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Universidade de Caxias do Sul lança planta para produção de Grafeno em escala industrial

21/04/2020

Da esq. para a dir.: Reitor Evaldo Kuiava; pró-reitor de Pesquisa e Pós-Graduação, Juliano Gimenez; coordenador do UCSGraphene, Diego Piazza; coordenador-executivo do TecnoUCS, Enor Tonolli Jr; Presidente da FUCS, José Quadros dos Santos

Resultado de 15 anos de pesquisa avançada da instituição em nanomateriais, UCSGraphene atua na prestação de serviços tecnológicos para setores promissores

Um novo paradigma sobre o papel da Universidade de Caxias do Sul como indutora do desenvolvimento. Com esta perspectiva a gestão da Fundação Universidade de Caxias do Sul (FUCS) e a Reitoria da UCS apresentaram a entidades, autoridades públicas, empresários e comunidade regional o UCSGraphene, a primeira planta de produção de grafeno em escala industrial da América Latina implementada por uma universidade, com capacidade produtiva de até 500 kg/ano, com possibilidade de ampliação para 5.000 kg/ano. A solenidade ocorreu na tarde da quarta-feira, dia 15/04, na sede do empreendimento, no campus-sede, com transmissão on-line pelas páginas do facebook da UCS e do UCSGraphene (acesse).

“Estamos colocando Caxias, o Rio Grande do Sul e o Brasil no mapa mundial da tecnologia”, sentenciou o presidente da FUCS, José Quadros dos Santos, atribuindo a concretização do projeto, vinculado ao Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação da Universidade de Caxias do Sul – TecnoUCS, à “persistência do reitor Evaldo Kuiava de propor o desafio de mudar a lógica acadêmica da pesquisa e da inovação”. Oriundo das pesquisas em nanomateriais feitas pela área de Engenharia e Ciências dos Materiais desde 2005, o UCSGraphene efetiva a nova visão da UCS de transformar o conhecimento produzido no âmbito acadêmico em soluções inovadoras para o setor empresarial, o poder público e a sociedade.

Outros exemplos recentes – todos apresentados nos últimos 15 dias – são a coordenação da produção de ventiladores pulmonares para pacientes da Covid-19, a realização de testes sobre a doença com ações de campo e o lançamento do serviço de telemedicina através do Centro de Saúde Digital. “Foram respostas de altíssimo padrão a demandas da sociedade, conseguidas graças às capacidades técnicas reunidas nesta instituição”, definiu Quadros, aliando o UCSGraphene à mesma perspectiva. “O lançamento desta planta é um fato que pode mudar a história da indústria caxiense”, definiu.

Pesquisa para a inovação – O reitor Evaldo Kuiava defendeu que a UCS constantemente se mantém executando sua missão institucional de produzir e sistematizar (por meio da pesquisa avançada) e socializar (entregando para a sociedade) o conhecimento, ao mesmo tempo que vai atualizando a forma de fazê-lo. Se até algum tempo o processo se encerrava no campo teórico das publicações científicas, o novo paradigma implica na transformação daquilo que se cria e desenvolve dentro da academia em aplicações práticas na vida das pessoas, na forma de novos produtos e processos. “Ao redirecionar nossa atuação sem nos desconectarmos da nossa essência enquanto Universidade, de existir com base no ensino e na pesquisa, também nisso estamos sendo inovadores”, considerou.

Na mesma linha, o pró-reitor de Pesquisa e Pós-Graduação, Juliano Gimenez, salientou a excelência da UCS em ensino e pesquisa nas áreas vinculadas ao UCSGraphene – Ciência dos Materiais, Engenharia Química, Biotecnologia, Ambiental e da Saúde – o que faz do lançamento da planta uma contribuição para a retomada do crescimento econômico vinculada à produção industrial. “Nosso intuito com esta iniciativa é a prestação de serviços tecnológicos que atendam aos anseios das empresas para que elas possam desenvolver novos produtos ou melhorar os já existentes, gerando resultados para o segmento produtivo e melhor qualidade de vida para toda a sociedade”, descreveu.

Valor agregado e competitividade – O coordenador-executivo do TecnoUCS, Enor Tonolli Jr, também destacou a importância da combinação entre educação, ciência e tecnologia, propiciada pelas universidades, centros de pesquisa e incubadoras tecnológicas, como caminho para o avanço econômico e social, através de inovações. “Uma solução como esta que a Universidade apresenta hoje só tem sentido pelo potencial de gerar valor agregado e competitividade para o mercado”, sustentou.

Responsável pela apresentação técnica do empreendimento, o coordenador do UCSGraphene, Diego Piazza, salientou o anseio da Universidade de, com o projeto, “fazer do Brasil uma referência em tecnologia e inovação, gerando riqueza e benefícios sociais”. Para tanto, conceitos como a automatização produtiva e o de ‘planta verde’ da unidade (com tratamento e reaproveitamento de água e resíduos), somam-se à capacidade do UCSGraphene de fomentar o desenvolvimento na “busca da diversificação das matrizes econômicas regional, estadual e nacional”, preconizou.

Sobre o UCSGraphene:

– Conectado ao Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação da Universidade de Caxias do Sul – TecnoUCS, resulta de 15 anos de pesquisas avançadas da UCS em nanomateriais.
– Atua com a produção, a aplicação e a caracterização de grafeno e seus derivados, nanomateriais e demais materiais.
– Entrou em operação em 14 de março, com capacidade de produção de até 500 kg/ano e possibilidade de ampliação a até 5.000 kg/ano em 12 meses.
– Está habilitado à prestação de serviços tecnológicos para setores portadores de futuro dos mercados nacional e internacional.
– Dentre as aplicações pesquisadas e que a UCS alcançou expertise estão os segmentos de revestimentos avançados, materiais inteligentes, medicina regenerativa, energias alternativas, blindagem, metais, compósitos, polímeros e cerâmicas.
– É a primeira planta de produção de grafeno em escala industrial da América Latina instalada por uma universidade ou centro de pesquisa.

Sobre o Grafeno:

– É obtido do grafite a partir da reordenação hexagonal dos átomos do carbono. Foi isolado pela primeira vez em 2004, na Inglaterra, em pesquisa que ganharia o Prêmio Nobel de Física em 2010.
– É o material mais leve e resistente do mundo (200 vezes mais resistente do que o aço), superando até mesmo o diamante, e o mais fino que existe (da espessura de um átomo, ou 1 milhão de vezes menor que um fio de cabelo).
– Possui excelente condutividade térmica e elétrica, transparência e maleabilidade, sendo resistente ao impacto e à flexão.
– Devido à alta resistência mecânica, capacidade de transmissão de dados e economia de energia é considerado um dos maiores recursos da atualidade para aplicações em alta tecnologia.
– Em nanotecnologia é bastante utilizado na produção de componentes eletrônicos, baterias, telas e displays LCD, anticorrosivos, solventes, revestimentos, entre outros.

Foto:  Roger Clots/especial UCS

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Pesquisa do IPEN/USP desenvolve filme de polipropileno com nanopartículas de prata que possuem efeito bactericida

20/07/2015
Filme extrudado com nanopartículas de prata

Filme extrudado com nanopartículas de prata

Pesquisa do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), instituição associada à USP, desenvolveu filmes plásticos com nanopartículas de prata que possuem efeito bactericida. Os testes realizados com o material demonstraram sua eficácia na eliminação de bactérias causadoras de infecções em seres humanos, sem apresentar toxicidade. Os filmes poderão ser utilizados em embalagens de alimentos, para aumentar a vida útil dos produtos à venda. Futuramente, seu emprego pode ser estendido a instalações hospitalares e materiais cirúrgicos, como cateteres.

Nanopartículas de prata são agregadas ao plástico durante o processamento por extrusão

A pesquisa utilizou o polipropileno, um tipo de plástico de valor relativamente baixo, o que favorece sua utilização nos filmes. A ação bactericida das nanopartículas de prata acontece no contato direto com os micro-organismos. “Acredita-se que uma reação de ionização junto à membrana celular da bactéria cause danos no processo de respiração e leve as nanopartículas a penetrarem em seu interior”, explica o pesquisador Washington Oliani, que realizou o estudo no Laboratório de Polímeros do Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN. “Ali dentro, as nanopartículas na forma iônica interagem com componentes celulares vitais, como o DNA, impedindo a divisão celular e consequente morte da bactéria”.

A incorporação das nanopartículas ao plástico ocorre em uma extrusora. “O polipropileno, a prata e outros componentes, na forma de grânulos, são inseridos em uma máquina extrusora, que funde esses materiais por meio de aquecimento”, relata Oliani. Após a extrusão, o material é resfriado e granulado novamente, obtendo-se grânulos com dimensão entre 2 milímetros (mm) e 3 mm.

Os grânulos com as nanopartículas de prata já incorporadas são novamente processados em uma extrusora, desta vez para produzir um filme plástico com espessura de 0,03 mm. O filme obtido contém as nanopartículas de prata, que medem entrem 22 e 42 nanômetros – milhões de vezes menores que um centímetro.

Efeito bactericida

O efeito bactericida dos filmes com nanopartículas de prata foi comprovado em testes realizados no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, supervisionados pelo professor Nilton Lincopan. Inicialmente, o material foi colocado em contato direto com culturas das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus, associadas a infecções em seres humanos. “Após ajustes na formulação, foi possível eliminar quase 100% de Staphylococcus”, ressalta Oliani. Experimentos posteriores com a bactéria Pseudomonas aeruginosa também tiveram eficiência próxima de 100%.

No Ipen foram realizados testes de citotoxicidade, em culturas de células de camundongos. “Durante o desenvolvimento de novos materiais, há uma grande preocupação com o risco de contaminação. Por esse motivo é necessário averiguar se existe toxicidade”, aponta o pesquisador. “Os testes realizados em laboratório mostraram que os filmes não são tóxicos para células de mamíferos, como os seres humanos”.

A pesquisa de Oliani é descrita em tese de doutorado defendida no Programa de Tecnologia Nuclear, realizado conjuntamente pelo Ipen e pela USP. O trabalho teve orientação da pesquisadora Duclerc Fernandes Parra, do CQMA. “O estudo terá continuidade no pós-doutorado, com o objetivo de aprimorar as propriedades do material, de modo a obter o mesmo efeito bactericida com uma menor quantidade de prata, viabilizando a patente e a colocação no mercado”, aponta Duclerc. “Também serão realizados testes de ecotoxicidade em organismos marinhos, para verificar se há liberação de partículas no meio ambiente”. A pesquisa de pós-doutorado terá apoio da Capes.

A principal utilização prevista para os filmes com nanopartículas de prata é a aplicação em embalagens de produtos alimentícios. “Com o efeito bactericida das nanopartículas seria possível aumentar a vida útil dos produtos embalados, especialmente os de origem orgânica”, afirma Oliani. Outro possível emprego do material está na área hospitalar. “Futuramente, os filmes poderão ser colocados em divisórias e janelas de hospitais, além de serem utilizados em materiais cirúrgicos, como cateteres”, conclui Duclerc.

Fonte: Abiplast / Agência USP de Notícias / Foto: Marcos Santos – USP Imagens

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Governo alemão e BASF lançam projeto de pesquisa de longo prazo sobre a segurança de nanomateriais.

16/05/2012

O Ministério Federal alemão do Meio Ambiente, Preservação da Natureza e Segurança Nuclear (BMU), o Instituto Federal para a Segurança e Saúde Ocupacional (BAuA) da Alemanha e a BASF lançaram um projeto conjunto de pesquisa sobre a segurança de nanomateriais.Estudos de longo prazo estão sendo planejados para investigar potenciais efeitos crônicos de nanopartículas no pulmão. Os estudos deverão ocorrer durante quatro anos e atenderão as diretrizes de teste da OECD (Organização para a Cooperação Econômica e Desenvolvimento). O valor total do financiamento do projeto é de 5 milhões de Euros.

“Nenhum estudo de longo prazo comparável, com este escopo, foi realizado até o momento para determinar o impacto dos nanomateriais. Como empresa, queremos aproveitar as enormes oportunidades oferecidas pela nanotecnologia. Por isso, também consideramos que é nosso dever esclarecer questões em aberto e preencher as lacunas em nosso conhecimento. Desta forma, nós assumimos a responsabilidade por nossas ações e para com a sociedade “, explicou o Dr. Andreas Kreimeyer, Membro do Conselho Executivo de Administração e Diretor Executivo de Pesquisas da BASF.

Para ler o artigo completo (em inglês), clique no link a seguir:

http://www.brazilianplastics.com/edicao00/wr03_may_16_2012

Fonte: BASF / BMU

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