O futuro do plástico: IFSC estuda desenvolvimento de super polímeros

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Da Assessoria de Comunicação do IFSC

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.

Um desses materiais, os polímeros, matéria-prima das sacolas plásticas e da borracha, têm sido detalhadamente estudados, observados e manipulados no Grupo de Polímeros Professor Bernhard Gross, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da 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, 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, entre outros.

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 Oliveira Jr.

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 Oliveira Jr 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 o  professor.

Usufruindo a pesquisa básica

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 Oliveira Jr.

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.

Mais informações: site www.polimeros.if.sc.usp.br

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