Método desenvolvido no doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais da UNIFAL-MG utiliza laser ultravioleta para controlar tamanho e formato das partículas
- Rafael Martins da Silva Afeto
Uma pesquisa realizada no Laboratório de Espectroscopia Óptica e Fotônica (LEOF) da UNIFAL-MG, no campus de Poços de Caldas, apresenta um novo método para a fabricação de nanopartículas de ouro com controle preciso de tamanho, forma, densidade e concentração. O estudo é parte do doutorado de Richard Silveira Pereira, desenvolvido sob orientação do professor Marcelo Gonçalves Vivas, junto ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, e abre caminho para aplicações em áreas como diagnóstico de doenças, desenvolvimento de sensores e tecnologias ópticas avançadas.
O processo utilizado na pesquisa é conhecido como “escrita direta a laser” e consiste na aplicação de um laser ultravioleta sobre um filme fino de polimetilmetacrilato (PMMA) – um tipo de plástico transparente que contém um composto chamado sal de ouro. Ao variar a potência do laser e a velocidade com que ele percorre o material, o grupo descobriu que era possível moldar com alto controle as nanopartículas de ouro.
Esse filme fino de polimetilmetacrilato foi escolhido por apresentar vantagens como transparência, facilidade de manuseio, resistência e estabilidade frente a variações de temperatura e umidade. Segundo o pesquisador, a alta energia do laser leva o material a um estado ionizado (o quarto estado da matéria), o que permite formar nanopartículas de ouro extremamente pequenas −100 mil vezes menores que a largura de um fio de cabelo com a aglomeração de átomos do metal.
Após a produção, as nanopartículas foram analisadas por meio de simulações computacionais baseadas no chamado efeito plasmônico, que ocorre quando a luz interage com partículas metálicas em escala nanométrica.
Para explicar o fenômeno, o pesquisador utiliza uma analogia simples: “Imagine uma multidão em um show: quando a banda começa a tocar, o público passa a pular e se mover no mesmo ritmo da música”, explica. Da mesma forma, a luz (a música) faz os elétrons livres na superfície da nanopartícula de ouro (a multidão) vibrarem em um ritmo sincronizado e coletivo.
Segundo o acadêmico, os estudos em nanopartículas são recentes, mas já demonstram um grande impacto na sociedade. “Há pesquisas com nanopartículas aplicadas ao combate ao câncer e ao diagnóstico precoce do Alzheimer”, afirma. “No campo dos materiais plasmônicos, destacam-se aplicações no desenvolvimento de displays de altíssima resolução e sensores capazes de detectar vírus, bactérias e até poluentes em água de maneira rápida e eficiente”, acrescenta.
A combinação de um método de fabricação preciso com técnicas de leitura óptica rápidas e não destrutivas representa para Richard Pereira uma ferramenta promissora para o avanço científico e tecnológico. O grupo pretende, nos próximos passos, aplicar a mesma técnica a outros materiais, como nanopartículas de prata, além de explorar novas matrizes poliméricas e aplicações no desenvolvimento de sensores.
O trabalho conta com financiamento da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Os resultados foram publicados em artigo científico assinado por Richard Silveira Pereira e Marcelo Gonçalves Vivas, com a participação dos pesquisadores Diego Lourençoni Ferreira e Gabriel Ferrari de Oliveira, do Laboratório de Espectroscopia Óptica e Fotônica (LEOF) da UNIFAL-MG, em parceria com colaboradores do Instituto de Física de São Carlos: Gabriele C. Felipe de Paula, André Luís dos Santos Romero e Cleber Renato Mendonça.
Confira o artigo completo no site da revista científica ACS Applied Nano Materials, neste link.
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Rafael Martins da Silva Afeto é mestrando em Ciências Ambientais na UNIFAL-MG e bolsista do projeto +Ciência, cuja proposta é fomentar a cultura institucional de divulgação científica e tecnológica. A iniciativa conta com o apoio da FAPEMIG por meio do Programa Comunicação Pública da Ciência e da Tecnologia para desenvolvimento.
*Texto elaborado sob supervisão e orientação de Ana Carolina Araújo
