Ciência

Nova tecnologia criada na UFRN permite obtenção de nanopartículas

As nanopartículas magnéticas, substâncias minúsculas com tamanho da ordem de um metro dividido por um bilhão, têm recebido crescente interesse devido às inúmeras aplicações em variados campos, como Engenharia e Biomedicina. São exemplos de seu uso a entrega inteligente de fármacos, situação na qual o medicamento é conduzido dentro do corpo e liberado no local da enfermidade, ou ainda sua utilização na destruição de células cancerígenas.

Pois um processo de síntese para a obtenção de nanopartículas magnéticas acaba de ser objeto de um depósito de pedido de patente por cientistas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em parceria com pesquisadores da Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN) e da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Denominado Processo químico de síntese de nanopartículas monofásicas e com estrutura núcleo@casca, o processo possibilita a obtenção de nanopartículas magnéticas monofásicas e multifásicas (núcleo@casca) com alto controle de pureza, tamanho e reduzida dispersão associada ao tamanho de grãos.

“Essa última parte quer dizer que as partículas obtidas tendem a terem tamanhos parecidos umas com as outras, pois há vários métodos onde isso não ocorre, havendo assim partículas com tamanhos extremamente variados. Como nanopartículas magnéticas possuem propriedades fortemente dependentes do tamanho, quando uma única amostra possui tamanhos de partículas muito variados, vira uma ‘bagunça’”, colocou José Jayson Xavier de Sousa. Atualmente doutorando do Programa de Pós-Graduação em Física da UFRN, ele tem como orientador o professor Felipe Bohn.

O docente explica que esses materiais têm propriedades magnéticas fortemente dependentes do tamanho. Ele citou o exemplo de um fenômeno denominado superparamagnetismo como uma das evidências mais clássicas desta influência. A existência do fenômeno está vinculada ao tamanho das partículas, pois atinge apenas partículas com diâmetro menor que 30 nanômetros.

Professor do Departamento de Física Teórica e Experimental, Bohn pontuou que “com os avanços nos métodos de sínteses, abriram-se inúmeras possibilidades para o desenvolvimento de nanopartículas magnéticas mais avançadas, compreendendo dois ou mais materiais, que podem combinar as diferentes funcionalidades de seus constituintes, trazendo propriedades novas e aprimoradas que podem resultar em aplicações inovadoras. Em particular, nanopartículas possuem propriedades magnéticas que variam com as dimensões. Neste sentido, há grande interesse em obter esses materiais com tamanho específico, de forma a, assim, controlar suas propriedades magnéticas ainda no processo de produção, como através do processo de síntese desta patente”.

Além de doutorando e orientador, o pedido de patente tem como autores também os seguintes pesquisadores: Ernani Dias, Michelle Queiroz, Rodolfo Bezerra, Carlos Iglesias, João Carlos R. de Araújo, Cristiani C. Plá Cid, João M. Soares, Suzana N. de Medeiros, José Luís C. Fonseca e Marcio A. Correa. O grupo frisou que, em relação ao desenvolvimento da tecnologia, o processo de síntese já se mostrou eficiente para a obtenção dos materiais almejados e que, inclusive, estão patenteando a rota de produção de amostras específicas, as quais podem ser otimizadas a fim de obterem propriedades específicas para aplicações particulares.

 

Núcleo@casca

“Para uma analogia, seria como se cada nanopartícula fosse um abacate, o núcleo composto pelo material “A” é o caroço e a casca composta pelo material “B” é o restante do abacate. Outra possibilidade é um ovo, em que a gema é o núcleo e a clara é a casca que o reveste, onde os dois materiais diferentes se organizam formando essa estrutura”. As palavras de Jayson Xavier procuram traduzir um dos diferenciais do estudo: nanopartículas com estrutura núcleo@casca, quando cada nanopartícula possui dois materiais diferentes, um deles formando o núcleo e o outro recobrindo o primeiro, compondo assim a casca.

O método consiste em dissolver os reagentes juntamente com a quitosana – derivado da quitina, extraído da carapaça de crustáceos, como camarão e caranguejo – em uma solução ácida. A quitosana age como agente quelante, ‘capturando’ os íons metálicos contidos na solução. Passo seguinte, a primeira solução é adicionada gota a gota em uma solução básica e, após, acontece a precipitação dos íons metálicos que estão presos pela quitosana. O material precipitado é filtrado, recebe tratamento térmico e pronto: o produto final é uma amostra de nanopartículas monofásicas. Para a produção de estruturas núcleo@casca, repete-se o procedimento anterior com a inclusão do material que irá compor o núcleo.

“Quando uma impureza contamina a substância desejada assim que ocorre a precipitação, denomina-se como pós-precipitação. A pós-precipitação é uma questão importante na análise química, geralmente indesejável. Mas no nosso caso, isso foi a grande ‘sacada’, pois usamos a pós-precipitação a nosso favor. Assim, no momento do gotejamento, o material que compõe o núcleo precipita e é ‘contaminado’ pelo material que compõe a casca, que se fixa em sua superfície, produzindo assim nanopartículas com estrutura núcleo@casca”, esclarece Jayson.

UFRN é destaque em ranking de pedidos de patente

O pedido de patente das nanopartículas integra o portfólio da vitrine tecnológica da UFRN. Recentemente, no mês de setembro, a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) figurou em destaque no ranking dos maiores depositantes residentes 2020, publicação realizada pelo Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI) que colocou a Universidade entre as 15 instituições com mais pedidos de patente no Brasil. Os dados são relativos à 2019 e mostram que a UFRN subiu 13 posições quando comparados os dados de pedidos aos registrados em 2018, passando de 25ª para 12ª, empatada com a UFPR e a Robert Bosch. Ao todo, foram 30 depósitos de patente em 2019.

Disponível no endereço www.inpi.org.br, o ranking atesta a força das universidades públicas: dos 20 maiores depositantes residentes, 17 são universidades públicas, além de Petrobras (5° lugar), CNH Industrial Brasil (7°) e Robert Bosch (12°). Daniel Pontes, diretor da Agência de Inovação (Agir) da UFRN, unidade responsável pelas orientações e explicações a respeito dos aspectos para patentear uma determinada invenção, frisou que o atendimento aos pedidos de registro intelectual, como marcas, programas de computador e patentes, estão sendo realizados via e-mail da Agir, contato@agir.ufrn.br.

Por Wilson Galvão – Agência de Inovação da Reitoria/UFRN

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