UFSC aprova Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados

Só na UFSC proposta integra 15 laboratórios
O caso da indústria de aromas e fragrâncias (mercado que movimenta no mundo cerca de 12,3 bilhões de dólares anualmente) ilustra bem quanto o Brasil perde atuando somente em uma parte da cadeia produtiva ─ a responsável pela produção de matérias-primas. “Óleos essenciais são exportados a um valor muito baixo e em grande volume. Após seu beneficiamento (é o caso do óleo de laranja, por exemplo) são importados pelo Brasil como mistura e/ou substâncias isoladas, a alto custo”, lamenta o professor do Departamento de Química da UFSC, Faruk Nome, líder da equipe que propôs ao CNPq e ao Ministério de Ciência e Tecnologia a criação do INCT de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados.
Na visão do grupo, amenizar essa discrepância na cadeia produtiva exige tecnologia para agregar maior valor à matéria-prima brasileira. E esse processo depende de conhecimentos avançados na área em que a equipe de professores e estudantes da UFSC que propuseram o novo Instituto vem trabalhando desde 1977. “A catálise representa uma forma econômica e ecologicamente atraente de realizar transformações químicas dos compostos de origem natural, com objetivo de sintetizar produtos de maior valor, importantes tanto para indústria farmacêutica, quanto para a de aromas e fragrâncias”, explica o professor.
Pesquisa em rede
O INCT de Catálise em Sistema Moleculares e Nanoestruturados terá sua sede no Departamento de Química da UFSC, agregando o trabalho de 15 laboratórios. Receberá nos próximos três anos cerca de R$ 4,7 milhões para o desenvolvimento de pesquisas e estruturação de uma rede nacional formada por mais de 350 membros dos estados de Santa Catarina, Rio Grande do Sul, São Paulo, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Alagoas e do Distrito Federal. São pesquisadores seniores (líderes de grupos em diferentes universidades), mestrandos, doutorandos, pós-doutores e também estudantes de iniciação científica. Segundo o professor, essa estrutura vai viabilizar o avanço de uma área que depende de visão multidisciplinar.
“A pesquisa na área de catálise é muito promissora na solução de diversos problemas do mundo moderno, como a terapia genética, a obtenção de combustíveis de fontes renováveis e a obtenção de novos fármacos. A catálise tem contribuído significativamente em processos que visam o desenvolvimento sustentável e a proteção ambiental, dentro do conceito de Química Verde”, explica. “É através do esforço entre instituições que o Instituto vai colaborar com setores como petroquímica, plásticos, química fina e controle ambiental”, reforça o pesquisador do Laboratório de Catálise e Fenômenos Interfaciais, integrado ao Departamento de Química da UFSC.
Além de gerar conhecimento científico e tecnológico, o Instituto vai colaborar com a formação de recursos humanos. “Espera-se que 80 mestres e 90 doutores recebam seus diplomas nos cinco anos do projeto. Além disso, 150 alunos de iniciação científica devem concluir seus cursos de graduação atuando em diferentes laboratórios. Haverá ainda o treinamento de pós-doutorandos, que deve ser de aproximadamente 24 em cada ano”, comemora o professor Faruk, desde 2000 membro titular da Academia Brasileira de Ciências.
Mais informações:
– Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados (INCT-CMN)
Faruk José Nome Aguilera – Coordenador / Telefone: (48) 3721-6844 ramal 227 / E-mail: faruk@qmc.ufsc.br
Maria da Graça Pereira Hoeller – Secretária Executiva / Telefone: (48) 3721-6849
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Conquistas e desafios
Terapia Genética
Várias reações de catálise envolvidas em processos biológicos já foram estudadas e elucidadas pelo grupo da UFSC que lidera o INCT de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados. Entre elas, reações envolvendo o DNA e RNA, moléculas importantes na conservação e transmissão da informação genética. Esses estudos podem colaborar com futuras aplicações da terapia genética, que prevê a inserção de genes nas células e tecidos para tratamento de doenças. Os estudos também buscam avanço científico em enzimas artificiais (são as enzimas que promovem a catálise). As pesquisas podem representar uma alternativa para a quimioterapia, por exemplo.
Gases de guerra
Na UFSC também já foram realizados estudos com moléculas análogas a gases de guerra, como o gás VX, usado em ataques terroristas. Foram pesquisadas formas eficientes de degradação de compostos dessa classe de moléculas, pois há um grande estoque mundial, de difícil decomposição.
Combustíveis de fontes renováveis
Na busca pela substituição de derivados de petróleo em motores do ciclo diesel, o biodiesel tem sido apontado em diversos países como a melhor alternativa. Mas as legislações dos países que estão introduzindo esse combustível estabelecem limites em função de problemas nos sistemas de injeção de motores, que aumentam a necessidade de manutenção e a vida útil de dos veículos. Estudos do INCT de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados vão investigar formas de alterar quimicamente o biodiesel de soja e melhorar suas propriedades.
Plásticos
Os materiais poliméricos são essenciais para a vida cotidiana. Atualmente, o consumo per capita de plásticos é utilizado como indicador do grau de desenvolvimento de uma sociedade. Entre os industriais, metade são poliolefinas, que podem ser produzidos usando catalisadores metálicos. Um dos desafios do Instituto será encontrar catalisadores que possam aprimorar as técnicas de produção dos plásticos.
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Catálise: o caminho mais curto
Catálise é um processo químico no qual ocorre aumento na velocidade da reação devido à adição de uma substância chamada catalisador – em síntese, é uma forma de fazer a reação acontecer mais rapidamente. Os catalisadores agem provocando um novo caminho para a reação, com uma menor energia de ativação. Uma analogia possível é a travessia da Cordilheira dos Andes.
Há possibilidade de escolha entre duas opções: subir as altas montanhas ou passar pelos vales. Provavelmente se leva mais tempo subindo e descendo as altas montanhas, além de também gastar muita energia. Pelos vales será mais rápido, com menor energia. Passar pelos vales é uma forma de catálise para atravessar a Cordilheira. Os pesquisadores buscam formas de acelerar reações químicas importantes, que podem ter utilidade, por exemplo, na indústria.
Um exemplo cotidiano é o uso de catalisadores no carro, associado ao aumento da eficiência do veículo e à diminuição de poluentes que agravam o efeito estufa. O catalisador aumenta a velocidade responsável pela eficiência do carro (combustão) e também aumenta a velocidade de decomposição de gases tóxicos que iriam para o ambiente.
A importância da catálise foi evidenciada pela concessão dos Prêmios Nobel em Química para pesquisadores da área, em 2001 e 2005. As descobertas desses pesquisadores na área de catálise tiveram um grande impacto na indústria, pois possibilitaram rotas práticas e econômicas para a síntese de moléculas complexas.
Texto de apoio: Elisa S. Orth e Michelle Medeiros / Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Catálise em Sistemas Moleculares e Nanoestruturados
Edição: Arley Reis / Jornalista da Agecom
Fotos: Jones Bastos / Agecom
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