC.
Naquele momento, o LIEC iniciou uma profunda modificação nas pesquisas de semicondutores cerâmicos, utilizando o método Pechini. Houve um crescimento significativo nas pesquisas em materiais sensores a partir de partículas nanométricas.
Esse estudo resultou no desenvolvimento de um sensor a base de óxido de cério, dopado com lantânio para detectar monóxido de carbono. O sensor será produzido por uma empresa Argentina, em função da parceria com Miguel Ponce, professor da Universidade Nacional de Mar de Plata (UNMdP), e o professor Alexandre Simões, da Unesp.
Com o objetivo de transformar o conhecimento científico em ciência aplicada, aumentando, assim, as possibilidades dos alunos se inserirem no mercado, o LIEC iniciou o apoio a empresas spin-off, ou seja, aquelas que surgiram a partir das pesquisas realizadas no laboratório. Este foi um marco na inovação apoiado pelo Cepid/Fapesp.
Nesse contexto, foram criadas duas empresas: a Nanox, especializada em nanopartículas bactericidas utilizadas pela indústria de tapetes, secadores de cabelo e embalagem de leite; e a KosmoScience, especializada em caracterização de cosméticos para Natura, Unilever, Boticário etc.
CDMF
Em 2013, o LIEC, juntamente com grupos de diferentes universidades paulistas, foi novamente contemplado com o projeto Cepid da Fapesp, passando a ser denominado Centro de Pesquisa para o Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF). As linhas de pesquisa inseridas no CDMF/Cepid abarcam três grandes áreas: energia, meio ambiente e saúde. No estágio atual, a ênfase teórico/metodológica recai sobre o método hidrotermal microondas para obtenção de nanopartículas semicondutoras, havendo um controle rígido da cinética de reação e morfologia (teórico-experimental).
Por outro lado, houve uma evolução crescente na difusão do conhecimento e inovação, com a participação de Antônio Carlos Hernandes (USP) e Adilson de Oliveira (UFSCar), que criaram novas formas de interação com a sociedade, por meio da utilização das mídias digitais e também de contatos com as escolas da rede pública do estado de São Paulo. Atualmente, o CDMF possui uma ampla gama de projetos de difusão, participando ativamente das redes sociais, da elaboração de vídeos científicos para os diferentes níveis de ensino, jogos educativos, programas educativos de rádio e televisão.
No novo centro, pesquisadores do LIEC estruturaram empresas spin-off que estão se projetando de modo extremamente positivo: a Katléia, especialista em cosméticos para cabelo, a Nanox Tecnologia, a nChemi e a Aptor Software, apoiadas pela Fapesp e pelo CDMF por meio de programas de incentivo à inovação.
Longo destaca que “nos últimos anos as pesquisas evoluíram em qualidade/quantidade, colocando os professores do LIEC e participantes do CDMF entre os mais produtivos do país, e com posição privilegiada no contexto internacional. O modus operandi do LIEC procurou ser caracterizado pela cooperação entre todos os participantes, professores e alunos, do país e do exterior, para criar e inovar”.
O professor emérito da UFSCar sempre reitera que toda essa projeção foi consolidada graças ao papel fundamental dos órgãos financiadores como o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e, sobretudo, a Fapesp, por meio do programa de financiamento de longa duração dos Cepids; e também, pela interação com as empresas nacionais e internacionais.
Inovações tecnológicas para combater o coronavírus
Desde o início da emergência sanitária provocada pela pandemia os trabalhos de pesquisa no CDMF foram realinhados para o desenvolvimento de tecnologias e soluções para o enfrentamento do novo coronavírus (SARS-CoV-2), causador da COVID-19.
Testes rápidos e portáteis
Resultado desse esforço é a criação de dois tipos de testes rápidos e portáteis que podem detectar precisamente a COVID-19 usando apenas uma gota de saliva, podendo, ainda, fornecer o resultado em tempo real. O trabalho foi desenvolvido por pesquisadoras do Centro de Tecnologia da Informação, Renato Archer (CTI), em parceria com o CDMF e a startup Visto.Bio. Diferente dos testes portáteis encontrados no mercado, os modelos desenvolvidos utilizam uma base sensora eletroquímica descartável contendo nanoestruturas de óxido de zinco, e têm como objetivo primário a detecção da proteína “Spike” (um fragmento do vírus) ou do próprio vírus. Isso permite que seja possível diagnosticar a doença a partir do surgimento dos primeiros sintomas nos dias iniciais.
Dentre as vantagens do VIP estão a possibilidade de realizar a detecção na saliva e em gotículas da respiração, além do armazenamento em temperatura ambiente, uma vez que não contém material biológico, e pode ser usado em regiões sem ou com difícil acesso à eletricidade. De acordo com Talita Mazon, pesquisadora do CTI e integrante do CDMF, o teste VIP precisa ainda ser avaliado na presença do vírus ativo, uma vez que os testes foram desenvolvidos com vírus inativado, devido à falta de infraestrutura de biossegurança necessária para o manuseio do vírus ativo.
Nova formulação de aditivos para álcool 70%
O pesquisador Luiz Fernando Gorup, professor da Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD) e integrante do CDMF, desenvolveu em parceria com Eduardo José Arruda e Kelly Mari Pires de Oliveira, também professores da UFGD, e outros pesquisadores, uma nova formulação de aditivos para potencializar a ação microbicida do álcool 70%, que teve uso popularizado durante a pandemia.
A pesquisa buscou o desenvolvimento de formulações que permitissem aumentar o tempo de proteção às superfícies mesmo depois da evaporação do álcool. Os pesquisadores optaram pela aditivação por surfactantes que proporcionaram um aumento na proteção contra bactérias, fungos e vírus devido a formação de um filme bioativo que permanece atuando nas superfícies mesmo após a evaporação do álcool.
A formulação desenvolvida contém uma concentração muito pequena de surfactantes, respeitando os limites de segurança dos produtos para uso humano e\ou utilização nas superfícies de pisos, mesas, móveis, objetos e máscaras.
Inovação antiviral
O CDMF, em parceria com a Nanox, a Universitat Jaume I (UJI), na Espanha, e o Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), desenvolveram uma tecnologia pioneira no mundo que comprovou a eficácia de nanopartículas de prata e sílica produzidas no Centro na inativação do novo coronavírus (SARS-Cov-2).
O trabalho comprovou a ação das partículas na inativação do SARS-Cov-2 em superfícies como tecidos, máscaras, equipamentos hospitalares, entre outros, e sua utilização nesses materiais se tornaram uma importante ferramenta no combate à pandemia de COVID – 19.
As novas partículas já foram aplicadas na máscara reutilizável OTO, atualmente em produção pela ELKA, e mais recentemente em tecidos, permitindo um gama maior de aplicações que incluem Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) e vestimentas para uso hospitalar.
Também foi desenvolvido um filme plástico adesivo para proteção de superfícies, como maçanetas, corrimãos, botões de elevadores e telas sensíveis ao toque que é capaz de inativar o novo coronavírus por contato. Lançado pela indústria Promaflex, o material possui micropartículas de prata e sílica incorporadas em sua estrutura, desenvolvidas pela empresa Nanox, apoiada pelo Programa FAPESP Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Em testes feitos no laboratório de biossegurança de nível 3 (NB3) do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), o material à base de polietileno demonstrou ser capaz de eliminar 99,84% de partículas do SARS-CoV-2 após dois minutos de contato. Tudo começou no centro de pesquisa da UFSCar apoiado pela FAPESP. Ali, sob a orientação do professor Elson Longo, Daniel Tamassia Minozzi (atual COO) e Luiz Gustavo Pagotto Simões (atual CEO) faziam suas pesquisas de iniciação científica e mestrado.
Pioneirismo
Essas inovações foram possíveis durante a pandemia em virtude do conhecimento acumulado por pesquisas desenvolvidas no CDMF há 14 anos com as nanopartículas de prata e sílica. “Quando o novo coronavírus chegou, a tecnologia já estava desenvolvida para matar bactérias e vírus”, explica Elson Longo.
O vírus morre devido a um processo de oxidação. “A química orgânica é geralmente usada em processos de remoção de fungos e bactérias. Mas a equipe procurou outra maneira, a Química Inorgânica, combinada com semicondutores. Com sílica e prata metálica, há um efeito plasmônico da prata”, disse Longo.
Esse fenômeno pode absorver elétrons ou fornecer elétrons facilmente. “Vimos que os semicondutores tinham uma grande capacidade de quebrar a molécula de água, formando um radical hidróxido e um próton. Do outro lado, há um elétron para o oxigênio, que forma um íon peróxido e absorve esse próton e forma um radical peróxido. Este radical peróxido e o radical hidróxido oxidam bactérias, fungos e vírus”, explica.
Parcerias
Vale destacar inúmeras parcerias que foram sendo consolidadas ao longo dos anos com outras universidades paulistas, além da USP e UNESP: Unicamp, UFABC, UNIFESP e as seguintes universidades de outros estados: UFRN, UFPB, UFPI, UFMA, UESPI, CBPF , UEPG, UFPEL, UFMT, UFMS e UnB.
Elson Longo é um dos pioneiros no país em projetos cooperativos entre universidade e empresas. A seguir, as principais interações com empresas, além daquela inicial com a CBMM, que resultaram na produção de novos conhecimentos:
COMPANHIA SIDERÚRGICA NACIONAL (CSN)
Os primeiros estudos se deram quando a empresa ainda era estatal. Os contatos iniciais foram estabelecidos pela empresa com os pesquisadores Sidney Nascimento e Oscar Rosa Marques, a fim de solucionar os problemas do queimador cerâmico, que estava apresentando corrosão devido à interação do óxido de ferro (FeO) com a sílica do refratário, formando silicato de ferro. A atmosfera rica em FeO foi neutralizada por filtração do ar. Com a eliminação da corrosão no queimador cerâmico a vida média do equipamento teve um aumento exponencial. A solução desse problema levou a equipe a pesquisar e a resolver problemas do alto forno, canal de corrida, carro torpedo, conversor – em síntese, todos os equipamentos da CSN. Atualmente, Fernando Vernilli Junior (USP), está à frente dos projetos de pesquisa nessa área, principalmente em meio ambiente, transformando rejeitos em produtos de alto valor agregado.
Ao longo desses anos, essa interação resultou em mais de 100 milhões de dólares de retorno para a empresa. Por intermédio da interação com a CSN, houve a ampliação do prédio do LIEC, com financiamento do Banco do Brasil, compra e manutenção dos equipamentos, bolsas de estudo de iniciação científica, mestrado e doutorado.
3M DO BRASIL
Como a pesquisa básica nos anos 1990 era, sobretudo, com varistores, desenvolvemos com a 3M do Brasil a implantação de uma fábrica de varistor em Ribeirão Preto, no estado de São Paulo, atividade que foi dirigida por Edson Leite. Essa colaboração nos permitiu abrir outra subárea de pesquisa, por meio da qual produzimos o primeiro varistor à base de óxido de estanho. Dessa empreitada, participou também Sidnei Pianaro, da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), no Paraná.
Paralelamente, desenvolvíamos pesquisas em cerâmica estrutural à base de óxido de zircônia estabilizado, com terras raras e metais alcalinos terrosos. No decorrer dessa investigação, ocorreu o primeiro contato com Juan Andres, docente da Universidade Jaume I de Castellon, da Espanha.
Vale ressaltar que os aportes teóricos trazidos pelo professor Juan Andres enriqueceram sobejamente nossas reflexões, permitindo a criação de novos campos interpretativos dos resultados experimentais obtidos dos variados projetos implementados. Desse modo, ficou demonstrado que a teoria pode, além de dar apoio à pesquisa, solucionar problemas ligados a empresas cerâmicas.
WHITE MARTINS
Já no final de 1990, com a White Martins Gases Industriais, por intermédio dos engenheiros Tulio Mendonça e Abilio Tasca, tivemos o desafio de equacionar o problema de coração negro em revestimento cerâmico, com a utilização de oxigênio. Depois de dois anos de pesquisas, o problema foi solucionado, gerando patentes nacionais e internacionais.
PARCERIA COM ARTESÃOS
Em 1995, foi criado o Programa Comunidade Solidária, vinculado diretamente à Casa Civil da Presidência da República, presidido pela professora e antropóloga Ruth Cardoso. O programa fazia parte da Rede de Proteção Social. Fomos convidados pela equipe de execução do projeto a levar o conhecimento técnico para artesãos de cerâmica artística em nove estados brasileiros. Com o intuito de fornecer subsídios para melhorar a qualidade dos produtos dos artesãos, sem, no entanto, interferir na concepção artística dos mesmos, compilamos as informações em uma publicação denominada “Cartilha do Artesão”. Foram ministrados cursos aos artesãos que auxiliaram na estruturação de pequenas empresas a partir de tecnologias modernas. Contamos com a participação de alunos de mestrado e de doutorado do LIEC para a realização dos contatos com os artesãos em várias comunidades do Brasil.
Em razão dos resultados positivos dessa experiência, por meio de parcerias com os ceramistas de Porto Ferreira e Pedreira, ambas cidades do estado de São Paulo, propusemos, para melhorar a qualidade da massa cerâmica, a transformação dos fornos elétricos em fornos a gás, projeto este que contou com a participação de Carlos Paskocimas.
No contexto das investigações relacionadas à cerâmica tradicional, participamos do criativo projeto de Otávio Paschoal, que revolucionou a produção de revestimento cerâmico em Santa Gertrudes, também no estado de São Paulo, transformando a região na maior produtora brasileira e entre as melhores do mundo cerâmico.
Texto: José Angelo Santilli
Produção audiovisual: LAbI-UFSCar
