A pesquisa acerca de novos materiais que possam mitigar problemas do meio ambiente e que beneficie a saúde é um dos principais objetivos da pesquisadora, professora e física, especializada em física aplicada à medicina, Angela Kinoshita. Ela é professora da Universidade do Oeste Paulista (Unoeste), docente permanente no Programa de Pós Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional e líder do grupo Ambiente e Tecnologia.

A nanotecnologia é uma área de vanguarda, hoje em dia bastante estudada. A pesquisadora Angela Kinoshita coordena estudos que a explora  em algumas frentes.  Por exemplo, a utilização de nanopartículas para desenvolver materiais de construção civil antimicrobianos, como tintas com adição ou recobrimento de nanopartículas que resulta em materiais autolimpantes. Os resultados obtidos vêm demonstrando grande potencial e eficácia dessas tintas funcionalizadas, possibilitando sua aplicação em ambientes hospitalares.

“As nanopartículas são substâncias com dimensões que chamamos de nanométricas. Se pegarmos um milímetro e dividirmos em mil partes, teremos a dimensão de um mícron, e se pegarmos um mícron e dividirmos em mil partes, teremos um nanômetro”, explica a pesquisadora. Ela conta que várias substâncias adquirem propriedades especiais quando atingem  essa escala quase atômica. 

Para chegar ao material autolimpante, foi utilizada a nanopartícula de óxido de zinco. Ao longo do processo de pesquisa, foi realizada a deposição das nanopartículas em camadas, em concentrações e quantidades diferentes, na tinta convencional, acrílica, à base de água. 

“Observamos que, em determinadas condições, não temos a proliferação de microrganismos sobre essa superfície”, conta a pesquisadora. A bactéria utilizada como modelo foi a Staphylococcus aureus, um patógeno que preocupa bastante médicos, enfermeiros e profissionais relacionados à saúde.

 

Leia: Nanotecnologia e a eficiência na entrega de nutrientes às plantas

 

Os arquitetos e urbanistas Jacqueline Tamashiro e Fábio Friol Guedes de Paiva participam do estudo desde setembro de 2022, por meio de bolsas de pós-doutorado da CAPES. O estudo será concluído em outubro deste ano e se desenvolve nos laboratórios de microbiologia, de química e de construção civil da Unoeste. A pesquisa também tem aportes do CNPq e FAPESP por meio de bolsa de estudos.  

A equipe segue com a pesquisa e vai testar agora contra o fungo conhecido como Aspergillus niger, um microrganismo bastante comum em ambientes úmidos de residências, como nos banheiros, rodapés e paredes expostas à umidade ou infiltrações de água. Estudos prévios indicam que a nanopartícula de óxido de zinco pode ser eficiente para evitar esse fungo. 

Nanopartículas magnéticas para tratamento de efluentes

Os efluentes são resíduos provenientes de indústrias, esgotos e redes de captação e escoamento de águas pluviais. Angela detalha aspectos da pesquisa que busca desenvolver nanopartículas magnéticas para o tratamento de águas contaminadas com poluentes orgânicos, por meio da degradação fotocatalítica, sob luz solar ou ultravioleta (UV). 

“O mecanismo que faz o óxido de zinco ser uma nanopartícula antimicrobiana se relaciona à  geração de espécies reativas de oxigênio. O óxido de zinco, em contato com a luz,  gera essas espécies reativas de oxigênio que, se entrarem em contato com uma bactéria ou fungo, vão danificar sua membrana celular e causar a inativação ou morte. E se entrar em contato com uma molécula de um corante ou outro poluente, por exemplo, ele vai degradar essa molécula. É o mesmo princípio. Nosso modelo para fazer esse tipo de estudo é um corante, o azul de metileno, usado na fabricação de tecidos. É uma substância  modelo para fazermos testes em bancada, em ambiente de laboratório, para avaliarmos a eficácia da nanopartícula.”   

 

Leia: Acordos internacionais, sem ingenuidade

 

No passo seguinte da pesquisa, a ideia central é a funcionalização dessas nanopartículas com propriedades fotocatalíticas,  com nanopartícula magnética, mais precisamente a magnetita (Fe₃O₄), para possibilitar a remoção e reutilização posterior, reduzindo a necessidade de filtros para reuso ou mesmo a perda após o tratamento.

“A parte problemática de adicionar essas nanopartículas – apesar do óxido de zinco ser uma das mais baratas – é a remoção delas posteriormente. Então, analisamos uma forma de extraí-las”, afirma Fábio de Paiva. Ao funcionalizar as nanopartículas com magnetita, elas podem ser extraídas por meio de um campo magnético. 

“Dependendo da aplicação, pode ser que a nanopartícula não seja boa para permanecer junto ao efluente tratado. Em algumas aplicações não há problema. Se ela não fosse magnética, poderia centrifugar, decantar, como se faz na água da piscina. Mas tendo esse recurso de ser magnética, temos um método físico para fazer a recuperação e o posterior reaproveitamento. Para saber se vai continuar com a mesma eficácia ou não ainda  estamos desenvolvendo estudos”, adenda Angela. 

Multidisciplinaridade

Vencer o desafio de lidar com materiais como concreto e argamassa, estudados no mestrado e doutorado pelos dois pesquisadores arquitetos, para então se deparar no pós-doc com microbiológicos foi a primeira tarefa.  

A transição tem motivos. “A área de inovação é muito difícil, porque tem de buscar o que é novo, o que nunca foi feito, tanto na questão de publicação científica quanto patente. A parte de resíduos sólidos é complexa, para encontrar algo pouquíssimo estudado, ou nunca estudado, é bem raro. Então vimos a oportunidade na microbiologia alinhada a materiais de construção civil. Fizemos uma pesquisa e vimos que havia nanopartículas em muitos estudos, até na questão bactericida, antifúngica, mas junto com tinta, argamassa, e outros materiais de construção civil era extremamente limitado, em nível global”, detalha Fábio.

 

Leia: Especialistas indicam crescimento da pesquisa aplicada

 

Para Jacqueline, “saímos dessa área da arquitetura trabalhando com coisas totalmente diferentes. Ter esse conhecimento dos materiais de construção na arquitetura e estar junto com a professora Ângela que conhece muito bem a área de física, química, e tem a formação da biofísica, foi uma parceria que deu muito certo”. 

O Grupo de Pesquisa coordenado por Angela, é multi e interdisciplinar. Da graduação, em projeto de iniciação científica, há alunos de medicina, engenharia civil e química. “Somos um grupo bem misturado e isso se reflete nos projetos”, diz Angela. 

De acordo com a pesquisadora, o envolvimento de alunos de medicina é importante para a pesquisa, “porque  a nossa missão enquanto professor de pós é fazer a integração”. Ela conta que na graduação há gratas surpresas, com alunos excelentes. A união de conhecimentos interdisciplinares tem possibilitado o aprofundamento técnico das pesquisas pertinentes em promover ambientes mais seguros para a sociedade.

Nos últimos anos os resultados dos estudos vêm sendo divulgados nos Encontros de Ensino, Pesquisa e Extensão (Enepe) da Unoeste e em congressos internacionais, como o 21º e 22º Brazilian Materials Research Society (B-MRS), nos anos de 2023 e 2024.

 

Quando a pesquisa vira produto?

No laboratório, os experimentos são em escalas laboratoriais, 500 ml, 1 litro, “é difícil no ambiente universitário ter a escala industrial”, destaca Angela. Transformar o esforço com as nanopartículas em produtos é outro desafio, sobretudo encontrar empresas parceiras ou criá-las.

Já são quatro patentes depositadas, ainda em análise, no Instituto Nacional da Propriedade Intelectual (INPI), resultantes de pesquisas realizadas no mestrado, doutorado e no pós-doutorado, estágio atual de Fábio e Jacqueline. A aprovação, entretanto, pode demorar até dez anos. 

“Recentemente, tivemos a aprovação da primeira, de outro pesquisador, que caiu numa linha chamada ‘patente verde’ do INPI”. Angela refere-se ao programa do INPI que  acelera o exame de pedidos de patentes relacionados a tecnologias ambientais.

 

Leia: 40 anos de pesquisa rendem um World Food Prize

 

Tanto Fábio quanto Jacqueline não se veem como empreendedores – ainda –, mas a ideia de ver seus esforços recompensados por meio de inserção de suas descobertas no mercado é estimulante. “O Grupo Ambiente e Tecnologia, coordenado pela professora Angela, alcança alunos de graduação, mestrado e doutorado, tem um número grande de parceiros aqui e externos, como da Espanha. Esse tipo de trabalho junto à parceria privada seria de extrema importância e muito bem-vinda”, afirma Jacqueline. 

Angela menciona o PIPE – Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas –, um programa da Fapesp que auxilia pequenas empresas no desenvolvimento de produtos. “É  um fomento da Fapesp para quem já se formou no doutorado, quem já fez um pos-doc, desenvolveu um produto e vislumbra uma forma de transformar em negócio. Aqui  no estado de São Paulo temos a  possibilidade de contar com isso.”