Capes – PrInt: Desenvolvimento de nanomateriais em aplicações de interesses ambientais, energéticos e da saúde

O Século XXI é tomado por questões preocupantes que permeiam áreas ainda obscuras em setores essenciais à vida e suas necessidades básicas. Em busca de soluções para parte desses problemas, pesquisadores dos Programas de Pós-Graduação em Química (PPGQ) e de Saúde e Desenvolvimento na Região Centro-Oeste (PPGSD) realizam o projeto de pesquisa Capes – PrInt “Desenvolvimento de nanomateriais para indução de processos oxidativos: aplicações de interesses ambientais, energéticos e da saúde”.

Nanomateriais são materiais que possuem graus estruturais na ordem de um nanômetro (que é igual a um milionésimo de milímetro), e que podem potencializar resultados com quantidades muito menores de matéria-prima.

Pelo projeto os pesquisadores irão trabalhar duas linhas. A primeira é a terapia fotodinâmica, que trata do uso do nanomaterial e da luz para promover reações no interior de células e seres vivos.

Um desafio dos dias atuais na área de sáude é, por exemplo, a resistência das bactérias a várias classes de antibióticos, em especial pelo uso indiscriminado desses medicamentos, criando assim bactérias super-resistentes. “Nessa linha, trabalhos recentes já apontam o potencial da inativação fotodinâmica (IFD) no processo de inativacão de bactérias multirresistentes”, explica o coordenador do projeto, professor Além-Mar Bernardes Gonçalves (Instituto de Física – Infi).

A outra linha está relacionada com o uso de nanomateriais e luz para promover quebra de moléculas de poluentes ou provocar a própria quebra da molécula da água na produção de Hidrogênio, considerado combustível limpo.

Na questão ambiental, o nível de poluição, resultante de atividades agrıćolas, industriais e domésticas, aumentou consideravelmente nos últimos anos. “Alguns compostos têm sido reportados como poluentes orgânicos persistentes (POPs) não sendo, portanto, eliminados do meio ambiente após etapas comumente aplicadas nas estações de tratamento de efluentes. Os radicais produzidos a partir da interação da luz com os nanomateriais possuem alta capacidade de degradação de POPs, alta reatividade para inativação de bactéria multirresistente via IFD, além de participarem na geracão de H2 (o combustível do futuro) a partir da quebra da molécula da água”, explica o coordenador.

Ao mesmo tempo, há uma preocupação sobre como o aumento da produção de nanomateriais poderá levar a uma acumulação dos mesmos no meio ambiente, onde seu impacto e comportamento ainda são desconhecidos. “Portanto, associado às aplicações já mencionadas, o projeto visa também avaliar o impacto nocivo dos nanomateriais a serem desenvolvidos, objetivando obter aplicações que tenham o menor impacto ambiental e à saúde humana e animal”, diz o coordenador.

Além do professor Além-Mar, participam do projeto na UFMS os professores do Infi Anderson Rodrigues Lima Caires, Heberton Wender Luiz dos Santos, Samuel Leite de Oliveira e Diego Carvalho Barbosa Alves e da Faculdade de Medicina (Famed) Rita de Cássia Avellaneda Guimarães e Valter Aragão do Nascimento.

Os pesquisadores estrangeiros são Corinne Whitby (University of Essex), Tracy Lawson (University of Essex), Ian Colbeck (University of Essex), Frank Osterloh (University of California, Davis) e Detlef Bahnemann (Leibniz Universitat Hannover).

Missões

Os professores Anderson Caires e Samuel de Oliveira estiveram recentemente em missão na University of Essex, no Reino Unido, onde as colaborações estão principalmente ligadas às pesquisas referentes ao processo fotodinâmico e biofísica.

Em setembro deste ano, a University of Essex recebe o pesquisador Anderson como professor visitante, além de uma aluna do PPGSD para o doutorado sanduíche.

Na busca por novas estratégias para o controle populacional do Aedes aegypti, os professores Anderson e Samuel pesquisam compostos naturais, sintéticos e também nanomateriais para atuarem como moléculas fotossensiblizadoras capazes de induzir a morte da larva pelo processo oxidativo.

“Esse é um exemplo da parte de terapia fotodinâmica, que tem resultados muito interessantes com Aedes agypti, com pesquisas voltadas para questões mais tropicais, que são de interesse da universidade inglesa, mas não necessariamente são fáceis de serem realizados lá”, completa Além-Mar.

Outras duas universidades – University of California e Leibniz Universitat Hannover concentram colaboração em pesquisas mais direcionadas à fotocatálise, tanto para a produção de hidrogênio quanto para a degradação de poluentes no ar e na água.

A universidade alemã recepcionou neste mês de maio os professores Além-Mar Gonçalves e Diego Alves (que será professor visitante lá em 2020). “Além de planejar nossas pesquisas em colaboração, trabalhamos um pouco para estreitar os laços, principalmente com o professor Detlef Bahnemann, com quem estabelecemos os primeiros contatos. Queremos descobrir, aqui no Brasil, como produzir resultados que consigam colaborar com os que já produzem lá”, explica o professor.

A proposta é que os pesquisadores brasileiros realizem a sintetização dos materiais e que na Alemanha seja feita a caracterização. “Conseguiremos colaborar porque produzimos materiais que são de interesse deles e que não estão trabalhando, eventualmente por falta de pessoal ou por falta de condições nesse momento. Então, parte da pesquisa será feita aqui e parte lá”, completa o coordenador.

Os pesquisadores também trabalham o desenvolvimento de nanomateriais para produção fotocatalítica de Hidrogênio, em que propõem a quebra da molécula da água para a geração desse combustível de altíssimo poder energético, com combustão superior ao diesel, gasolina e etanol e limpo, por só gerar vapor de água como subproduto.

Recentemente, o Laboratório de Nanomateriais e Nanotecnologia Aplicada (LNNA) adquiriu, por meio de edital de projeto universal do CNPq, cromatógrafo gasoso, que permitirá medir a quantidade de hidrogênio adquirida.

“O Laboratório já sintetizava os materiais, agora tem condições de começar a caracterizar o processo de produção de Hidrogênio. Em termos de laboratórios, somos todos novos, construindo infraestrutura e essa experiência fora já permite que possamos crescer errando menos”, completa o coordenador.

Pouco mais de R$ 1,1 milhão serão destinados ainda a três bolsas para Doutorado sanduiche, três bolsas para pesquisador visitante, três para receber Pós-doc no Brasil e visita de dois professores estrangeiros: um professor da Essex virá ao Brasil este ano e, em 2020, o PPGQ recebe o professor alemão. Os professores irão ministrar cursos de uma a duas semanas nos Programas de Pós-graduação.

Para o coordenador do PrInt, essas iniciativas irão aumentar o processo de internacionalização dos Programas de Pós envolvidos. “Durante o período do PrInt, não fazemos um contato isolado. Tecnicamente, essa colaboração será fomentada por quatro anos, há uma vivência maior da colaboração”.

Paula Pimenta