publicado por nanotech | Sexta-feira, 28 Maio , 2010, 23:31
Minho na revolução da nanotecnologia

27/05/10, 01:42
Almerinda Romeira

Na sua actividade de investigação científica aplicada à nanotecnologia, a Universidade do Minho tem em curso dezenas de projectos de I&D envolvendo financiamento externo e parceiros empresariais. O objectivo é, segundo o Pré-Reitor Vasco Teixeira, contribuir para o desenvolvimento de novas competências técnicas da indústria internacional em geral, e da portuguesa em particular.


O que é a nanotecnologia?
A nanotecnologia é uma área de investigação e desenvolvimento muito ampla e multidisciplinar que se baseia nos mais diversificados tipos de materiais (polímeros, cerâmicos, metais, semicondutores compósitos e biomateriais), estruturados à escala nanométrica (nanoestruturados) de modo a formar blocos de construção (building blocks) como clusters, nanopartículas, nanotubos e nanofibras que, por sua vez, são formados a partir de átomos ou moléculas.
Materiais nanoestruturados são aqueles que apresentam pelo menos em uma dimensão menor que 100 nanometros. Note--se que o diâmetro médio de um cabelo tem a espessura de 60 mil namometros.


Que disciplinas envolve?
A nanotecnologia sendo um campo altamente multidisciplinar envolve uma série de domínios como a física aplicada, a ciência de materiais, física de dispositivos, química e engenharia química e têxtil, engenharia de polímeros, engenharia biológica, engenharia electrónica e auto-replicação de dispositivos moleculares e robótica, entre outras áreas do conhecimento.


Que aplicações pode ter?
A nanotecnologia está a emergir como o campo mais promissor e de maior expansão de I&D. As expectativas para que a nanotecnologia melhore a segurança e a qualidade de vida dos cidadãos são bastante elevadas e, por outro lado, apresenta um potencial enorme para novas soluções para problemas industriais através de técnicas de nanofabricação emergentes.


Qual o impacto tecnológico e social da nanotecnologia?
A nanotecnologia já começou a ter um considerável impacto sócio-económico na Europa, EUA e Japão. Segundo alguns estudos de mercado, poderá vir a ser responsável por mais de 100 milhões de postos de trabalho directos ou indirectos à escala mundial nos próximos 15 anos.
Como exemplos de aplicações, temos a indústria têxtil, onde podem ser utilizadas nanopartículas ou nanofibras de prata que apresentam propriedades anti-bacterianas. Para produtos inovadores farmacêuticos, é possível conseguir-se a libertação controlada dos medicamentos, bem como conduzi--los especificamente à zona do corpo pretendida. Na indústria cosmética, os protectores solares à base de nanopartículas controlam a absorção das radiações solares com elevada precisão e as nanocápsulas com aditivos anti-envelhecimento penetram mais eficazmente nos poros da pele.


Estamos perante um admirável mundo novo?
Sim, uma nova revolução tecnológica, mas nanotecnológica. Os potenciais resultados tecnológicos da bionanotecnologia e nanomedicina que contribuirão para a melhoria da saúde humana tornam-se ainda mais excitantes quando se perspectivam desenvolvimentos de novos biomateriais, dispositivos e técnicas de detecção (p.ex. lab-on-a-chip), bem como recuperação biológica de órgãos e tecidos. Assim, questões como síntese, fabrico e caracterização de nanomateriais funcionais e nanoestruturas para aplicações biomédicas (nanotubos, nanofios, nanopartículas, biomateriais auto-organizados, nanomateriais à base de polímeros biodegradáveis, revestimentos nanoestruturados e filmes finos, superfícies inteligentes, reconhecimento biomolecular, imagiologia médica, nanodiagnóstico e terapia, etc.) tornam-se muito importantes.


O que está a Universidade do Minho a fazer nesta área?
A actual Reitoria da Universidade do Minho (UM) considera esta área como estratégica. No domínio da Nanotecnologia decorrem actualmente várias dezenas de projectos de I&D com financiamento externo e envolvendo parceiros empresariais. Englobam áreas onde a Universidade detém competências científicas e tecnológicas em bionanotecnologia, nanomedicina, nanoelectrónica e nanomateriais (produção e caracterização).
Eu, como Pró-Reitor com o pelouro da Investigação, tenho vindo a coordenar um grupo de trabalho para a elaboração de um relatório sobre as competências em I&D em micro e nanotecnologias existentes na Universidade.
A Universidade do Minho, aquando do seu 36º aniversário, no passado dia 17 de Fevereiro, celebrou vários protocolos de cooperação, um dos quais foi com o INL. Fomos a primeira Universidade a assinar um protocolo de cooperação com o INL (Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia) com sede em Braga (praticamente em fase de arranque e localizado mesmo em frente ao Campus de Gualtar da UM).


Esse protocolo versa sobre o quê?
Este protocolo tem como finalidade o estabelecimento de acções de colaboração científica e tecnológica nas áreas relevantes das Nanociências e Nanotecnologias, no âmbito das actividades de I&DT desenvolvidas pelo INL e UM, como elementos integrantes de uma estratégia global do desenvolvimento científico e tecnológico. O protocolo prevê, entre outras acções, condições especiais de acesso aos recursos existentes e às instalações, ofertas de cursos de pós-graduação no domínio da nanotecnologia; a orientação conjunta de projectos de alunos do 2º e 3º ciclos, a promoção de actividade económica no domínio da nanotecnologia.


De que forma a Universidade do Minho contribuirá para o aparecimento de novas empresas e criação de novos postos de trabalho?
A Universidade do Minho assume-se como uma Universidade de Investigação e sempre procurou estimular nos seus alunos, docentes e investigadores uma cultura e espírito empreendedor.
No âmbito da sua política de valorização do conhecimento, a Universidade do Minho incentiva a constituição de empresas que tenham por objectivo a valorização do conhecimento resultante das suas actividades de investigação científica e tecnológica: os Spin-offs da Universidade do Minho.


Que resultados práticos apresenta essa política de valorização do conhecimento?
O desenvolvimento de comportamentos e competências empreendedoras na comunidade académica traduzem-se num incremento no número de registos de patentes e na criação de microempresas de base tecnológica algumas das quais já contam com participação de empresas capital de risco e de grandes empresas na sua estrutura societária.


A nanotecnologia pode melhorar esses resultados?
Com certeza. Como consequência natural dos vários projectos de nanotecnologia na Universidade do Minho em geral, e em particular os que decorrem em colaboração com o INL, surgirão novos produtos e processos que levarão certamente ao surgimento de spin-offs e start-ups. Espero que estas "nano"-empresas tecnológicas possam, numa primeira fase, incubar ou no INL ou em parques tecnológicos, onde a UM é associada, como é o caso do SpinPark (incubadora de empresas de base tecnológica do Avepark - Parque de Ciência e Tecnologia nas Taipas).
Estas micro-empresas deverão ser detentoras de soluções tecnológicas inovadoras e únicas, geralmente disruptivas e baseadas em nanotecnologia, para problemas da sociedade moderna e que representem um produto ou serviço com valor acrescentado.

Em quantos projectos de investigação científica e tecnológica estão envolvidos a nível nacional e internacional?
Em 2010, para todas as áreas científicas, temos mais de 400 projectos em curso. No que diz respeito aos nanomateriais e nanotecnologias, temos várias dezenas em curso com financiamento nacional (QREN, FCT), sete projectos com financiamento do 7ºPQ (2007-2013) dos quais dois são coordenados por investigadores da UM (durante o 6ºPQ, participamos em 18 na área nano e num total de 50 para todas as áreas científicas).


Em que áreas está centrado o programa estratégico de I&D do Grupo de Revestimentos Funcionais da Universidade do Minho?
Destaco as seguintes áreas estratégicas para o bem estar da população e para o sector industrial: filmes finos electro e termo-cromáticos capazes de modular a cor dos vidros ou superfícies poliméricas, assim como o controlar o fluxo de calor através de janelas em edifícios (e com evidente aplicação na indústria automóvel e aeronáutica). Revestimentos nanoestruturados e filmes finos para superfícies inteligentes (implantes biomédicos, auto-limpeza, anti-bactérias, auto-regeneração, dispositivos sensoriais e de nanodiagnóstico médico), aplicações decorativas anti-risco inovadoras a nível mundial, sistemas ultra-eficientes de energia, células solares de última geração, integração de sistemas fotovoltaicos em elementos arquitectónicos, nanofilmes e tratamentos plasma para polímeros e têxteis técnicos. Superfícies nanograduadas e nanocompósitos com incorporação de nanopartículas (p.ex. filmes de dióxido de titânio com pigmentos orgânicos para uso em colectores solares de alta eficiência).

Que ligação têm estes conteúdos programáticos (de I&D) ao tecido empresarial da região do Minho e, de forma mais vasta, à indústria portuguesa?
Muitos dos projectos em curso têm participação de PME e todos eles apresentam uma vertente muito aplicada para sectores da economia nacional, designadamente na indústria opto-electrónica, metalomecânica, indústria automóvel, indústria de moldes, plásticos, vidros, de embalagens e biomédica.
Por exemplo, o projecto QREN Solar Tiles - Desenvolvimento de Sistemas Solares Fotovoltaicos em Coberturas e Revestimentos Cerâmicos, envolve três empresas líder no sector de materiais cerâmicos e telhas para a construção civil (Revigres, Dominó e Coelho da Silva) e uma empresa de Arquitectura e Ambiente, entre outros parceiros.
A oportunidade de utilização de produtos inovadores cerâmicos solares no mercado da reabilitação urbana constitui-se também, neste sentido, como uma forte motivação para a indústria cerâmica nacional, dada a perspectiva genérica de crescimento deste segmento de mercado do sector da construção.
De um modo geral, também são envolvidas muitas outras empresas nacionais na maior parte dos projectos em curso nos 31 centros de Investigação existentes na UM.


Está a confirmar a ideia de que existe uma ligação estreita...
Na sua missão, a UM sempre considerou como um dos pilares de desenvolvimento o estabelecimento de laços estreitos de colaboração com a indústria.
Na sua actividade de investigação científica aplicada à nanotecnologia, a grande maioria dos investigadores da Universidade do Minho sempre procurou integrar colaborações com empresas regionais, nacionais e também internacionais, de modo a que os domínios de I&D pudessem, de alguma forma, contribuir para o desenvolvimento de novas competências técnicas da indústria internacional em geral, e da portuguesa em particular.
Nesse sentido, empresas nacionais e internacionais têm sido integradas em consórcios de projectos financiados pelo QREN, ADI, FCT, COST e europeus 7ºPQ (Programa Quadro de I&DT financiado pela Comissão Europeia).
A Universidade do Minho procura dinamizar novas áreas de investigação dos nanomateriais e nanotecnologias, formação avançada de recursos humanos altamente qualificados e sua inserção no mercado de trabalho e fortalecer a rede regional, nacional assim como na euro-região Norte de Portugal-Galiza, de cooperação científica e tecnológica. É sobretudo através de projectos de investigação aplicada que se promove uma efectiva transferência de conhecimento e tecnologia das Instituições de I&D para o tecido industrial.


No que é que a nanotecnologia e a Universidade do Minho podem contribuir para o desenvolvimento das micro e PME nacionais?
A investigação, desenvolvimento e inovação em áreas da nanotecnologia vão contribuir para a realização de avanços fundamentais na produção e utilização de nanomateriais em novos produtos e processos em variadas áreas do tecido económico nacional. Por exemplo no sector da energia, na indústria têxtil, na medicina e nas tecnologias da saúde, na indústria química e na agro-alimentar, nas TIC, entre muitas outras.
A curto e médio prazo, a nanotecnologia contribuirá para o desenvolvimento de sistemas eficientes e de baixo custo para a geração, armazenamento e transporte de energia.
Os materiais e estruturas concebidos e fabricados ao nível nanométrico não só melhoram como reduzem os custos nos sistemas solares fotovoltaicos, sistemas solares térmicos, baterias, células de combustível e outras tecnologias de energia.
Entre as propriedades introduzidas nos têxteis por via da nanotecnologia encontram-se a impermeabilidade, tecidos anti-sujidade e anti-vincas, os tratamentos anti-bacterianos e anti-
-fúngicos, anti-estática e protecção UV, retardamento de chama, aceleração do tempo de secagem, etc.
Estas novas soluções tecnológicas abrem, assim, novas perspectivas para a inovação e criação de novas oportunidades de negócios nas PME da indústria têxtil (um sector predominante na região do Minho e do Vale do Ave).


Qual o investimento europeu envolvido na I&D das Nanociências e Nanotecnologias?
Na Europa, a área emergente das Nanociências e Nanotecnologias foi uma das áreas principais de investigação contemplada no anterior 6º Programa-Quadro, com um investimento estimado para este sector na ordem de 1.300 milhões de euro entre 2003 e 2007.
FP7 (7ºPQ)  é a sigla que designa o Sétimo Programa-Quadro para a Investigação e Desenvolvimento Tecnológico. É este o principal instrumento da União Europeia para financiar a investigação na Europa (dispondo de mais de 50 mil milhões de euro), e está em vigor de 2007 até 2013.
A Comissão Europeia continua a apostar fortemente na área da Nanotecnologia (tema NMP - Nanociências, Nanotecnologias, Materiais e Novas Tecnologias de Produção), tendo subido o investimento em Nanotecnologia, no 7º Programa-Quadro (2007-2013), para cerca de 3.500 milhões de euros.


O que é o Grupo de Revestimentos Funcionais (GRF) do Centro de Física
O programa de I&D do Grupo de Revestimentos Funcionais (GRF) do Centro de Física da Universidade do Minho (CFUM) tem por objectivo a pesquisa aplicada nos processos de síntese por tecnologias limpas de fabrico e de caracterização de revestimentos finos obtidos a partir da deposição física e química de vapores em vácuo (processos PVD e CVD), permitindo o desenvolvimento de conceitos radicalmente inovadores de materiais na forma de revestimentos, design de multicamadas à escala nanométrica e melhoria do desempenho dos revestimentos para uma dada aplicação científica ou tecnológica.


Colaborações actuais e potenciais do GRF com a indústria

  • Revestimentos funcionais decorativos/inteligentes

    Revestimentos decorativos anti-risco alternativos aos vernizes, labels de segurança para embalagens da indústria alimentar/farmacêutica, revestimentos funcionais para a indústria automóvel, filmes fotocatílticos-self-cleaning, etc.
  • Tratamentos de superfícies em metais, plásticos, têxteis, compósitos
Anti-risco e repelentes de água, auto-laváveis, metalização, filmes de Interferência, laser etching, filmes decorativos em componentes etc..


 

  • Energia solar e ambiente
Revestimentos termocromáticos capazes de modular a trocas de energia através de janelas em edifícios, automóveis, comboios,etc; revestimentos multicamada electrocromaticos capazes de modular a transmissão de radiação e de tornar os materiais coloridos por acção de corrente eléctrica; revestimentos nanograduados e nanocompósitos inorgânicos por técnicas PVD e filmes nanocompósitos com pigmentos orgânicos para uso em colectores solares de alta eficiência, TCO-óxidos condutores transparentes para células solares fotovoltaicas, etc.


 

  • Nanomedicina e Nanobiotecnologia
Desenvolvimento de plataformas micro-nano para detecção rápida e de baixo custo de agentes patogénicos, incorporação de filmes nanométricos-nanopartículas em embalagens de alimentos/farmacos de modo a torna-las bioactivas e/ou conferir melhor protecção contra a deterioração do conteúdo, etc..


 

  • Revestimentos optimizados para moldes de injecção
Molde de alto brilho ou com micro-texturas, moldes de injecção metálica, vidros,etc.


 

  • Consultadoria na área de inovação em tratamento de superfícies e energia solar


Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia  
Em fase final de instalação em Braga, o Laboratório Internacional Ibérico de Nanotecnologia, criado por iniciativa conjunta dos Governos de Portugal e Espanha durante a XXI Cimeira Luso-Espanhola, é a primeira, e até agora única, organização de investigação no mundo na área da nanociência e nanotecnologia com um estatuto jurídico completamente internacional. As instalações, ocupando uma área de aproximadamente 26.000 m2, incluem laboratórios e gabinetes com 7.500 m2, salas limpas com 2.400m2, auditório e áreas públicas com 4.800m2, zonas técnicas com 3.500 m2, áreas administrativas com 700 m2. O edifício principal inclui as seguintes áreas de investigação: a sala limpa central de micro e nanofabricação (1.200 m2 de classe 100 e classe .1000, bay and chase area), os Laboratórios Centrais de Alta Precisão (vibração controlada e ambiente EMI para análise estrutural e em microscópios de electrões, laboratório de scanning probe, o laboratório de análise de interface e superfície, NMR, e outros), o laboratório central de biologia e bioquímica, e duas alas com 40 laboratórios PI.
Do total de 400 pessoas que irão trabalhar nas instalações do INL, 200 serão cientistas que desenvolverão projectos no âmbito das quatro principais áreas de investigação do Laboratório.

 

 

fonte: OJE- o Jornal Económico - PME NEWS


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