¬Um dos produtos com maior apelo co-mercial divulgado por cientistas japone-ses recentemente é uma roupa desenvol-vida a partir de um tecido tecnológicocom nanofibras altamente condutoras,capaz de medir a frequência cardíaca, ob-tendo resultados semelhantes aos de umeletrocardiograma.

A empresa não anunciou quando as pe-ças estarão no mercado, mas adiantou queas informações captadas deverão ser trans-

mitidas para um smartphone que, pormeio de um aplicativo, conseguirá ler e in-terpretar os resultados dos exames.

De acordo com o site da empresa To-ray, o Hitoe é um tecido altamente condu-tor que consiste de nanofibras impregna-das à malha com compostos poliméricosque conduzem eletricidade. Isso deixa otecido altamente sensível aos sinais bioló-gicos, como se houvesse eletrodos acopla-dos ao material. Essas características per-

manecem mesmo após o uso e a lavagem.A empresa alerta que o produto não é um

dispositivo médico, mas poderá ser usado pa-ra melhorar treinos e monitorar a condiçãofísica, os níveis de estresse e outras informa-ções. Na China, camisetas inteligentes serãousadas por motoristas de ônibus coletivos. Ossensores poderão registrar, por exemplo, se ousuário adormecer ao volante ou mostrar va-riações bruscas nos sinais vitais e enviar essesdados, em tempo real, à companhia. (LM)

¬ LITZA MATTOS

¬O primeiro passo para entrar no pe-queno grande mundo da nanotecnolo-gia é mudar a escala na qual os olhosveem as coisas. Esse universo, que mani-pula as partículas em escala microscópi-ca (até um bilhão de vezes menor do queo metro), já chamou atenção do mundocom pesquisas mostrando o grande pa-pel das nanopartículas no tratamento dedoenças como a dengue, alguns tipos decâncer e o HIV.

Agora é a vez das nanofibras, outro seg-mento desse universo revolucionário. Tra-ta-se de fibras com diâmetro na ordem decem nanômetros, muito menores que umfio de cabelo, mas com comprimentos si-milares. São consideradas um dos mate-riais mais promissores da nanotecnologia.

No futuro, as nanofibras de carbono,por exemplo, poderão ser usadas para pro-duzir os mais resistentes coletes à provade balas e músculos artificiais ou recons-truir corações danificados.

Cientistas brasileiros do Instituto deQuímica da Universidade de São Paulo(USP) concentram-se atualmente em in-vestigar a produção de nanofibras com po-límeros biodegradáveis para crescimentoe regeneração de células neurais. Tam-bém na USP, outra equipe pesquisa os efei-tos antifúngicos do material para tratar ecombater a Candida albicans, espécie defungo que causa alguns tipos de infecçãooral e vaginal nos humanos.

Na engenharia de materiais, tudo oque tem um diâmetro fino e compri-mento longo – quando o valor do com-primento dividido pelo diâmetro émaior do que dez – é chamado de fibra.Quanto maior for essa relação, melhorserá o desempenho. Esse valor, entre-tanto, pode ser dividido cada vez mais,conforme explica o engenheiro de ma-teriais e pesquisador da Empresa Brasi-leira de Pesquisa Agropecuária (Embra-pa), José Manoel Marconcini.

“Um fio de cabelo, por exemplo, podeter diâmetro de cinco a 50 micrômetros

(µm) mais ou menos. Se o fio de cabelotiver 30µm , significa que é mil vezes me-nor do que 30mm”, diz.

Nessa escala, o material já é considera-do microfibra – por exemplo, usada emcalças de poliéster, cujo fio tem diâmetrode um ou dois micrômetros. Essa caracte-rística deixa o tecido mais macio do que osde algodão, cujo diâmetro é um poucomaior, segundo o engenheiro.

“Porém, quando se fala em nanofibras,estamos nos referindo a fibras que têm odiâmetro nanométrico, que pode variarde um a cem nanômetros (nm) mais ou

menos. Ou seja, 1nm é mil vezes menordo que 1µm ”, explica.

OBTENÇÃO. A celulose, a cerâmica, os me-tais e os polímeros (matéria-prima desacolas plásticas, para-choques de auto-móveis, panelas antiaderentes, colas etintas, entre outros) são os materiaismais usados para formar fibras na esca-la nano. Para se chegar a esse resulta-do, a técnica mais utilizada atualmenteé a eletrofiação.

Porém, como essa técnica utiliza altasvoltagens e o volume de fibras produzidasé relativamente pequeno, uma nova técni-ca de fiação por sopro (em inglês SolutionBlow Spinning – SBS), desenvolvida peloengenheiro de materiais brasileiro ElitonSouto de Medeiros, é opção com potencialpara ser usado em escala industrial.

“A eletrofiação usa equipamentoscom alto campo elétrico, de 15 kW, parafazer o fio. A SBS usa fiação por soprocom ar comprimido em solução”, contaMarconcini. A técnica foi desenvolvidapela Embrapa, em parceria com institu-tos de pesquisa dos Estados Unidos, e nãoprecisa de usar eletricidade. Para Marcon-cini, em termos científicos, o Brasil pos-sui boa inserção no tema, mas ainda estánum estágio inicial. “Já dominamos co-mo fazer, técnicas de processamento,mas a dificuldade é ainda investir em co-mo produzir em larga escala para isso mi-grar para nosso dia a dia”, diz.

ElasreconstruirãocoraçõesdanificadosetratarãodoençasNanofibrasrevolucionamdamedicinaàeconomiaeprometemmudarseudiaadia

Monitoramento. Tecido tecnológico feito de fibras altamente

concondutoras, capaz de medir a frequência cardíaca

Aspecto. O que se parece com vidro trincado ou teia de aranha é, na verdade, um conjunto de nanofibras

Resultado. Manta nanofibrílica de polímeros, que é produzida

pela Embrapa, após passar pelo processo de eletrofiação

interessainteressa

Ampliação. Só com a perspectiva de microscópio é possível perce-

ber como as nanofibras têm diâmetros de bilionésimos de metro

TORAY/DIVULGAÇÃO

Camisetas‘inteligentes’monitoramafrequênciacardíaca

INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS (IPT)/DIVULGAÇÃO

IPT/DIVULGAÇÃO IPT/DIVULGAÇÃO

“De modo comercial,os produtos com

nanofibras de celulosedevem começar a

chegar ao mercadodentro de um

horizonte de dezanos.”

José Manoel MarconciniPesquisador da Embrapa Instrumentação

2 O TEMPO Belo HorizonteDOMINGO, 22 DE JANEIRO DE 2017 Tempo Livre|

¬Um grupo de cientistas do Instituto dePesquisas Tecnológicas (IPT) do Estadode São Paulo têm constantemente moni-torado o número de artigos e patentes re-lacionadas às nanofibras, e o crescimen-to tem sido exponencial. “Nos últimosdez anos, o avanço foi enorme. No anopassado fizemos uma busca, e foram en-contrados cerca de 3.000 artigos publica-dos e 700 patentes”, conta um dos pes-quisadores, Renato Gavioli.

Um dos projetos que ilustra a funciona-lidade dessa novidade, voltado para a pro-dução de tecnologias de baixo custo, masdesempenho superelevado, é um sachêcomposto de carbono e nanofibras com ca-pacidade de filtragem de água, desenvolvi-do por cientistas do Instituto de Água daUniversidade de Stellenbosch, na Áfricado Sul. “A empresa deve vendê-los emáreas de muita pobreza, aonde não temágua potável”, diz.

Emoutrapesquisa, desenvolvida na Uni-versidade Politécnica da Catalunha (UPC),um novo tecido biodegradável (absorvívelpeloorganismo) de nanofibrasfoicriadopa-ra ser empregado com fármacos antitumo-rais,permitindo fazertratamentos locais pa-ra combater o câncer.

No próprio IPT, dois estudos têm recebi-do maior atenção dos cientistas. Um deles,na área de estética, promete eliminar celuli-tes, e outro, com foco em saúde, tratariadoenças de boca, conforme explica o dire-tortécnico do Núcleo deBionanomanufatu-ra do IPT, Adriano Marim.

“Na primeira, uma manta de nanofibracontendo o ativo terapêutico pode ser apli-cada na roupa ou diretona pele por umade-sivo, e o tratamento é liberado durante ouso”, explica. Nesse caso, o projeto já pas-souportestes in vitroeestáem fase denego-ciaçãocomuma empresa,que deveráconce-

ber o produto e fazer os testes em humanos.Nosegundo estudo,desenvolvidoemparce-ria com a Faculdade de Odontologia daUSP, pequenos adesivos de nanofibras como medicamento seriam usados para ajudarna cicatrização de lesões por quem usa pró-teses. “Nesses pacientes, a manutenção doativo terapêutico na boca acaba sendo maisdifícil,poiselesacabamengolindo”,diz.Tes-tes in vitro também já foram realizados, e aspesquisascontinuam.Avantagemdas nano-

fibras com essa finalidade é que o material po-de ser absorvido pelo organismo, além de libe-rar o remédio de forma controlada ao longo dotempo. De acordo com a chefe do laboratóriodebiotecnologiaindustrial noIPT, Natalia Ceri-ze, a área superficial mais elevada da nanofibraé o que possibilita interações diferentes com di-versas aplicações. Se pensar em materiais querevestem fraldas e absorventes, por exemplo,eles são feitos de um monte de fibras picotadase prensadas”, afirma. (LM)

Curiosidades

doenças

Descobertas por acaso: Uma irritan-te marca de dedo sujo deixada so-bre um pequeno instrumento de la-boratório, que tinha vestígios de co-la à base de cianoacrilato, fez o cien-tista Pratik Mankidy, da Universida-de da Pensilvânia, nos Estados Uni-dos, descobrir em 2006, que entreas linhas da impressão digital ha-viam crescido nanofibras. Após al-gum tempo, na marca do dedo, sur-giu o interesse dos pesquisadoresem estudar o processo.

Na natureza. Observando-se a nature-za, constata-se a presença da nanotec-nologia em diferentes situações. Aspropriedades hidrofóbicas autolim-pantes das folhas de lótus se devemtambém ao tapete de pelos nanomé-tricos que compõem a superfície. Ou-tro exemplo de nanotecnologia estáno fato de as lagartixas caminharempelas paredes. Suas patas são revesti-das de pelos finíssimos, tão adaptá-veis que podem aproximar-se a pou-cos nanômetros de uma base deapoio sobre grandes extensões.

Economia. Todo esse potencial de uti-lização das nanofibras nas mais dife-rentes áreas fez o mercado global deprodutos de nanofibras sair de US$203,2 milhões em 2013 para US$390,6 milhões em 2015, com pers-pectiva de crescimento para quaseUS$ 2 bilhões em 2020 – represen-tando uma alta anual de 38,6%.

Minientrevistainteressainteressa

Ciência. Da esquerda para a direita, os pesquisadores do IPT Natalia, Adriano e Renato

Promessacontraceluliteedoençasdeboca

FONTE: JOSÉ MANOEL MARCONCINI, PESQUISADOR DA EMBRAPA INSTRUMENTAÇÃO

ESCALA NANOMÉTRICAEDITORIA DE ARTE / O TEMPO

Nanociência: estudo de fenômenos e a manipulação de átomos e moléculas a ponto de construir um determinado material átomo a átomo, dando a ele as características e propriedades que forem convenientes e que não são observadas em escala macro

Pode ser usada nas mais diferentes áreas

Química Física Engenharia Medicina

Fibra quando o valor do comprimento dividido pelo diâmetro é maior que 10

Fio de cabelo diâmetro de 5 a 50 micrômetros = 1.000 vezes menor do que 30 milímetros

Nanofibras pode variar de 1 a 100 nanômetros = 1 nanômetro é 1.000 vezes menor do que 1 micrômetro

Escala

Propriedades das nanofibras

DIÂMETROS MUITO PEQUENOS

ALTA ÁREA SUPERFICIAL POR UNIDADE DE MASSA E POROS DE TAMANHOS PEQUENOS

COMPRIMENTOS LONGOS

ESTRUTURAS CONTÍNUAS

ALTA RESISTÊNCIA AXIAL COM EXTREMA FLEXIBILIDADE Fio de cabeloFio de cabelo

NanofibrasNanofibras

Classifica-se como nano objetos de

1 a 100nm (NANÔMETRO)

GGregoryM.

GlennCientista

PESQUISADOR DE NANOFIBRAS NOS EUA

Você diz que as nanofibras abriram novaspossibilidades para produtos e aplicaçõesque só agora estão sendo mais pesquisa-dos. Qualquer material pode ser transfor-mado em nanofibras? Não. Alguns mate-riais não são passíveis de fabricação denanofibras. No entanto, existem muitasestratégias diferentes para fazer novosmateriais em nanofibras. Por exemplo,as nanofibras cerâmicas podem ser feitaspor adição de sílica a uma solução de polí-mero, que pode então ser aquecida e cen-trifugada para formar as nanofibras.

Dentre os vários métodos e processos pa-ra a produção de nanofibras, você está seconcentrando em apenas um. Explique me-lhor. A técnica de fiação por sopro emsolução (em inglês Solution Blow Spin-ning - SBS), desenvolvida pelo engenhei-ro de materiais brasileiro Eliton Soutode Medeiros, é uma nova classe de pro-cessos de fiação de fibras que usa gáscomprimido como força motriz para for-mar micro e nanofibras de soluções depolímero. Antes do desenvolvimento daSBS, as nanofibras estavam limitadas aoprocesso de eletrofiação. Esse novo mé-todo tem encontrado maior aceitaçãopor ser um processo relativamente bara-to, que pode ser facilmente ampliado pa-ra a escala industrial.

De todas as possíveis aplicações de nano-fibras na área da saúde, você destaca acicatrização de feridas. Por quê? Em apli-cações biomédicas, as malhas de nanofi-bras são valiosas, pois funcionam forne-cendo “andaimes” para que as célulaspossam se anexar e regenerar um novotecido, além de curativos, implantes eprodutos que controlam a liberação defármacos. Isso seria muito útil para o tra-tamento de vítimas de queimaduras oupara outras lesões nos tecidos expostos.Além da cicatrização de feridas, a malhade nanofibra também pode ser usada in-ternamente no lugar de suturas para pro-cedimentos cirúrgicos, sendo aplicada di-retamente a um tecido ou órgão.

Esse material já é uma realidade? Sim. Omaterial já está sendo produzido por vá-rios métodos. No entanto, sua utilizaçãona cicatrização de feridas e suturas é ain-da considerada experimental.

Qual é a diferença das nanofibras para asnanopartículas com finalidade médica? Asnanopartículas podem transportar dro-gas dentro do corpo. Como as nanofibrassão longas, elas não poderiam ser movertão facilmente dentro do corpo para osvários órgãos-alvo. Portanto, as nanofi-bras que transportam drogas seriam ini-cialmente limitadas à cicatrização de feri-das, onde o material pode ser aplicadodiretamente a uma ferida na pele, porexemplo. (LM)

DIVULGAÇÃO IPT

“Em aplicaçõesbiomédicas,

as nanofibrassão valiosas”

O TEMPO Belo Horizonte3DOMINGO, 22 DE JANEIRO DE 2017 3Tempo Livre|