Equipamento que possibilita a análise em alta resolução de estruturas de dimensões nanométricas acaba de receber patente internacional. Mais do que viabilizar o estudo de moléculas biológicas e de estruturas como grafeno e nanotubos de carbono, o invento demonstra a competência da pesquisa brasileira para gerar tecnologias de nanomanipulação de materiais, “fundamental para que o país possa se inserir com autoridade entre os produtores de nanotecnologia”, afirma o professor Ado Jorio, do Departamento de Física e um dos autores do trabalho.

Desenvolvido por pesquisadores da UFMG e do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), o nanoespectrômetro é composto de antena que chega a poucos nanômetros de distância do material, capta suas ondas eletromagnéticas e as transmite como sinal óptico a um software que realiza a análise. Segundo Ado Jorio, não existe nenhuma engrenagem mecânica capaz de movimentar a antena com tamanha precisão. “Para isso, utilizamos material piezoelétrico, que dilata quando submetido a uma diferença de potencial”, explica.

O equipamento mistura técnicas de espectroscopia óptica com as de microscopia por varredura por sonda e possibilita a visualização de átomos e moléculas. “Essa tecnologia surgiu em 2000, e, em 2003, em contato com colaboradores de outros países, trouxemos o estado da arte para a UFMG. Com o auxílio de uma rede nacional de pesquisa, começamos a desenvolver esse equipamento”, relembra o professor, explicando que a antena está atrelada a uma estrutura para realização de experimentos, visualizações e manipulações na escala nanométrica e pode ser usada tanto para nano quanto para biotecnologia.

Onda propagante

A nanoantena capta a luz da amostra – que normalmente é fraca e não se propaga – e a transforma em uma onda propagante que é enviada a detectores ópticos. “Essa antena tem a maior eficiência, conhecida na literatura, de conversão do sinal óptico da molécula em sinal mensurável: de dez a cem vezes maior do que já existia”, informa Ado Jorio. O sinal óptico que o software analisa é o chamado espectro Raman, que está relacionado às vibrações moleculares. A informação captada é como a impressão digital de cada molécula. 

O grupo pretende produzir um equipamento com a melhor antena e robusto o suficiente para que essa técnica possa ser usada não apenas por especialistas em instrumentação, mas também por pesquisadores de outras áreas, como biólogos, químicos, cientistas de materiais e físicos. “Nosso objetivo, fundamentado na segurança dessa patente, é ter uma empresa nacional que construa equipamentos nessa tecnologia de fronteira, de modo que o Brasil dê um passo à frente na geração de nanotecnologia”, enfatiza o professor. 

A próxima etapa será a transposição do protótipo laboratorial para projeto comercial, por meio da criação de uma spin-off da UFMG, com os alunos envolvidos no desenvolvimento da tecnologia, para produzir e comercializar o equipamento.

A pesquisa recebe financiamento da Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), empresa pública constituída na forma de sociedade anônima e controlada pelo Estado de Minas Gerais. O projeto envolve duas unidades da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii): a do Departamento de Ciência da Computação da UFMG, que está concebendo o software do equipamento, e a Embrapii Senai-Cimatec, que funciona em Salvador (Bahia) e é responsável pelo hardware.

“Estamos trabalhando em conjunto para a construção desse equipamento, que conta também com financiamento do SibratecNano, projeto do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, cujos recursos chegam via Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa (Fundep)”, informa Ado Jorio. Ele explica que essa linha de financiamento foi criada pelo Ministério para fomentar iniciativas empresariais de escalonamento para transferência de tecnologia. 

Equipe responsável pela patente
UFMG: Ado Jorio de Vasconcelos, Luiz Gustavo de Oliveira Lopes Cançado e Wagner  Nunes Rodrigues (professores do Departamento de Física), Cassiano Rabelo e Silva (doutorando em Engenharia Elétrica) e Douglas dos Santos Ribeiro (mestrando em Física)
Inmetro: Thiago de Lourenço e Vasconcelos, Bráulio Soares Archanjo, Carlos Alberto Achete, Benjamin Fragneaud e Bruno Santos de Oliveira