Imagem do mês de novembro. Entrevista com o autor.

01/12/2016
Microestruturas de polipirrol eletrodepositado sobre aço inox.

Microestruturas de polipirrol eletrodepositado sobre aço inox.

Sobre um “chão” de aço inox coberto pelo polímero orgânico polipirrol, jazem “coquinhos” de polipirrol (caídos de uma palmeira de polipirrol?). O cenário só pode ser visualizado com o auxílio de um microscópio, pois os coquinhos têm apenas algumas centenas de micrômetros.

A imagem, que ilustra a página de novembro do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies, foi realizada pelo estudante do curso de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Stéfano Rahmeier Marquetto, usando um microscópio eletrônico de varredura (MEV) do centro de microscopia da federal gaúcha. As estruturas de polipirrol foram obtidas a partir de uma técnica chamada cronoamperometria, com o intuito de servirem como dispositivos para liberação controlada de fármacos através de impulsos eletroquímicos. Para participar do concurso “Superfícies em Imagens”, Stéfano coloriu artificialmente a imagem e conseguiu deixar bem explícita sua semelhança com um cantinho debaixo de uma palmeira…

Veja nossa breve entrevista com Stéfano.

Stéfano Marquetto.

Stéfano Marquetto.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte-nos um pouco sobre o contexto em que foi gerada a imagem.

Stéfano Marquetto: – A imagem foi gerada durante uma pesquisa de iniciação científica, sob orientação da professora Dr. Jacqueline Arguello, pelo programa BIC UFRGS – REUNI. Nós pesquisamos processos de eletropolimerização com o objetivo de criar sistemas capazes de armazenar compostos e responder a uma diferença de potencial.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Explique de modo simples e breve o passo-a-passo da eletrodeposição que gerou as estruturas de polipirrol. Por que foi depositado em aço inox? Por que o processo gerou os “coquinhos”?

Stéfano Marquetto: – Basicamente, montamos uma célula eletrolítica com uma solução contendo pirrol e surfactante, e aplicamos uma diferença de potencial cíclica entre os eletrodos de aço inox. A escolha do aço inox é porque precisamos de uma base firme e condutora e que durante o processo propicie a formação destas estruturas ocas. O processo de polimerização que empregamos faz com que parte do pirrol se polimerize em formas arredondadas.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Sobre a aplicação das microestruturas, elas chegaram a ser testadas na liberação controlada de fármacos? Como funciona essa liberação através de impulsos eletroquímicos?

Stéfano Marquetto: – Chegamos a fazer testes para a liberação de morfina, mas em pequena escala. A liberação funciona através de uma propriedade do polipirrol de se contrair ou expandir quando está sob efeito de uma diferença de potencial. Uma vez retido dentro do polímero, o fármaco poderia ser liberado quando o polipirrol se expandisse.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Stéfano Marquetto: – Gostaria de agradecer, e muito, à professora Dr. Jacqueline Arguello, que é uma orientadora excelente e foi a principal responsável por termos sido um dos vencedores com esta imagem.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Fique à vontade para outros comentários.

Stéfano Marquetto: – Gostaria apenas de novamente agradecer pela premiação e congratular os organizadores, e dizer que ficarei atento para as próximas edições do prêmio.

Para entrar em contato com Stéfano: stefano.marq@gmail.com.

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Imagem do mês de abril. Entrevista com a autora.

25/04/2016
Nanopartículas core-shell seguindo as linhas de campo. Crédito: Helena Augusta Lisboa de Oliveira, estudante da UnB (DF).

Nanopartículas core-shell seguindo as linhas de campo.

Maio do ano passado no Laboratório de Fluídos Complexos da Universidade de Brasília. Partículas nanométricas feitas de óxidos metálicos, imersas num líquido contido num béquer, são atraídas por um ímã e se agrupam em linhas configurando um desenho de assombrosa semelhança com o íris de um olho. A então mestranda Helena Augusta Lisboa de Oliveira imortaliza a cena com a câmera de seu celular, com o objetivo de participar do concurso “Superfícies em Imagens”. Helena Augusta faz algumas alterações nas cores da foto e, no final do mês, ela candidata essa e mais duas imagens ao prêmio. A foto é escolhida como uma das imagens vencedoras e é publicada do calendário do Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies na página do mês de abril.

A partir dessa experiência, Helena Augusta reuniu mais imagens científicas com valor estético e as publicou em sua página no Instagram, que hoje tem quase 500 seguidores. Em paralelo, a “fotógrafa científica” amadora finalizou o mestrado em Ciência de Materiais e iniciou, neste ano, o doutorado em Tecnologias Química e Biológica, também na Universidade de Brasília (UnB), no qual dará continuidade ao tema da pesquisa de mestrado: a fabricação e caracterização de nanopartículas magnéticas, e seu uso na remoção de metais pesados e poluentes orgânicos presentes em efluentes industriais e outros meios aquosos.

Segue uma entrevista com Helena Augusta.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Conte sobre o contexto em que foi realizada a imagem: o trabalho de pesquisa e seus resultados.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – O trabalho de mestrado teve como objetivo o desenvolvimento de uma nova nanotecnologia para remediação ambiental em que foram elaborados, caracterizados e aplicados nanoadsorventes magnéticos baseados em nanopartículas core-shell do tipo CoFe2O4@ γ-Fe2O3 para remoção do Cr(VI), conhecido como cromo hexavalente, de meios aquosos. A maior vantagem em se utilizar nanoadsorventes magnéticos, além da grande área superficial em pequena quantidade de amostra -por se tratar de partículas em escala nanométrica-, é a separação magneticamente assistida, método rápido e de alta eficiência. Os nanoadsorventes e o Cr(VI) podem ainda ser recuperados e reutilizados. Esperamos ainda neste ano gerar um paper e também um pedido de patente. No doutorado, pretendemos expandir a utilização dos nanoadsorventes para aplicações ambientais na remoção de poluentes orgânicos, além dos metais pesados. Os órgãos que fomentaram esse trabalho foram: FAP-DF, FINATEC, CAPES e CNPq.

Boletim Engenharia de Superfícies: – A imagem é uma foto de um experimento realizado para fins de pesquisa ou uma montagem com fins estéticos? Se for para pesquisa, qual era o objetivo do experimento?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – A imagem foi obtida durante a realização de um dos experimentos do meu trabalho de dissertação. O objetivo do experimento na etapa retratada foi fazer a separação química dos nanoadsorventes magnéticos da solução de cromo hexavalente Cr(VI), com o auxílio de um ímã. Na imagem, o ímã foi afastado propositalmente do béquer para que as linhas de campo que orientam as partículas ficassem mais amplas, artisticamente para a foto.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Explique em que consistiu o experimento de modo que possamos saber o que estamos vendo na imagem.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Os nanoadsorventes – em preto – foram colocados num béquer de 250 mL, onde já havia uma solução de Cr(VI) – em rosa (que originalmente é amarela*). Abaixo do béquer, foi colocado o ímã. Rapidamente, os nanoadsorventes magnéticos (que até então estavam dispersos na solução) se alinharam conforme as linhas de campo do ímã, tridimensionalmente (ainda imersos no meio líquido).

* A foto original pode ser vista na minha página do Instagram: @haloliveira. Destaco que a inspiração para fazer a coletânea e divulgação das imagens na página surgiu graças ao Concurso Superfícies em Imagens, que me motivou a explorar este lado da vivência científica.

Boletim Engenharia de Superfícies: – O que faz as partículas da imagem funcionarem como nanoadsorventes em águas?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Os nanoadsorventes magnéticos elaborados são baseados em nanopartículas core-shell (com um núcleo e camada externa feitos de diferentes materiais) do tipo CoFe2O4@γ-Fe2O3. A superfície de maguemita tem grande afinidade com o Cr(VI). Ao serem colocados em contato e agitação com solução contaminada com Cr(VI), o Cr(VI) tende a ser adsorvido na superfície de maguemita. O núcleo de ferrita de cobalto, por sua vez, garante uma rápida separação assistida magneticamente, devido às suas propriedades magnéticas.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Partículas desse tipo já estão no mercado/ já são utilizadas em aplicações ambientais fora do laboratório?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – A ideia é que os nanoadsorventes sejam aplicados em efluentes industriais contendo Cr(VI). Antes de a indústria liberar seu efluente contaminado com altas concentrações de Cr(VI) para o ambiente, ele deve ser tratado. Utilizando-se os nanoadsorventes, um grande volume de efluente contaminado seria reduzido a poucos litros de solução de Cr(VI) concentrada, que pode inclusive ser reutilizada pela indústria, como matéria prima com valor agregado.

Já existem sorventes de Cr(VI) baseados em nanopartículas no mercado, mas que só funcionam em determinadas condições restritas de uso.

Boletim Engenharia de Superfícies: – Gostaria de agradecer alguém que tenha participado da realização da imagem vencedora?

Helena Augusta Lisboa de Oliveira: – Agradeço ao meu orientador Alex Fabiano Cortez Campos que teve a ideia desse projeto. Ao Webert Medeiros, à Priscilla Coppola e ao Franciscarlos Gomes da Silva por fornecerem amostras para o trabalho.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira e o professor Alex Fabiano C. Campos. Crédito: Aniger Lisboa.

Helena Augusta Lisboa de Oliveira e o professor Alex Fabiano C. Campos. Crédito: Aniger Lisboa.

Para entrar em contato com Helena Augusta: helena.augusta1@gmail.com.