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Made In Brazil: nanomateriais

Os cientistas brasileiros que brilham criando supermateriais


Aldo Zarbin, o brasileiro que ganhou o mundo com baterias sustentáveis

Renata Baptista

De Tilt, em São Paulo

29/08/2021 10h35

Células solares, baterias sustentáveis, sensores... É assim que o professor Aldo Zarbin, do Departamento de Química da UFPR (Universidade Federal do Paraná), começa a explicar como sua área de pesquisa, a química de materiais, pode transformar nosso dia a dia.

Seu trabalho com nanomateriais é de uma complexidade sem tamanho, porque estamos falando em olhar para as partículas com características especiais observadas numa escala de um milionésimo de milímetro, mas os resultados já são palpáveis e podem ser aplicados em diferentes dispositivos.

A pesquisa com novas rotas químicas para nanomateriais, sua principal linha de trabalho, conseguiu desenvolver filmes finos de nanopartículas combinadas que substituem as baterias de íon-lítio —hoje, um dos principais entraves das indústrias de celulares e carros elétricos, que dependem das reservas cada vez mais escassas de lítio, cobalto e níquel.

"Hoje, meu grupo é referência devido a essa rota, que nós chamamos de método interfacial líquido/líquido", explica.

Outro avanço foi a produção, até então inédita no Brasil, de nanotubos de carbono (cilindros formatos por átomos de carbono) a partir de uma técnica conhecida como CVD (sigla em inglês para deposição química de vapor), em 2000.

Nanomateriais Aplicação v2 -  -

Se hoje sofremos com baterias que nunca parecem durar o suficiente e que exigem cada vez mais da natureza para serem produzidas, em breve poderemos ter nossos problemas resolvidos com baterias de íon-sódio bem mais sustentáveis, capazes de gerar e armazenar energia e sem perdas por atrito.

O grupo liderado por Zarbin já desenvolveu uma nova rota de preparação do grafeno, que é um dos nanomateriais mais promissores e importantes do momento para esse tipo de aplicação, e apresentou novas baterias alcalinas de grafeno e nanopartículas de níquel.

O trabalho teve uma enorme repercussão mundial e foi capa da revista da "Royal Society of Chemistry", da Inglaterra, em 2018, exatamente por apontar caminhos mais ecológicos para a alta tecnologia. Segundo Zarbin, estas baterias são mais econômicas, têm melhor performance e agridem menos o meio ambiente.

E o nanofilme à base dos nanotubos de carbono, além de ter grande capacidade de armazenamento, também funciona em meio aquoso. Isso quer dizer que pode ser usado em células fotovoltaicas, usadas para converter energia solar em elétrica, por exemplo —o que também seria um grande avanço para as energias renováveis.

O material já foi usado pela primeira vez em um dispositivo de energia elétrica que funciona na água. "A diferença desta célula solar para as convencionais é que usa um corante para absorver luz", explica.

Os resultados foram publicados nas revistas científicas europeias "ChemSusChem", "Electrochimica Acta" e "Scientific Reports", do grupo "Nature".

Nanomateriais Futuro dos nanomateriais v2 -  -

Os nanomateriais já mudaram o mundo, ressalta Zarbin. "De telefones celulares a protetores solares, não há um único campo de aplicação tecnológica que os nanomateriais já não estejam fazendo muita diferença", diz.

Já existem mais de 300 diferentes produtos sendo comercializados com nanotubos de carbono, incluindo vários materiais esportivos (bicicletas, remos, raquetes de tênis e varas para salto, entre outros).

"A presença dos nanotubos torna esse tipo de equipamento mais resistente e muito mais leve", explica.

E não para por aí: peças de automóveis, tintas antiestática, transistores... Existem pesquisas em andamento para, em médio prazo, tudo isso estar em equipamentos médico-odontológicos, em dispositivos de armazenamento de informação, em sensores para diagnóstico de doenças e vacinas. Vem muita coisa boa por aí.

Nanomateriais v2 Como anda a ciência brasileira -  -

Mas, apesar dos avanços notáveis e estratégicos, o cenário para a pesquisa científica na área é igual ao de outras da ciência brasileira, lembra. Foram grandes os cortes de recursos nos últimos anos.

"Justamente agora que a população enxerga a importância vital da ciência e tecnologia no cotidiano, com elas dando todas as respostas e soluções para essa terrível pandemia, a área vem sendo esmagada no nosso país", diz.

Porém, o pesquisador afirma que os brasileiros se acostumaram a trabalhar com poucos recursos e tirar "leite de pedra".

"O cientista brasileiro é extremamente criativo e capaz. A nanociência e a nanotecnologia verde e amarela são muito respeitadas pela comunidade internacional", diz.

Este texto faz parte da série "Made In Brazil", que descreve o trabalho de 12 cientistas brasileiros que brilham criando supermateriais (e já falou sobre os cientistas que estão revolucionando o combate ao coronavírus). Estudando partículas de um milionésimo de milímetro, eles se debruçam para achar respostas capazes de revolucionar o futuro da humanidade. Leia mais aqui.

Teia cientistas nanomateriais v2 - Arte UOL - Arte UOL
Imagem: Arte UOL