O avanço tecnológico que presenciamos hoje, cada vez mais surpreendente e acelerado, só é possível graças ao desenvolvimento de novos materiais. Através da manipulação de certos elementos da natureza, pesquisadores em todo o mundo têm criado produtos com alto desempenho tecnológico, dos quais todos usufruímos, diariamente.
Entre esses materiais, os polímeros, matéria-prima das sacolas plásticas e da borracha, têm sido detalhadamente estudados, observados e manipulados no Grupo de Polímeros “Prof. Bernhard Gross”, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), com o intuito de torná-los “super polímeros”: mais resistentes, capazes de armazenar mais informações e, em um futuro breve, trazer mais segurança a cartões de créditos, cédulas de dinheiro e, até mesmo, em dispositivos de carros.
Entenda o princípio
Os polímeros são macromoléculas, que possuem propriedades muito interessantes. Contudo, geralmente somente suas propriedades mecânicas são exploradas, ou seja, o potencial dos polímeros é aproveitado, na maior parte das vezes, para produção de embalagens, sacolas plásticas, molduras etc.
O mero, unidade química que se repete para formar a cadeia do polímero, possui propriedades que caracterizam essa cadeia, dando “caras” diferentes ao polímero: um tipo específico de mero pode gerar um polímero com grande capacidade mecânica, já outro mero pode apresentar potencial forte para o armazenamento de informação óptica. Quando o polímero possui meros diferentes, estes são chamados “copolímeros”, e podem ser vantajosos em relação a um polímero comum, justamente por possuírem propriedades distintas.
Físicos e químicos têm se desdobrado para conhecer os detalhes sobre os polímeros, o que ajudou a encontrar melhores e aprimoradas maneiras para sua utilização. “Para modificar as propriedades dos materiais visando a um melhor aproveitamento, é preciso conhecê-las”, afirma Osvaldo Novais de Oliveira Jr., docente do IFSC e um dos pesquisadores do Grupo.
Os estudos no Grupo de Polímeros
A história começou há vários anos. Há cerca de quatro, Osvaldo e colaboradores – incluindo colegas do Grupo de Fotônica do IFSC- chegaram a um resultado que lhes rendeu publicações científicas e uma patente: a construção de uma memória em 3D, através de uma técnica de armazenamento óptico por foto isomerização, processo no qual se incide luz num material alterando a orientação de suas moléculas e permitindo o armazenamento de informações. “É como se estivéssemos escrevendo com luz”, explica Osvaldo.
Mas, para que a experiência saia dos laboratórios de pesquisa e transforme-se num produto feito em larga escala, num preço acessível, é preciso descobrir novos materiais sensíveis à luz e que permitam a inscrição e leitura com eficiência e baixo custo.
Apesar de grande parte da tecnologia, baseada em leitura óptica através de lasers, já estar muito bem estabelecida- prova disso é o bom funcionamento de CDs e DVDs- ainda se buscam novas possibilidades de armazenamento óptico de informações. “A capacidade de memória de novos materiais já tem sido aprimorada ao longo do tempo, especialmente nos últimos anos. O objetivo final dos estudos com polímeros é obter memórias com características especiais. Uma das possibilidades é o armazenamento em três dimensões, em que a informação não será armazenada em um único plano, como funciona nos discos que temos hoje. Ela poderá ser armazenada em vários”.
O Grupo de Polímeros tem utilizado plásticos para atingir esse objetivo, mas não na forma como os conhecemos. Esses polímeros tiveram suas propriedades alteradas, para que o material ofereça melhor desempenho. Isso significa que se atribui nova funcionalidade ao material, a partir da modificação de suas propriedades, que podem ser feitas de várias formas. Duas delas são a alteração das moléculas do material, utilizando-se meros diferentes, e outra é a deposição das macromoléculas do polímero “esticadas” em filmes finos (em seu estado normal, as macromoléculas são enoveladas).
É nesses dois pontos que Osvaldo e seus colaboradores trabalham: tanto na modificação de propriedades, quanto na formação de filmes finos nanoestruturados, ou seja, películas que, de tão finas, não são visíveis a olho nu. “Nesse projeto, estamos juntando competências dos diversos grupos do IFSC, além de um grupo de pesquisa argentino, que se incumbiu da produção de novas moléculas poliméricas”, conta Osvaldo.
A parceria entre Brasil e Argentina rendeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) em conjunto com o Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet). O financiamento permitirá intercâmbio de pesquisadores e estudantes entre os dois países, com vistas ao aprimoramento contínuo da pesquisa para produção do novo material. “Nosso objetivo nessa parceria é formar pessoal de alto nível. Esse intercâmbio científico é importante, não só para essa formação, mas para o fortalecimento da interação entre países da América latina, inclusive no que se refere à geopolítica, geração de riquezas e bem-estar para os nossos povos”, diz Osvaldo.
Como pesquisas básicas chegam até nós
A grande evolução tecnológica que experimentamos hoje depende de pesquisas básicas, como as do Grupo de Polímeros Bernhard Gross. “Estamos produzindo materiais que não são encontrados na natureza, sendo obtidos a partir de modificações e manipulações de matéria-prima. A aplicação em qualquer produto com novos materiais requer compreensão de suas propriedades e como estas podem ser modificadas. E isso só pode ser alcançado com pesquisa básica”, explica o docente. “Grande parte do desenvolvimento tecnológico depende do acúmulo de conhecimentos”.
A pesquisa prevista na parceria com a Argentina busca várias vantagens: polímeros, em sua forma original, não são flexíveis, nem resistentes. Quando se produz os filmes finos com o copolímero, combinando propriedades mecânicas e ópticas no mesmo material, aumenta-se a possibilidade de aplicação. “Poderemos ter materiais que funcionem bem em temperaturas mais altas, por exemplo, pois o material será mais resistente”, explica Osvaldo.
O Grupo preocupa-se com a aplicação das técnicas desenvolvidas. Mas, o foco inicial é provar as possibilidades de melhora das propriedades do polímero e explicar os fenômenos envolvidos em sua aplicação. “O desenvolvimento de produtos muitas vezes só é possível a partir de pesquisas básicas, geradas, em princípio, sem preocupação com a aplicação”.
O resultado das pesquisas do Grupo de Polímeros, embora não tenha seu viés direcionado à aplicação imediata, certamente colaborará para o desenvolvimento de novos produtos. Basta pensar em como o plástico está presente em nossa vida! Se sua matéria-prima está sendo aprimorada, isso diretamente nos afetará. E, pela rapidez com que tudo tem se desenvolvido, pode ser que muito em breve estejamos nos beneficiando desses avanços.
Assessoria de Comunicação
