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A UFSC está implantando poderosas ferramentas para suas pesquisas no campo das nanotecnologias. Nesta terça-feira, 20/11, às 10h, será inaugurado o Laboratório Central de Microscopia Eletrônica. O projeto de quase R$ 5 milhões foi financiado pela Finep, por meio do CTInfra – Fundo Setorial de Infra-Estrutura (R$ 4,6 milhões) e contou também com recursos da própria universidade (R$ 400 mil). As áreas de saúde, biologia, eletrônica, química e de materiais estão entre as que mais avançam com o desenvolvimento do universo nano, onde o princípio é a construção de estruturas e novos materiais a partir dos átomos. Também na terça, no período da tarde, será realizado um seminário sobre microscopia eletrônica, aberto à comunidade universitária e sem necessidade de inscrição prévia.

Supermicroscópios

O projeto do Laboratório Central de Microscopia Eletrônica teve coordenação do professor Jorge Mário Campagnolo, diretor do Departamento de Desenvolvimento de Projetos, da Pró-Reitoria de Pesquisa. Envolveu professores de diferentes unidades da UFSC (Centro Tecnológico, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Centro de Ciências da Saúde, Centro de Ciências Agrárias e Centro de Ciências Biológicas) e permitiu a construção de um prédio de 450 metros quadrados e condições especiais para abrigar o que é mais precioso: quatro supermicroscópios. São dois microscópios eletrônicos de transmissão (de 100 kV e 200kV), que já estão na UFSC, um microscópio eletrônico de varredura convencional e um microscópio eletrônico de varredura de alta resolução, que estão sendo comprados.

Com alta capacidade de ampliação e resolução (poder de ampliação de até um milhão de vezes), os equipamentos exigem condições específicas de funcionamento, como piso especial para impedir qualquer vibração mecânica. As salas são mantidas sob temperatura controlada e as paredes são revestidas com material à prova de vibrações sonoras. O prédio conta também com salas para preparação de amostras (as finíssimas lâminas que são observadas estão entre os desafios da pesquisa nanoscópica), espaço com computadores e um miniauditório.

O Laboratório será aberto à comunidade universitária, com regras para uso dos equipamentos, e vai possibilitar avanços nos estudos de pesquisadores de áreas como física, química, biologia, agronomia, farmácia, farmacologia, odontologia, engenharia de materiais e engenharia química. Representantes dos diferentes centros de ensino integrados à proposta elaboraram o regimento para uso do setor, o que inclui critérios para seleção dos trabalhos a serem realizados no laboratório e a estipulação de taxas de uso, que vão colaborar com a manutenção do setor, estimada em R$ 150 mil ao ano. “Esperamos que a manutenção dessa infra-estrutura seja incluída no orçamento da universidade”, ressalta o professor Aloísio Nelmo Klein, do Laboratório de Materiais ligado ao Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC, um dos pesquisadores que integram a comissão de implantação do Laboratório Central de Microscopia (Leia abaixo)

Feixes de elétrons

Assim como uma pessoa com problemas de visão não lê sem seus óculos, a pesquisa no campo da nanotecnologia não existe sem potentes microscópios. São superequipamentos que permitem a observação de estruturas na escala do nanômetro – o bilionésimo de metro (ou um milímetro dividido um milhão de vezes). Uma unidade de medida que precisa de analogias para ser imaginada. Uma das mais difundidas é a comparação a uma praia com 1000 km de extensão e um grão de areia de um milímetro – este grão está para esta praia como um nanômetro está para o metro.

Os equipamentos comprados pela UFSC são microscópios eletrônicos, muito mais potentes que o microscópio ótico, que pode aumentar uma amostra em torno de duas mil vezes. O microscópio eletrônico tem um aumento de até um milhão de vezes. Ao invés de feixes de luz, feixes de elétrons “iluminam” a amostra que está sendo analisada e “projetam” uma imagem que mostra a microestrutura do material em análise.

O Microscópio Eletrônico de Transmissão (MET) de 100 kV (unidade que demonstra a tensão de aceleração do feixe de elétrons), por exemplo, é usado em todas as áreas das ciências Biológicas e Biomédicas, devido a sua capacidade de visualização das estruturas celulares. Ao incidir o feixe de elétrons sobre uma amostra de tecido ultrafina (na escala do nanômetro), esse microscópio fornece imagens imensamente ampliadas, permitindo a observação de moléculas orgânicas como DNA, RNA e proteínas.

Na UFSC diversas linhas de pesquisa serão beneficiadas. Entre elas, o desenvolvimento de biomateriais, como nanocápsulas carreadoras de fármacos e membranas de dimensões nanométricas com características físico-químicas semelhantes as da membrana da célula. O estudo dessas estruturas pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos direcionados a um tipo determinado de célula, além de incrementar técnicas utilizadas para diagnósticos laboratoriais.

Posição dos átomos

Com poder de resolução ainda maior, que permite estudos sobre a posição dos átomos e a determinação de suas estruturas, o outro microscópio eletrônico de transmissão, com tensão de aceleração de 200 kV, será empregado por pesquisadores de áreas como física, química e engenharia de materiais. Esse superequipamento vai permitir o avanço do conhecimento sobre materiais metálicos, cerâmicos e semicondutores.

A importância que esses microscópios apresentam na caracterização dos materiais não está somente na geração de imagens que eram inacessíveis ao microscópio ótico – seu funcionamento permite também análises químicas dos materiais que estão sendo observados. O choque dos elétrons de alta energia contra os átomos da amostra resulta na geração de uma série de sinais. Entre eles, os raios-X, que saem em comprimentos de onda característicos de cada elemento químico. Dessa forma os microscópios eletrônicos podem gerar análises químicas dos compostos que estão sendo formados.

Avanço

Mesmo sem o Laboratório Central de Microscopia, pesquisas sobre novos materiais são realizadas na UFSC, mas os experimentos para comprovação do tipo de estrutura que estava se formando dependiam da colaboração com outras instituições. “Agora vamos realmente poder observar aquilo que estamos fazendo”, resume o professor André Pasa, pesquisador da área de Física, primeiro diretor do Laboratório Central de Microscopia.

Parte de suas pesquisas são relacionadas ao desenvolvimento de dispositivos semicondutores na escala nanométrica. Os materiais semicondutores são primordiais na indústria eletrônica e na confecção dos microprocessadores, hoje presentes em todos equipamentos eletrônicos digitais, circuitos de memória de PCs, equipamentos de CD, TV e vídeo. O avanço na escala nanométrica tem permitindo a miniaturização e a confecção de equipamentos cada vez mais compactos.

”Não vamos mais esperar seis meses para ter resultados sobre o que estamos estudando. Vamos avançar mais rápido, sem ter que aguardar por testes que estão sendo feitos em outro país”, reforça o pró-reitor de pós-graduação da UFSC, professor Valdir Soldi. Pesquisador da área de química, com estudos sobre polímeros, o professor dependia de cooperação com uma universidade francesa para viabilizar os estudos neste campo.

“Só com esses equipamentos podemos ver se de fato o material se formou como imaginávamos. Vamos avançar muito mais rápido agora”, comemora. Os polímeros são formados por aglomerados de trilhões de moléculas que juntas formam, por exemplo, plásticos, e que vêm revolucionando a medicina na produção de próteses, vasos sanguíneos e válvulas artificiais para o coração.

“O Laboratório será um impulso fantástico na pós-graduação. Agora vamos conseguir medir, quantificar e qualificar nossos trabalhos em uma área que vai mudar radicalmente nossas vidas nos próximos anos”, concorda o professor Alexandre Lago, também integrante do Laboratório de Materiais, ligado ao Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC. Convidado a fornecer material para análises nas fases de calibração e testes dos supermicroscópios, ele é testemunha de que os equipamentos já possibilitaram um momento histórico para a universidade.

No dia 10 de agosto, em um teste do microscópio eletrônico de 200 kV, foram observados os primeiros nanotubos de carbono produzidos no Brasil a laser – frutos de pesquisas realizadas no Laboratório de Materiais. Os nanotubos estão entre as proezas da nanotecnologia – são até cem mil vezes mais finos que um fio de cabelo, podem transportar eletricidade , estão entre os melhores condutores de calor e possuem a maior resistência mecânica entre os materiais já conhecidos. Os resultados foram apresentados na Eighth International Conference on the Science and Application of Nanotubes, realizada em junho, em Ouro Preto. “

Por Arley Reis / Agecom

Saiba Mais:

– Um microscópio óptico pode aumentar um objeto cerca de duas mil vezes.

– O eletrônico tem um aumento de até 200 mil vezes para material biológico e até um milhão para outros tipos de materiais.

– Os microscópios eletrônicos têm resolução cerca de 500 mil vezes maior que do olho humano.

Comissão de Implantação do Laboratório Central de Microscopia Eletrônica

– Ademir Neves

– Aime Rachel Magenta Magalhaes

– Aloísio Klein

– Ana Maria Maliska

– André Avelino Pasa

– Guilherme Lopes

– Jorge Mário Campagnolo

– Pedro Henrique Araujo

– Zenilda Bouzon

Seminário

Terça – 20/11 – Auditório da Reitoria

Não há necessidade de inscrição.

Programação

14h – 14h15

Apresentação do Laboratório Central de Microscopia Eletrônica da UFSC

Palestrantes: Professores Jorge Campagnolo e André Avelino Pasa

14h15 – 15h15

Papel determinante da microscopia eletrônica de transmissão em nanociência

Palestrante: Professor Daniel Mário Ugarte (UNICAMP)

15h15 – 15h45

Intervalo para café

15h45 – 16h45

Microscopia eletrônica em materiais biológicos

Palestrante: Profa. Dorly Buchi (UFPR)

Mais informações com os professores Jorge Mário Campagnolo (3721 9437) e André Avelino Pasa (3234 0599)