Nanotecnologia une Embrapa e setor privado: nanossimuladores e nanopigmentos estão entre os objetivos da cooperação.

Publicado em 30/01/2017

A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, unidade da Embrapa localizada em Brasília, e a empresa TecSinapse, com sede em São Paulo, assinaram no dia 05 de janeiro de 2017 dois contratos de cooperação técnica com foco em nanotecnologia verde. Essa área da ciência vem ganhando destaque no Brasil e no mundo pelo potencial de gerar soluções inovadoras e, ao mesmo tempo, sustentáveis e ecoamigáveis. No caso da pesquisa agropecuária, utiliza como objeto de estudo subprodutos da agricultura, como resíduos e rejeitos da produção, muitas vezes considerados sem utilidade para o setor produtivo. Os cientistas buscam nesses resíduos - componentes das cadeias produtivas que não são tipicamente comercializados - rotas sustentáveis capazes de reduzir o uso de solventes tóxicos, materiais sintéticos e outros produtos potencialmente nocivos ao meio ambiente e à saúde humana e de animais.

A parceria com a Embrapa marca o início de uma nova era para a TecSinapse, como explica o atual líder da área de pesquisa aplicada, Augusto Vellozo, que é doutor em Ciência da Computação: "Essa é a primeira vez que trabalhamos com nanotecnologia e, por isso, temos uma grande expectativa nessa cooperação técnica". Segundo ele, a inovação sempre foi uma das principais metas da empresa, que atua na área de desenvolvimento tecnológico desde 2005 e, desde 2013, tem uma área específica para desenvolver pesquisa aplicada. Por isso, mantém parceria com diversas universidades e instituições de pesquisa brasileiras e internacionais.

Ao conhecer a equipe de pesquisa que atua no Laboratório de Nanobiotecnologia (LNANO) da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, capitaneado pelo pesquisador Luciano Paulino, há pouco mais de dois anos, o diretor de desenvolvimento e inovação, Paulo Milreu e a equipe sentiram que ali estava a possibilidade de aumentar ainda mais o escopo inovador da TecSinapse, que tem entre seus clientes, alguns dos gigantes do setor automotivo internacional e possui unidades em São Paulo e Mato Grosso do Sul (Campo Grande). Desde então, as equipes iniciaram um processo de discussão com vistas ao alinhamento de esforços conjuntos que culminaram com a formalização de dois contratos de cooperação técnica.

Do ponto de vista econômico, a nanotecnologia verde representa agregação de valor; pelo lado social, permite diversificar atividades; ambientalmente, diminui o impacto adverso com a geração de resíduos; além de resultar em benefícios científicos e tecnológicos, com a obtenção de conhecimentos inovadores e desenvolvimento de produtos e processos.
Para Luciano Paulino, esses benefícios vão de encontro aos preceitos da agricultura sustentável, que são: suprir as necessidades de alimentos e fibras com qualidade ambiental e utilização eficiente de recursos em prol da conservação da biodiversidade e do bem-estar animal e humano sempre atuando de forma justa e economicamente viável.

O grupo busca nos subprodutos da agricultura e na biodiversidade, componentes que podem ser úteis ao desenvolvimento de processos sustentáveis, como por exemplo, proteínas (queratina, colágeno, fibroínas e hemoglobina); carboidratos (monossacarídeos, quitosana e celulose); compostos polifenólicos (flavonoides); outros compostos orgânicos (lignina); toxinas (melitina); e, até mesmo, compostos inorgânicos (carbonato de cálcio). O objetivo é investigar esses materiais em escala nanométrica para identificar novas propriedades; melhorar o desempenho dos produtos e processos; e gerar ganhos econômicos.

O grupo atua em seis linhas principais: avaliação das características de estruturas biológicas, incluindo subprodutos agropecuários e florestais, em escala molecular e nanoescala visando ao desenvolvimento de micro e nanossistemas; desenvolvimento de micro e nanossistemas lipossomais, lipídicos, metálicos e poliméricos obtidos por rotas de síntese verde visando à entrega e liberação sustentada de bioativos e imobilização de moléculas; desenvolvimento de superfícies funcionais aplicáveis a embalagens ativas, películas comestíveis, sistemas de biorremediação, nanobiossensores, nanocatalisadores, biomiméticos e nanoforense; ensaios 2D e 3D para avaliação da nanotoxicidade e nanoecotoxicidade in vitro e in vivo em bactérias, leveduras, algas, células de mamíferos, plantas, microcrustáceos, nematoides e peixes; fabricação digital por manufatura aditiva, manufatura subtrativa, engenharia reversa e bioimpressão 3D de arcabouços biológicos, reactionware e labware; implementação de sistemas para o escalonamento industrial, gerenciamento de resíduos, avaliação de impactos, modelagem matemática e sustentabilidade de processos nanobiotecnológicos. (Saiba mais sobre essas pesquisas no link: https://www.embrapa.br/en/recursos-geneticos-e-biotecnologia/gp/bioativos-nanomateriais).

"Com isso, agregamos valor econômico a recursos biológicos, como partes de plantas, animais e microrganismos, que possivelmente não seriam bem aceitos in natura pelo mercado", explica o pesquisador da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia.

Nanossimulador vai otimizar o trabalho na bancada

A cooperação entre a Embrapa e a TecSinapse - que conta ainda com a participação das pesquisadoras Ivy Garcez (BSc) e Cínthia Bonatto (doutora), ambas egressas da equipe de pesquisa do LNANO e atualmente membros da equipe da TecSinapse, e de Paulo Milreu - vai trabalhar primeiramente em duas frentes. A primeira é o desenvolvimento de um nanossimulador, que tem como objetivo principal otimizar as pesquisas de laboratório associadas à nanotecnologia. Atualmente, grande parte dos resultados obtidos depende de processos de síntese realizados nas bancadas, nas quais os cientistas buscam nos produtos e subprodutos agrícolas, pecuários e aquícolas soluções sustentáveis para problemas da agricultura brasileira. Esses subprodutos incluem: pelos, penas, carapaças, chifres e escamas, no caso de cadeias produtivas que envolvem animais, e fibras, folhas, cascas, palhas e bagaços, no caso de cadeias produtivas vegetais, entre outros.

O nanossimulador utilizará modelagem matemática e permitirá simular as características finais de nanopartículas, diminuindo o tempo gasto e aumentando a eficiência de processos nanotecnológicos desenvolvidos em laboratórios. Para Cínthia Bonatto, que recentemente analisou mais de 90 substratos de espécies do Cerrado, como parte de seu doutorado desenvolvido na Embrapa em convênio com a Universidade de Brasília (UnB), o nanossimulador será de grande valia, não só para acelerar, como também para racionalizar os resultados obtidos.

O grupo busca, nos subprodutos, componentes que podem ser úteis ao desenvolvimento de processos sustentáveis, como por exemplo, proteínas (queratina, colágeno, fibroínas e hemoglobina); polissacarídeos (quitosana e celulose); compostos polifenólicos (flavonoides); compostos orgânicos (lignina); toxinas (melitina); e, até mesmo, compostos inorgânicos (carbonato de cálcio). O objetivo é investigar esses materiais em escala nanométrica em busca de novas propriedades; melhoria de desempenho e ganhos econômicos.
Ivy Garcez explica que os simuladores utilizados hoje em nanotecnologia no mercado mundial foram desenvolvidos para atender a demandas muito específicas. O objetivo da Embrapa e da TecSinapse é desenvolver um modelo de amplo espectro que possa atender não apenas à Embrapa, mas também a outras instituições.

Augusto Vellozo enfatiza ainda que o nanossimulador será desenvolvido inicialmente a partir de resultados obtidos pela equipe do LNANO por meio de rotas de síntese verde de nanopartículas, podendo ser utilizado para pesquisas em qualquer área que envolva seres humanos e animais.
    
Nanopigmentos: opção sustentável para a pecuária

Uma das principais abordagens dentro do contexto da nanotecnologia verde é a síntese de nanopartículas metálicas a partir de extratos vegetais. Os pesquisadores fazem tratamentos para extrair as biomoléculas (proteínas, lipídeos, carboidratos, entre outros) às quais são adicionadas soluções contendo íons metálicos. Esse contato resulta na formação de partículas nanoestruturadas que podem ter aplicações em vários setores da bioeconomia, principalmente a agricultura, onde podem atuar como fungicidas, bactericidas, entre outras aplicações.

O objetivo da TecSinapse, como explica Vellozo, é agregar valor mercadológico a esses nanopigmentos (partículas com propriedades ópticas), como por exemplo, na produção de tintas potencialmente inofensivas à saúde humana e de animais. Uma das aplicações possíveis, de acordo com o pesquisador Luciano Paulino, é para marcação e rastreabilidade de animais utilizados na pecuária. Os produtores, especialmente os de pequeno porte, que geralmente não têm acesso a chips, brincos e outras tecnologias modernas para identificação dos rebanhos, ainda utilizam marcações a ferro e fogo na identificação dos animais.    Luciano lembra ainda que algumas nanopartículas podem apresentar também propriedade antimicrobiana, o que abre outras possibilidades como a fabricação de fungicidas e bactericidas de uso veterinário.

Ao longo da cooperação, que tem duração de dois anos e meio para o desenvolvimento de nanopigmentos e de três anos para o desenvolvimento do nanossimulador, as duas instituições esperam que novas vertentes sejam abertas a partir dos conhecimentos obtidos pelas equipes. Porque, de forma inversamente proporcional à escala de um bilionésimo de metro (nanométrica) - ou seja, 50 mil vezes menor do que a espessura de um fio de cabelo - em que atua, a nanotecnologia é uma ciência gigantesca no que se refere à possibilidade de oferecer soluções e resultados inovadores.

Fonte: Embrapa