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Tecnologia a laser abre caminhos para o grafeno verde

Sensor de UV desenvolvido a partir da grafitização dos nanocristais de celulose do abacaxi por laser

 

Leve, flexível, excelente condutor de calor e eletricidade, quase transparente e cerca de 200 vezes mais forte que o aço, o grafeno é considerado um material capaz de provocar uma revolução tecnológica na indústria de eletrônicos. Entre os desafios para o seu desenvolvimento e aplicações está a sua produção a partir de fontes renováveis. Isso pode ser obtido por meio da tecnologia de grafeno verde induzido por laser (gLIG), a qual foi foco de estudo publicado na revista Applied Physics Reviews, assinado por cientistas brasileiros e portugueses.

Essa tecnologia abre caminhos para a fabricação de dispositivos simples, sustentáveis e de baixo custo, baseados em fontes de carbono abundantes e renováveis como madeira, folhas, cortiça, cascas e celulose. Com isso, ela deve contribuir para a redução do lixo eletrônico, também conhecido como resíduo computacional, e-lixo ou e-waste, na sigla em inglês (veja quadro). Esses termos são usados para designar dispositivos que funcionam através de energia elétrica, pilhas ou baterias.

“O grafeno induzido por laser (LIG) abre a possibilidade para a produção simples, econômica e escalável de componentes tecnológicos”, conta o engenheiro de materiais, Pedro Ivo Cunha Claro, um dos autores do artigo escrito durante a sua pós-graduação pela Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e pela Universidade Nova de Lisboa (UNL). O pesquisador lembra que os últimos anos testemunharam pesquisas cada vez mais extensas em torno do gLIG para integração em várias aplicações eletrônicas, como supercapacitores, sensores, eletrocatalisadores e nanogeradores triboelétricos.

“As técnicas de processamento assistidas por laser surgiram como ferramentas poderosas para uma infinidade de aplicações, desde o processamento de materiais até a fabricação de dispositivos”, diz Claro, atualmente analista de Desenvolvimento Tecnológico no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP).

Segundo ele, vários sistemas baseados em gLIG para armazenamento de energia, eletrocatálise, tratamento de água e sensores têm sido relatados na literatura. Além disso, o gLIG foi proposto para formulação de tinta ou incorporação em matrizes de polímeros, para expandir ainda mais seu uso para substratos não baseados em carbono ou aplicações para as quais o LIG original não pode ser usado diretamente.

“Suas propriedades mecânicas e físico-químicas, como alta capacidade de resistência mecânica e condutividade elétrica, o tornam um material com potencial de aplicabilidade tecnológica enorme em diversas áreas”, afirma o engenheiro.

Menos e-lixo

O gLIG pode provocar uma revolução na forma em que os circuitos integrados e componentes eletrônicos são produzidos. Com isso, essa tecnologia será capaz de reduzir o lixo eletrônico, que causa danos tanto ao meio ambiente como para a saúde por conter aditivos tóxicos ou substâncias perigosas como o mercúrio. O próprio processo de obtenção do gLIG é mais limpo, pois não utiliza reagentes tóxicos e nem métodos tradicionais.

Em 2019, o e-lixo chegou ao recorde de 53,6 milhões de toneladas métricas mundialmente, um aumento de 21% em cinco anos, de acordo com a terceira edição do Global E-waste Monitor 2020 das Organizações das Nações Unidas (ONU). O Brasil lidera a geração de lixo eletrônico com 2.141 toneladas entre as nações de língua portuguesa (leia aqui).

 

Além de Pedro Claro, assinam o artigo os pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) Luiz Henrique Capparelli Mattoso e José Manoel Marconcini, e a professora da Universidade Nova de Lisboa (UNL), Elvira Maria Fortunato, atual ministra de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Portugal (veja a lista completa de autores no fim da matéria).

Mattoso, que orientou Claro no Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA) da Embrapa em São Carlos (SP), afirma que as recentes descobertas abrem caminho para a preparação de eletrônica verde escalável e de baixo custo. “É possível aplicar gLIG em diversos substratos, visando ao surgimento de materiais eletrônicos vestíveis e comestíveis. O gLIG pode ser extraído de resíduos de madeira, folhas, cortiça e carvão, e de outras fontes naturais, permitindo o desenvolvimento de plataformas flexíveis e sustentáveis como alternativa às tecnologias convencionais”, declara o pesquisador, especialista em nanotecnologia.

“Pudemos usar a tecnologia LIG para desenhar circuitos à base de grafeno, por conversão das cadeias de carbono associadas a qualquer biopolímero ou material celulósico, o que se traduz em melhoria enorme dos recursos necessários para desenvolver uma bioeletrônica sustentável e que contribua para o bem-estar e conforto dos cidadãos”, relata o coordenador do Centro de Investigação de Materiais da UNL (Cenimat), Rodrigo Martins, que também assina o estudo.

 

Cortiça, madeira e até folhas podem ser matéria-prima

Responsável por introduzir a nanotecnologia e estudos com novos materiais no agro brasileiro, Mattoso explica que a cortiça, que são cascas de árvores, é um substrato que tem despertado muito interesse e é considerada uma fonte promissora de gLIG, pela possibilidade de ser um material híbrido que permite flexibilidade e leveza.

Claro diz que esses substratos podem ser convertidos diretamente em gLIG, principalmente devido ao alto teor de lignina presente em sua composição. O cientista esclarece que teor maior de lignina é mais favorável para produzir gLIG de melhor qualidade, com a possibilidade de selecionar o precursor bruto mais adequado para cada aplicação alvo e adequar as funções químicas e condutivas dos padrões gLIG resultantes.

“Do ponto de vista ambiental e econômico, esses suportes podem ser um dos materiais mais versáteis da natureza, com extraordinárias características intrínsecas, como a biodegradabilidade, impermeabilidade, leveza e resistência a diferentes condições térmicas, dando novas funcionalidades além do seu emprego já consolidado na confecção de rolhas de vinho”, detalha Claro.

Já a madeira tem potencial para produzir gLIG devido à sua superfície uniforme e lisa, o que permite uma fácil padronização de várias arquiteturas de eletrodos desejados. No entanto, a sua aplicabilidade é limitada devido à rigidez e decomposição da estrutura lignocelulósica após a passagem do laser. Mesmo assim, é uma grande promessa para dispositivos eletrônicos que não requerem grandes solicitações mecânicas.

Outra fonte natural de matérias-primas apontada pelo pesquisador é o carvão mineral, uma rocha sedimentar orgânica rica em carbono, produzida a partir da compactação e endurecimento de restos vegetais alterados.

As folhas de plantas, por sua vez, poderiam ser aplicadas a dispositivos vestíveis, mas a processabilidade é limitada por seu tamanho e resistência mecânica, bem como pela degradação ao longo do tempo.

Subprodutos processados

Marconcini lembra que foram feitos esforços recentes para produzir LIG a partir de outros substratos à base de carbono, de uma variedade de materiais, desde polímeros termoplásticos a materiais têxteis e alimentos, como casca de batata, pão e casca de coco. A versatilidade e o potencial desses materiais já foram demonstrados em diversas aplicações.

 

O que é grafeno e gLIG

Material mais fino do mundo, o grafeno é produzido a partir do grafite, e é um cristal bidimensional formado por ligações entre átomos de carbono, organizados em estruturas hexagonais similares a um favo de mel.

Já o gLIG é um material emergente e altamente sustentável, obtido pela técnica chamada de escrita direta a laser (LDW, na sigla em inglês) — de fabricação tridimensional (3D) a partir de substratos naturais que oferecem versatilidade geométrica significativa que chega a escalas de comprimento micrométricos.

Essa nova tecnologia é desenvolvida à temperatura ambiente, sem nenhum tipo de reagente, enquanto que o grafeno convencional é produzido a altas temperaturas, em torno dos mil graus centígrados, utilizando equipamentos muito caros e bastante complexos. A eliminação de tratamentos químicos garante uma alta eficiência de conversão, minimizando o tempo e o consumo de energia no processo de gravação.

A escrita direta a laser (LDW), como é conhecida, é um método de abordagem sem máscara, sem catalisador, não tóxico, controlável e sem contato, permitindo o processamento rápido, direto e eficiente de estruturas complexas. Essa técnica se assemelha a um tipo de gravura baseada em reações fototérmicas, transformando a superfície gravada em um material de interesse tecnológico.

 

Perspectivas

Desde a sua descoberta em 2004, o grafeno e nanomateriais bidimensionais (2D) similares têm sido intensamente estudados e atraído muito interesse devido às suas promissoras propriedades físico-químicas, com alguns produtos já disponíveis comercialmente, apresentando desempenhos promissores em comparação a outras fontes verdes.

A União Europeia criou um consórcio, o Graphene Flagship, composto por 150 parceiros e com um orçamento total de 1 bilhão de euros. O projeto abrange vários campos, desde a pesquisa fundamental até a comercialização de grafeno a longo prazo.

Esforços semelhantes, com o objetivo de desvendar e explorar totalmente as propriedades do grafeno, estão sendo realizados em todo o mundo, incluindo o Brasil, grande produtor de grafite e detentor de uma das maiores reservas mundiais do mineral. Até o momento, o grafeno foi implementado com sucesso no armazenamento de energia, área ambiental, aplicações biomédicas, entre outros.

Para Mattoso, embora ainda seja necessário vencer muitos desafios, há oportunidades para diferentes métodos de processamento, materiais e produtos entrarem no mercado, porque é um material versátil e pode ser combinado com outros elementos para produção de diferentes materiais com propriedades superiores. Além de todas as vantagens, o gLIG ainda pode contribuir com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU.

 

Autores do artigo

Assinam o artigo científico: Pedro Claro (UFSCar); Tomás Pinheiro, Sara L. Silvestre, Ana C. Marques, João Coelho, Rodrigo Martins Elvira Fortunato (Universidade Nova de Lisboa); Luiz H. C. Mattoso e José M. Marconcini (Embrapa).

O trabalho recebeu apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Sistema Nacional de Laboratórios em Nanotecnologia (SisNano). O projeto foi financiado pela Agência Executiva do Conselho Europeu de Investigação (ERC) e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) de Portugal.

Joana Silva (MTb 19.554/SP)
Embrapa Instrumentação

Contatos para a imprensa

Telefone: (16) 2107 2901/ 99994.6160

 

 

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Projeto prevê aplicação de multa à distribuidora de energia elétrica em caso de falha no fornecimento

EM TRAMITAÇÃO

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Foto: Reprodução/Web

Valor deverá ser compensado como crédito na fatura do usuário. A ideia é ressarcir os consumidores pelos prejuízos, além de estimular investimentos nas redes elétricas

O líder do governo na Câmara Legislativa do Distrito Federal, deputado distrital Robério Negreiros (PSD), apresentou um projeto de lei (PL 927/24) com o objetivo de determinar a aplicação de multa à concessionária de energia elétrica quando houver falha no fornecimento do serviço. A ideia é que sejam criados mecanismos para ressarcir os consumidores por ocasionais prejuízos, bem como estimular investimentos nas redes elétricas e, assim, melhorar a qualidade do serviço prestado.

O valor referente à multa indenizatória, de acordo com a proposta, deverá ser compensado como crédito na fatura de consumo do usuário. A multa será fixada no equivalente a cinco vezes a média do consumo, considerado o intervalo de tempo em que ocorrer falha no fornecimento de energia, e terá como base de cálculo o consumo dos últimos seis meses.

Defesa do consumidor

A proposta foi apresentada após recentes apagões que deixaram centenas de moradores sem luz em algumas regiões administrativas do DF. Para o distrital, esse tipo de situação impede, inclusive, o funcionamento de estabelecimentos e dificulta a expansão dos negócios para que as necessidades da população sejam atendidas.

 

 

Segundo o autor do projeto, por diversas razões as distribuidoras ainda alegam que a queima de itens eletroeletrônicos não é de sua responsabilidade e que os usuários não comprovam que os estragos são consequência das oscilações.“Todos sabem que a falta de energia pode danificar aparelhos eletrônicos, causando prejuízos aos consumidores, e é necessário estabelecer mecanismos para ressarcir tais danos”, defende Robério.

Por esse motivo, a proposta, afirma o parlamentar, tem como intuito garantir direitos e proteger o consumidor do DF. “O fornecimento de energia elétrica é um caso claro de relação de consumo, onde o consumidor é parte extremamente hipossuficiente, razão pela qual seus direitos devem ter tratamento diferenciado”, justifica o distrital.

* Com informações da assessoria de imprensa do deputado Robério Negreiros

Agência CLDF

 

 

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Recintos do Zoológico de Brasília são reformados para bem-estar dos animais

Estão em obras os espaços destinados a micos, onças, ariranhas e cervídeos. No caso do micário, ampliação está sendo feita para abrigar dois novos bichos que chegaram ao Zoo

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Adriana Izel, da Agência Brasília | Edição: Vinicius Nader

 

Em breve, alguns espaços do Zoológico de Brasília estarão de cara nova. Os recintos dos micos, das onças, das ariranhas e dos cervídeos estão em obras para garantir ambientes mais confortáveis para os animais. As intervenções incluem benfeitorias, como pintura, e ampliação, com a criação de novas áreas. Para realizar os trabalhos estão sendo utilizados recursos do Governo do Distrito Federal (GDF) e de emenda parlamentar, num total superior a R$ 1 milhão.

O micário ganhou dois novos recintos que receberão um mico-leão-dourado e um mico-leão-da-cara-dourada | Fotos: Geovana Albuquerque/ Agência Brasília

A grande novidade é a extensão do micário. O espaço ganhou dois novos recintos que serão usados para abrigar dois animais que chegaram ao Zoo vindos de outros estados: um mico-leão-dourado e um mico-leão-da-cara-dourada. O primeiro já está integrado no plantel antigo, enquanto o outro segue no Hospital Veterinário aguardando a liberação para a exposição.

“Precisamos ampliar os espaços adequando às novas normas e algumas exigências que precisamos cumprir. Tem mais ou menos 15 anos que não se tinha entrega aqui no Zoológico”, revela o diretor-presidente da Fundação Jardim Zoológico de Brasília (FJZB), Wallison Couto.

O recinto das onças-pintadas, que já havia passado por intervenções com o aumento da grade e a instalação da cerca elétrica, agora terá outras melhorias. Além de uma nova pintura interna, o espaço voltará a ter uma área com água para os animais poderem nadar. “Tem um tempo já que a parte de água das onças não está funcionando. Vamos revitalizar para que possa voltar a funcionar novamente. Também vamos fazer uma cascata para o bem-estar dos animais”, adianta.

O espaço dedicado aos cervídeos vai ser equipado com um tanque de 24 metros quadrados

As obras se estendem, ainda, para o recinto das ariranhas, onde foi feita a pintura, a reforma do tanque e a recuperação de toda a área, e para o espaço dos cervídeos, onde fica o cervo-do-pantanal, com adaptação para a implantação de um tanque de 24 metros quadrados.

“Todas essas reformas, melhorias e construções foram pensadas para melhorar o ambiente interno dos animais. Temos um planejamento para os próximos cinco anos. O nosso trabalho aqui é de preservação e conservação ambiental. Criamos um cenário para que os animais se sintam bem”, esclarece o diretor-presidente.

Aprovação do público

A analista de sistemas Josiane da Cruz, 31 anos, passou a manhã com as filhas, as gêmeas Helena e Catarina, 3, no Zoológico. Esse é um passeio que a família adora. Ela se mostrou animada com as reformas no espaço. “Sem dúvida vai ser mais agregadora para o Zoológico e para as pessoas que estão vindo aqui fazer uma visita”, define.

Enyo Guimarães elogia as melhorias no espaço das onças-pintadas: “Vai ser mais agradável ver o animal mais confortável”

Para Josiane, o local é uma ótima opção de lazer e de contato com a natureza. “É um excelente lugar para trazer as crianças. Percebemos muitas melhorias. O Zoológico está bem limpinho e legal para passearmos com as crianças”, acrescenta.

O empresário Enyo Guimarães, 35, foi até o Zoo para fazer turismo e se surpreendeu com o espaço. Ele elogiou a iniciativa da FJZB de reestruturar os recintos. “Acredito que a reforma vai ser boa, porque sabemos que as onças gostam de contato com a água. Até para evitar que o animal fique estressado é importante”, diz. “E para nós, como visitantes, vai ser mais agradável ver o animal mais confortável”, analisa.

A empresária Romy do Socorro, 47, veio do Maranhão para conhecer o Zoológico. Essa foi a primeira experiência dela num espaço deste tipo. “Fiquei apaixonada, me encantei”, afirma. Sobre as obras, ela destacou: “Toda benfeitoria é bem-vinda, a população agradece. Quem ganha somos nós”.

 

 

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Força-tarefa define medidas para fortalecer acolhimento familiar

Recomendações foram publicadas hoje no Diário Oficial

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O Conselho Nacional de Justiça (CNJ) reuniu várias instituições, como ministérios e colegiados de assistência social, em uma força-tarefa para garantir o direito de convivência familiar a crianças, adolescentes e jovens mesmo durante medida protetiva de acolhimento. Uma recomendação conjunta foi publicada no Diário Oficial da União desta sexta-feira (23), com objetivos e orientações.

O texto orienta que União, estados, Distrito Federal, municípios, Poder Judiciário e o Ministério Público trabalhem em regime de colaboração com a sociedade civil, para atingir objetivos como a implementação e a ampliação dos Serviços de Acolhimento em Família Acolhedora do Sistema Único de Assistência Social, por exemplo. Também recomenda um esforço para promover a transição da modalidade de acolhimento institucional para acolhimento familiar.

O principal objetivo é permitir que crianças e adolescentes afastados da família de origem por qualquer razão, possam aguardar uma solução em ambiente familiar, por meio de adoção temporária, por exemplo. Esse formato daria lugar à permanência do menor de 18 anos em instituições, até que ele possa ser reinserido na família ou que seja adotado de forma permanente.

As recomendações incluem a meta de garantir o acolhimento em ambiente familiar de, pelo menos, 25% da demanda do país até 2027.

O documento indica estratégias para atingir os objetivos estabelecidos, como o financiamento por diferentes frentes para ampliação do Serviço de Acolhimento em Família Acolhedora, bem como o direcionamento dos recursos disponíveis preferencialmente para essa modalidade.

A estruturação, oferta e qualificação de formação inicial e de educação permanente para os atores envolvidos na transição, também são medidas previstas para alcançar metas e objetivos.

Mais do que recomendações, o documento é também um compromisso das instituições participantes de concentrar esforços em medidas que possibilitem a transição, como o estudo da situação de cada caso, a elaboração e implementação do Plano Individual de Atendimento (PIA), de forma intersetorial e o envio de relatórios trimestrais para o Poder Judiciário, pelo Serviço de Acolhimento em Família Acolhedora, por exemplo.

Além do CNJ, assinam o documento ministros e presidentes do Conselho Nacional do Ministério Público, Ministério do Desenvolvimento e Assistência Social, Família e Combate à Fome, Ministério dos Direitos Humanos e da Cidadania, Ministério do Planejamento e Orçamento, Conselho Nacional de Assistência Social, Conselho Nacional de Direitos da Criança e do Adolescente.

Edição: Graça Adjuto

ebc

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