brasil.gov.br

Metrologia e desenvolvimento de novos materiais

Nanomateriais, produção de terra fértil em laboratório, biossensores, revestimento de próteses e OLEDs são os temas de algumas pesquisas desenvolvidas no Inmetro na área de Materiais.

Inovação tecnológica

A importância da metrologia de materiais na busca por alternativas e soluções para o progresso científico e tecnológico deve ser considerada perante o caráter estratégico do domínio das técnicas de preparação, processamento e caracterização de materiais. A Divisão de Metrologia de Materiais (Dimat) busca suprir as demandas dos setores produtivos nacionais, apresentando resultados rápidos e reconhecidos politicamente como referência nacional no que tange a metrologia de materiais, cumprindo o papel de locus de conhecimento de fronteira e apoiador efetivo do desenvolvimento da indústria nacional, resultando no bem estar da população.

A caracterização das propriedades fisico-químicas, morfológicas, estruturais, magnéticas, térmicas, ópticas, eletrônicas e mecânicas dos materiais, nas escalas macro, micro e nano, é de grande importância para a pesquisa de materiais para várias aplicações (semicondutores, sensores, fármacos e medicamentos, embalagens, aços para fins elétricos, isolantes térmicos, implantes, próteses, pigmentos, etc.), assim como na fabricação e no desempenho de vários itens produzidos pela indústria. Além disso, o desenvolvimento e a certificação de materiais de referência nessas áreas são necessários para garantir a qualidade dos produtos nacionais.

A Divisão de Metrologia de Materiais do Inmetro foi concebida e instalada já integrada à atual filosofia da instituição de promover a inovação nos setores produtivos, sendo fonte de conhecimento e tecnologia para a indústria nacional. Nesse contexto a Dimat vem trabalhando em diversos projetos científicos de fronteira que podem promover melhoria em produtos e serviços por meio da inovação.

Dentre os projetos que estão em curso destacam-se os seguintes:

  • Produção e caracterização de materiais nanoestruturados a base de carbono. Novos materiais constituídos de carbono com dimensões na escala nanométrica possuem um papel chave no desenvolvimento da nanociência e nanotecnologia. Esses materiais possuem propriedades mecânicas, ópticas e eletrônicas únicas, podendo trazer por exemplo uma  revolução na indústria eletrônica. Materiais como grafeno, óxido de grafeno e nanotubos de carbono tem sido intenso objeto de estudo dentro da Divisão de Metrologia de Materiais. Processos produtivos e de caracterização química e estrutural desses materiais tem sido desenvolvidos.
  • Investigação das propriedades da terra preta de índio. Encontrada em sítios arqueológicos da Amazônia onde viveram grupos pré-históricos, a chamada “terra preta de índio” caracteriza-se por uma rica concentração de minerais que confere ao solo alta fertilidade. Além disso, essa terra possui uma alta resistência à ação das chuvas, mantendo a sua alta fertilidade por longos períodos. A investigação das suas propriedades, tais como sua composição química e a estrutura do carbono nela presente, pode elucidar os mecanismos que levam a essa grande fertilidade e abrir caminho para uma possível produção em laboratório. Em colaboração com a UFMG, o Impa e a Embrapa Solos/RJ, a Dimat analisa a estabilidade e o nível do carbono dessa terra, para possível produção de material de referência certificado.
  • Produção e caracterização de biossensores a base de materiais nanométricos. O desenvolvimento de biossensores para a detecção de doenças poderá tornar possível a produção de dispositivos analíticos compactos para diagnósticos rápidos em regiões do país de difícil acesso. Os primeiros materiais candidatos a serem utilizados como eletrodos para biossensores estão sendo desenvolvidos na Dimat. A próxima etapa envolve o desenvolvimento do eletrodo em si e seu processo de fabricação. Uma possível aplicação em vista é a utilização dos biossensores para detecção do Vírus do Papiloma Humano (VPH ou HPV). O HPV infecta células do tecido epitelial (da pele ou mucosas), e possui mais de 200 diferentes variações. A maioria dos subtipos está associada a lesões benignas, tais como verrugas, mas certos tipos são frequentemente encontrados em determinadas neoplasias como o tumor do colo do útero, do qual se estima que sejam responsáveis por mais de 90% de todos os casos verificados. A detecção precoce deste tipo de vírus pode resultar num tratamento com altas chances de recuperação. Outras aplicações para o biossensor também estão sendo prospectadas.
  • Avaliação de novos materiais para revestimento de próteses ortopédicas e odontológicas. O aumento da vida útil pela redução do desgaste é fundamental para a melhoria da qualidade das próteses ortopédicas de quadril que circulam no mercado nacional. Neste sentido, materiais altamente resistentes ao desgaste e com atrito extremamente baixo estão sendo desenvolvidos em colaboração com a Universidade de Aveiro de Portugal e aplicados como revestimentos protetores em próteses ortopédicas de quadril. Esses novos materiais estão sendo avaliados criteriosamente na Divisão de Metrologia de Materiais quanto ao seu desgaste, utilizando-se ferramentas de alta tecnologia em ensaios, bem como em análises. Além disso, a Divisão também possui ferramentas para produção e caracterização de revestimentos óxidos para implantes odontológicos. Já desenvolveu e caracterizou, em colaboração com a Diretoria de Metrologia Aplicadas às Ciências da Vida e com a Universidade Federal Fluminense, revestimentos de óxido de titânio para aplicação em implantes odontológicos de titânio, com características muito similares aos existentes no mercado internacional, proporcionando agregar melhorias aos implantes do mercado brasileiro com tecnologia 100% nacional. O desenvolvimento de camadas de materiais mecanicamente resistentes e biologicamente compatíveis que possam acelerar o processo de integração óssea dos implantes odontológicos é de grande importância para uma recuperação mais rápida e menos traumática dos pacientes implantados.
  • Desenvolvimento de materiais de referência para nanopartículas. A Dimat está em fase de planejamento para desenvolver materiais de referência a partir de nanopartículas de materiais como ouro, cobre, óxido de zinco, dióxido de titânio, nanotubos de carbono de múltiplas paredes e negro de fumo (carbon black). A disponibilização de materiais de referência deste tipo pode auxiliar na rastreabilidade de diversas técnicas analíticas em materiais utilizadas em laboratórios e indústrias.
  • Desenvolvimento de materiais para uso em dispositivos orgânicos. Dispositivos para iluminação com base em OLEDs são capazes de proporcionar um alto brilho com baixo consumo de energia e longa vida útil, podendo ser construídos sobre substratos flexíveis e/ou translúcidos. Materiais que compõem dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e células solares de base orgânica têm sido estudados pela equipe da Divisão de Materiais. Essas atividades de pesquisa contribuem para o desenvolvimento de uma nova tecnologia para iluminação, displays e fontes de energia. A equipe trabalha também na proposição e investigação de novas arquiteturas e materiais para a fabricação de dispositivos orgânicos com emissão de luz branca (WOLEDs) para iluminação de estado sólido, e o desenvolvimento de células fotovoltaicas orgânicas (OPV), e dá apoio a empresas brasileiras na realização de caracterização e testes de compostos orgânicos comerciais para a fabricação de OLEDs.

  • Manipulação de folhas de grafeno em escala nanométrica. O grafeno é um material bastante promissor devido às suas propriedades eletrônicas peculiares. A Dimat tem realizado estudos em que manipula folhas de grafeno em escala nanométrica para avaliação de suas propriedades. Nesses estudos, folhas de grafeno são “dobradas” sobre si próprias obtendo-se materiais com propriedades distintas.
  • Produção e caracterização de nanofluidos. Em muitos sistemas industriais, o calor deve ser transferido tanto para introduzir energia ao sistema quanto para retirar a energia produzida em um sistema. Considerando o grande aumento na demanda de consumo energético mundial, a intensificação do processo de transferência de calor e a redução de perdas energéticas devido ao uso ineficiente tornam-se importantes tarefas. Fundamentalmente, a conversão e transporte de energia ocorrem em níveis atômicos ou moleculares, portanto espera-se que a nanociência e a nanotecnologia tenham um papel importante na revitalização das indústrias energéticas tradicionais e estimulem as indústrias de produção de energia renováveis emergentes. A presença de determinadas nanopartículas em fluidos para finalidades de troca térmica pode melhorar significativamente sua condutividade térmica de modo a proporcionar um processo de troca mais eficiente. Nanopartículas para uso em nanofluidos tem sido produzidas e caracterizadas na Dimat com este objetivo.


Nossos Endereços

  • Prédio da Rua Santa Alexandrina

    PABX: (21) 2563-2800

    Rua Santa Alexandrina, 416

    Rio Comprido - Rio de Janeiro - RJ

    CEP: 20261-232

  • Campus Xerém

    PABX: (21) 2679-9001

    Av. Nossa Senhora das Graças, 50

    Xerém - Duque de Caxias - RJ

    CEP: 25250-020

  • Prédio da Rua Estrela

    PABX: (21) 3216-1000

    Rua Estrela, 67

    Rio Comprido - Rio de Janeiro - RJ

    CEP: 20251-900

  • Superintendência de Goiás - Surgo

    PABX: (62) 3237-3500

    Av. Berlim, 627

    Setor Sul - Goiânia - GO

    CEP: 74170-110

  • Brasília

    PABX: (61) 3340-1710

    EQN 102/103 - Lote 1, Asa Norte

    Brasília - DF

    CEP: 70722-400

  • Superintendência do R. G. do Sul - Surrs

    PABX: (51) 3342-1155

    Rua 148, s/nº

    São Geraldo - Porto Alegre - RS

    CEP: 90240-581

Inmetro © 1993 - 2014. Todos os direitos reservados.