Pesquisador da EESC (Escola de Engenharia de São Carlos, da USP), em colaboração com a UFSCar, desenvolveu um equipamento inovador que modifica materiais através de feixe de elétrons.
Utilizando irradiação, o sistema permite manipular propriedades de materiais sem a necessidade de utilizar substâncias químicas tóxicas que poderiam contaminar o meio ambiente.
As minúsculas partículas modificadas, de bilionésima fração de milímetro, podem ser usadas no combate a bactérias, fungos e tumores. O maquinário desenvolvido em São Carlos, inclusive, é mais acessível em termos de custo, facilidade de operação e tamanho reduzido. O preço do equipamento local é de US$ 40 mil (R$ 200 mil) bem distante dos até US$ 3 milhões (R$ 15 mi) cobrados no mercado.
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“O objetivo do trabalho foi criar um equipamento portátil com custo-benefício capaz de irradiar materiais em larga escala, o que não era possível nos microscópios eletrônicos comerciais. Os resultados obtidos incluem a criação de diferentes estruturas aplicáveis a sensores de gases, modificação de superfícies para prevenir a replicação de vírus, incluindo o da Covid-19, e aprimoramento de biossensores para diagnóstico médico. Além disso, os materiais irradiados também podem ter aplicações na remoção da contaminação causada pela indústria, como a degradação de corantes lançados em rios”, afirmou o pesquisador João Paulo de Campos da Costa.
O cientista explica que o sistema é composto de uma fonte de alta tensão, um canhão de elétrons e uma câmara de vácuo, conjunto que pode ser controlado por computador ou manualmente.
Com a tecnologia, o aparelho conseguiu, ao aplicar o feixe de elétrons sobre fosfato de prata a obtenção de filme de prata sem a utilização de solventes, por exemplo. A prata tem efeito natural bactericida e antiviral.
“Uma das aplicações que nós vimos é o revestimento de superfícies das máscaras contra a covid. Essas estruturas impedem a replicação do vírus, o que evita a contaminação da pessoa. Todos esses materiais podem também ser impregnados em superfícies através de sprays e de pintura para revestir superfícies em diferentes áreas”, conta Costa.
Após incidência sobre grafite, os elétrons induziram o enrolamento das camadas, resultado na formação de fulerenos, a terceira forma mais estável do Carbono, atrás do próprio grafite e diamante.
Segundo o orientador da pesquisa, João Paulo Pereira do Carmo, professor do Departamento de Engenharia Elétrica da EESC, a maior vantagem é o custo-benefício da máquina confeccionada: “A grande dificuldade atual é encontrar equipamentos com capacidade de processar os materiais em escala industrial e que simultaneamente permitam uma produção em série, dissolvendo o investimento inicial de desenvolvimento que, aliado ao uso de componentes comerciais de uso corrente, diminua o custo final”.
A inovação apresentada, apesar de seu custo substancialmente menor em comparação com alternativas similares, oferece aprimoramentos significativos na área de materiais e nanotecnologia, com maior precisão e eficiência. Esses avanços têm o potencial de trazer benefícios tanto para a ciência quanto para a indústria.
“Uma aplicação promissora dessa tecnologia é o revestimento de superfícies com materiais nanoparticulados modificados pelo feixe de elétrons, que podem ser impregnados em superfícies por meio de sprays ou pintura. Além disso, essa tecnologia também contribui para a síntese de novos materiais semicondutores, que têm ampla aplicação em diversas áreas, especialmente na eletroeletrônica, oferecendo potenciais avanços nesse campo” , explica Elson Longo, professor da UFSCar e co-orientador do projeto.
*Com informações da USP.
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