A profícua parceria entre o diretor do CDMF, Elson Longo, e o líder do grupo de pesquisa em Química Teórica e Computacional (QTC) da Universidade Jaume I (UJI), na Espanha, Juan Andrés completou 35 anos em outubro, cristalizando a interação científica entre Brasil e Espanha no desenvolvimento de novos semicondutores multifuncionais.
Nas pesquisas realizadas nessa colaboração internacional, com a associação de métodos teóricos-experimentais, são controladas as propriedades dos materiais em função da densidade de defeitos, o que resulta em um melhor desempenho. Assim, além da multifuncionalidade, os materiais apresentam valor agregado muito maior.
Longo lembra que os Estados Unidos estão investindo mais de US$ 200 bilhões, e a Europa, mais de US$ 150 bilhões no desenvolvimento de semicondutores. “Estes semicondutores serão utilizados para eliminar bactérias para proteger a saúde das pessoas, obtenção de energia limpa e uma forma racional da utilização dos fótons”, afirma o diretor do CDMF.
Um importante avanço nesta parceria foi a construção de um equipamento para a irradiação por feixes de elétrons que permite mudar totalmente a propriedade de materiais, tendo em vista que os elétrons causam desordem, principalmente na superfície. Utilizando a irradiação por feixe de elétrons, esse sistema permite manipular as propriedades dos materiais sem a necessidade de utilizar substâncias químicas tóxicas que possam contaminar o meio ambiente.
O sistema de irradiação é composto por uma fonte de alta tensão, um canhão de elétrons e uma câmara de vácuo. A energia dos elétrons gerada pelo canhão é aumentada por meio de três eletrodos — de baixa, média e alta tensões — projetados com uma abertura central para a aceleração uniforme dos elétrons. Esse sistema pode ser controlado por um computador ou manualmente, permitindo ajustar a tensão aplicada, o feixe, a corrente do filamento, o aquecimento do material irradiado e a injeção de gás e o vácuo. O ajuste desses parâmetros garante a reprodução da modificação desejada.
As minúsculas partículas modificadas (de 0,000001 a 0,0001 milímetros) podem ser usadas no combate a bactérias, fungos e tumores. O sistema de irradiação por feixe de elétrons (Ebis, na sigla em inglês) apresenta vantagens significativas em relação a máquinas similares, por ser mais acessível em termos de custo, de fácil operação e ter tamanho reduzido.
Os pesquisadores também estão irradiando materiais com lasers de femtosegundos. “Com base nesses novos métodos é possível obter uma nova geração de semicondutores a partir da irradiação por elétrons ou fótons”, explica Longo.
Inovação
Um exemplo de inovação na área de materiais multifuncionais, em especial com a utilização de semicondutores, se originou da parceria CDMF/UJI e a Nanox, uma spin-off do CDMF com o desenvolvimento de novos produtos e processos voltados ao mercado nacional e internacional. Essa parceria foi responsável pelo desenvolvimento de diversos produtos com propriedades bactericidas, fungicidas e antivirais, como filmes plásticos, respiradores, tecidos, embalagens de papel, entre outros.
A tecnologia, amparada no uso de micropartículas de prata e sílica, que já permitiu o depósito de diversas patentes, tem como uma de suas propriedades a geração de moléculas altamente oxidantes capazes de inativar por contato diversos tipos de vírus, entre eles o SARS-CoV-2, causador da covid-19, além de eliminar fungos e bactérias.
Com sede em São Carlos (SP), a Nanox é uma das principais empresas do mundo na produção e comercialização de antimicrobianos a partir de nanotecnologia.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e dirigido pelo Prof. Dr. Elson Longo, o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
