Tecnologia em escala nanométrica

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A substituição de comprimidos por patches (adesivos) no tratamento de algumas doenças já é uma realidade, mas ainda existem grandes desafios a serem vencidos no mecanismo de liberação controlada dos ativos farmacológicos por esta forma de administração. Para chegar à solução do problema, pesquisadores do Centro de Tecnologia de Processos e Produtos (CTPP) estão trabalhando em um projeto de preparação de nanofibras para aplicação e liberação controlada de ativos por essa nova via de uso dos medicamentos – e o novo microscópio eletrônico de varredura (MEV) está desempenhando um papel fundamental na caracterização da espessura e morfologia dos materiais.

O recém-adquirido microscópio é um dos primeiros alicerces do IPT na capacitação para pesquisas e ensaios em escala nanométrica. Com possibilidade de uso em vários laboratórios, o novo equipamento trabalha com dois tipos de feixes: o feixe principal de elétrons (FEG) é capaz de produzir imagens de alta resolução com uma ampliação de até 300 mil vezes (como comparação, os modelos convencionais não ultrapassam 15 mil vezes de aumento), enquanto o feixe de íons de gálio executa a usinagem de amostras – é agora possível realizar um corte ortogonal de superfícies, para uma observação em 3D.

Novo microscópio foi adquirido com investimento integral do Governo do Estado
Novo microscópio foi adquirido com investimento integral do Governo do Estado

O custo total de aquisição do microscópio (incluindo os acessórios) foi de € 1,046 milhão, em um investimento integral do Governo do Estado de São Paulo. Segundo Marcelo Moreira, pesquisador do Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos e o responsável pelo equipamento, o MEV tem ainda a vantagem de realizar a caracterização de uma ampla gama de materiais nos diferentes modos de vácuo – alto, baixo ou ambiental. Ao contrário de modelos mais antigos, a opção de trabalho em baixo vácuo possibilitará a observação de amostras não-condutoras sem a necessidade de recobrimento condutor, enquanto o modo ambiental irá permitir a caracterização de amostras biológicas e materiais contendo água em sua composição, um recurso importante para estudos em centros de biotecnologia.

“A retirada da água pode descaracterizar uma amostra”, explica Moreira. “Com a ampliação da oferta de operações e a elevada resolução das imagens, todos os pesquisadores que trabalham materiais possíveis de degradação pelo vácuo poderão utilizar o microscópio, em segmentos tão diversos como madeira, construção civil, papel & celulose, polímeros, têxteis e argilas”.

Câmara criogênica

Em dezembro, o microscópio ganhou um reforço com a instalação de uma câmara criogênica, que permite o congelamento do material a ser analisado – por exemplo, uma gota de líquido com bactérias ou células. “Podemos congelar essa amostra dentro de uma pequena ampola, “quebrá-la” e observar esta fratura dentro do microscópio, uma tarefa impossível em um modelo convencional e pioneira no Brasil”, completa Moreira.

Detalhes do corpo de uma aranha de jardim em amostra congelada a -130ºC na câmara criogênica: exemplo de novo recurso do microscópio
Detalhes do corpo de uma aranha de jardim em amostra congelada a -130ºC na câmara criogênica: exemplo de novo recurso do microscópio

O Instituto já possuía dois microscópios eletrônicos de varredura, adquiridos pelo projeto JICA na década de 90, e recentemente o Laboratório de Corrosão e Proteção do Centro de Integridade de Estruturas e Equipamentos (CINTEQ) recebeu um modelo de alta resolução (FEG), no projeto viabilizado pela Rede Temática de Materiais e Controle de Corrosão, da Petrobras. Porém, nenhum deles dispõe dos recursos disponíveis do modelo recém-adquirido. “Sem o novo microscópio, não seria possível a realização das atuais pesquisas. As partículas caracterizadas anteriormente nos modelos convencionais disponíveis no IPT atingiam somente a escala de mícrons, em uma ampliação de até 20 mil vezes, e agora podemos chegar a 500 mil vezes. Falar em nanotecnologia sem imagens é uma questão muito frágil”, completa Adriano Marim, um dos pesquisadores do CTPP envolvido no projeto de nanofibras.

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