Será inaugurado, nesta terça-feira (16), o Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno da Universidade Federal de Minas Gerais (CTNano/UFMG). Dentro do Parque Tecnológico de Belo Horizonte (BH-TEC), na Região da Pampulha. O edifício tem quatro pavimentos, mais de três mil metros quadrados e conta com 10 laboratórios com equipamentos de última geração. Por lá, cientistas e profissionais do mercado estão envolvidos em pesquisa na área de nanotecnologia para anteder a demandas do setor industrial.

De acordo com o professor Marcos Pimenta, coordenador geral do CTNano, a sede vem para dar continuidade a trabalhos feitos de forma pioneira há mais de 20 anos na UFMG. No inicio, eram pesquisa de cunho acadêmico, mas como passar dos anos, cientistas começaram a atender demandas do setor industrial interessado em tecnologias  desenvolvidas pelos pesquisadores

“Percebemos que existe uma distância entre a tecnologia que era feita na universidade (área acadêmica) e a necessidade do setor industrial. O CTNano vem para ocupar este espaço e fazer a ponte entre as duas áreas”, afirma o coordenador. As pesquisas feitas na universidade cumprem a função ampla de geração de conhecimento. Já o CTNano, segundo Marcos Pimenta, tem foco em demandas específicas. “Temos projetos encomendados e definidos. São produtos, dispositivos e materiais que vamos desenvolver”, explica.

Escala e Otimização

Conforme o coordenador, as produções no CTNano buscam alcançar duas visões essenciais para viabilidade comercial de produtos: escala e otimização (baixo custo de insumos e processos). “Na academia, fazemos produtos em baixa escala e protótipos de laboratório. A indústria quer algo em larga escala e, muitas vezes, não é trivial este aumento”.

Um segundo ponto é que a universidade, nem sempre, se preocupa com custo do produto no desenvolvimento das pesquisas, mas para o setor industrial altos valores são impeditivos. Portanto, o CTNano encara o desafio de minimizar custo para atender á questões comerciais.

O projeto, que culminou com a construção do prédio, começou há quatro anos. Os trabalhos já eram desenvolvidos em instalações provisórias, em três locais diferentes. Os pesquisadores enfrentaram problemas de espaço, ficando impedidos até de comprar novos equipamentos porque não tinham onde instalar. O prédio será espaço ideal para a acomodação dessas tecnologias e reunião da equipe que estava dispersa. ”Aumenta a sinergia e colaboração”, diz Marcos Pimenta.

Para o coordenador, a nanotecnologia e o grafeno, principais assuntos tratados dentro do CTNano, rompem com a divisão estática entra as áreas do conhecimento. No prédio, vão trabalhar físicos, químicos, biólogos e engenheiros – entre professores, pós-graduandos, estudantes de graduação e profissionais de mercado.  “Todo mundo conversando a mesma língua porque precisamos de todo esse conhecimento”, conclui Marcos Pimenta.

Nanotecnologia e nanomateriais – o que melhora?

Há dois materiais de carbono conhecidos desde a antiguidade, compostos só de átomos de carbono e muito resistentes: diamante e grafite. O primeiro, é considerado como material mais duro que existe. O segundo, é o mais difícil de esticar porque tem propriedades mecânicas super diferenciadas.

“O grafite é formado de folhas de átomos, como folhas de papel empilhadas. Cada folhinha é chamada grafeno. O nanotubo é um grafeno enrolado, como um canudinho. De certa maneira, as propriedades mecânicas do grafeno vêm das ligações químicas fortes entre carbono e carbono. Quando se está numa escala nano conseguimos criar novas propriedades. O grafeno é uma folha bidimensional, portanto, os átomos estão na superfície, sendo mais fácil a mistura com outros materiais. A mesma coisa acontece com os nanotubos, pois conseguirmos fazer misturas homogêneas com outros materiais nas dimensões manométricas. Na escala macro – como grafite e diamante – não funcionaria”, detalha  o professor Marcos Pimenta.

Enfim, nanomateriais têm propriedades mecânicas ótimas e, quando estão em escala nano, transferem para materiais convencionais (como plástico e cimento) as características importantíssimas para o setor industrial.

Projetos

Conheça dois projetos em andamento no CTNano:

1 – Cimento nanoestruturado:

O cimento comum (Portland) é uma tecnologia antiga e a indústria dessa área não passou por grandes inovações. Os pesquisadores Luiz Orlando Ladeira e José Márcio Calixto descobriram uma maneira de incorporar nanotubos no clinquer do cimento, assim conseguiram fazer um material mais resistente. Ou seja, tubinhos manométricos entram na composição do clinquer.

[quote align=’left’]Clinquer é como cimento numa fase básica de fabricação[/quote]Os pesquisadores conseguiram fazer isso de maneira barata e eficiente, pois não adiantaria incorporar tecnologia se o saco de cimento passasse a custar 10 vezes mais. Durante o projeto, foram construídos fornos pilotos de cimento, que aumentaram de tamanho a cada etapa de desenvolvimento. O objetivo é chegar a um forno tamanho real que a empresa financiadora do projeto possa instalar no sistema de produção.

Este nanocimento, em princípio, terá aplicações mais industriais como o uso em barragens de concreto ou para a o setor petrolífero. A Petrobras, por exemplo, demanda este material para concretação do fundo do mar quando vai inserir tubos para puxar o óleo. São aplicações de nicho, mas no futuro, podem chegar à construção civil, pois o uso do nanocimento reduz a quantidade de material em obras. A indústria cimenteira é uma das que mais polui o ar e se conseguir usar menor quantidade de matéria-prima, contribuirá com a sustentabilidade.

2 – Plástico com propriedade superior

O plástico é um material muito conveniente por que é flexível, por outro lado, rasga e arrebenta com facilidade. A ideia deste projeto é incorporar grafeno e nanotubos de carbono no plástico resultando num material estruturado – um compósito – que vai ficar mais forte sem perder a maleabilidade.

A Petrobras encomendou um material desse tipo para o processo produtivo em na extração de óleo. A empresa precisa de tubulações que saem do fundo do oceano e chegam nas plataformas, que por sua vez, balançam por causa das ondas do mar. Sendo assim, o tubo de transferência precisa ser flexível e resistente. O CTNano está criando o material adequado para esta aplicação e enviará a uma fornecedora da Petrobras que fabrica tubulações.

A construção da nova sede do CTNano/UFMG contou com o apoio de empresas e instituições como Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), Petrobras, InterCement, Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig). Além do BH-TEC, a UFMG na coordenação e a Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa (Fundep) na gestão dos projetos – o Centro já soma recursos captados na ordem de R$ 46 milhões.

Não perca, em breve, na revista Minas Faz Ciência uma reportagem sobre os rumos das pesquisa em nanomateriais.