Entrevista - SBCC

ENTREVISTA
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Henrique Toma
Doutor em Química e professor titular
do Instituto de Química da Universidade
de São Paulo – USP, Hen-
rique E. Toma é um dos pioneiros no
Brasil no estudo da nanotecnologia. A
especialização é fruto de uma evolução
na sua carreira acadêmica e do contato
com o professor Henry Taube, titular na
Universidade de Stanford, dos Estados
Unidos, e Nobel de Química em 1983
por suas pesquisas em sistemas inorgânicos.
“Ele acreditava que a ciência
poderia ser implantada em qualquer lugar,
desde que tivesse suporte e condições.
E ele acabou vindo para o Brasil
dentro de um programa de intercâmbio
com os Estados Unidos, ainda na década
de 1970. Assim, surgiu um grupo
acadêmico no Instituto de Química do
qual faço parte até hoje e que está voltado
à nanoquímica”, explica Toma.
Atualmente, Toma está focado em
estudos relacionados à nanotecnologia
em diversas atividades e com aplicações
que impactam positivamente o dia
a dia das pessoas. “Em breve, os termos
‘nanoestrutura’ e ‘nanotecnologia’
serão varridos da história, pois será tão
Instituto de Química da
Universidade de São Paulo – USP
comum a aplicação desses conceitos
que eles irão se incorporar quase que
naturalmente à evolução tecnológica de
diversas áreas das ciências. A medicina,
por exemplo, já tem medicamentos
e procedimentos com nanotecnologia.
E eles serão apresentados à sociedade
como uma evolução da própria medicina”,
diz Toma. “Por exemplo, ganhamos
um prêmio na Europa, em 2006, por um
produto inovador: um protetor solar que
contém um sensor de exposição solar
e que pode ser usado como um adesivo
ou cartão. Quando muda de cor, é
hora de se proteger do sol. Essa é uma
patente da Agência USP de Inovação,
mas que será percebida pela sociedade
como uma evolução do produto na
área de prevenção do câncer de pele”,
completa.
Para comentar um pouco mais sobre
esse assunto e, inclusive, avaliar o
impacto e áreas limpas, o dr. Henrique
Toma recebeu a Revista da SBCC.
Revista SBCC: Como o grupo de estu-
do se aproximou da nanotecnologia?
Henrique Toma: A presença do pro-
Alberto Sarmento Paz
fessor Henry Taube foi decisiva, pois o
grupo de estudos incorporou a visão
crítica da ciência e passou a desenvolver
estudos na área de bioinorgânica
para entender a importância
dos elementos não convencionais, ou
seja, aqueles que não são carbono,
hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Era
uma postura inovadora, na época,
estudar a bioquímica fora do contexto
orgânico. O desafio era “copiar” a natureza
e criar moléculas sintéticas que
pudessem fazer a mesma função das
naturais, o chamado biomimetismo. Os
estudos rapidamente levaram a mais
um questionamento: como funcionam
os ciclos ativos do sistema biológico?
Nesse momento, ficou evidente que as
biomoléculas atuam como verdadeiras
máquinas formadas pela junção de várias
partes necessárias para que elas
efetivamente funcionem. A divulgação
do conceito de química supramolecular,
cujo maior incentivador foi o francês
Jean-Marie Lehn, abriu novos caminhos
para a interdisciplinaridade entre
as áreas de química, biologia, física e
engenharia.
Foto: Luiz Pelegrini / Estúdio Ricardo Hara

Revista SBCC: Nesse momento o gru-
po não estudava nanotecnologia?
Henrique Toma: O conhecimento é
uma sucessão de eventos. O conceito
supramolecular mostrou um contraste
com a química em que as moléculas
se dispõem aleatoriamente até que
alguma condição dê certo e se crie um
“produto”. As biomoléculas são inteligentes,
pois funcionam segundo uma
programação predeterminada. Isso introduz
outro elemento na evolução do
conhecimento, a busca por tornar e/ou
criar uma molécula inteligente, ou seja,
que faça uma função predeterminada.
Só no início desse século começamos a
juntar várias unidades moleculares para
criar algo inteligente, algo que execute
uma ação que uma parte sozinha não
é capaz de fazer. Podemos nomeá-las
como máquinas moleculares. A química
supramolecular passou a ser vista
como nanotecnologia, basicamente
por manipular diretamente coisas tão
pequenas quanto átomos e moléculas.
A química
supramolecular
passou a ser vista
como nanotecnologia,
basicamente por
manipular coisas tão
pequenas quanto
átomos e moléculas
Essa evolução foi propiciada também
pelas técnicas e ferramentas, como a
microscopia de varredura de sonda,
que possibilitaram, a partir dos anos de
1990, visualizar átomos e moléculas.
Revista SBCC: A visualização tornou
possível “atuar” em átomos como se
fossem peças?
Henrique Toma: Exatamente. Atualmente
existem instrumentos que nos
permitem visualizar, confinar e manipular
átomos. Até então, sabia-se, pela teoria,
que existiam átomos e moléculas,
mas eles não eram vistos porque nossa
visão é limitada pelo comprimento da
onda da luz, que mede 400 nanômetros
(um nanômetro corresponde a um
bilionésimo de metro), e o mundo nano
começa abaixo de 100 nanômetros,

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ou seja, quatro vezes menos. Mesmo
com os melhores microscópios óticos
não era possível visualizar objetos
nanométricos, pois estavam fora do
alcance físico da luz. É no momento
em que se percebe a possibilidade de
manipulação de moléculas que surge
a nanotecnologia. A a meu ver esta é
a fronteira com a vida, pois a química
pode gerar unidades moleculares que
se equiparam com os sistemas naturais.
É um caminho longo, mas muito
instigante.
Revista SBCC: Mas não são os pro-
cessadores eletrônicos o mais comple-
to exemplo de aplicação de nanotecno-
logia?
Henrique Toma: A tecnologia nano
tem, basicamente, duas abordagens. A
Química, chamada de molecular, cuja
proposta principal é gerar biomoléculas
artificiais; e a Eletrônica e de Materiais,
que buscam reduzir a dimensão
dos componentes (como os chips de
computadores) até chegar ao tamanho
nanométrico. Então há uma ciência reducionista
e outra para gerar sistemas
com materiais moleculares. É claro que
elas “conversam” e se cruzam.
Revista SBCC: Muito se espera da
tecnologia nano aplicada a novos me-
dicamentos.
Henrique Toma: Essa é a mais contundente
aplicação, e já temos vários
exemplos, desde o encapsulamento de
princípios ativos para ações específicas
até ações mais complexas, como a
marcação de células doentes para que
os medicamentos atuem apenas nelas,
ou seja, é uma espécie de marcação
em Braile para o medicamento que vai
identificar onde deve agir; ou mesmo o
uso de hipertermia, técnica que permite
a um determinado antígeno identi-
ficar uma célula e, ao irradiarmos luz
sobre ela, aquecer a ponto de matá-la.
Ficou evidente que todos os processos
inteligentes do nosso organismo
ocorrem em escala nano, nós somos
nanomáquinas. A microeletrônica,
que é centrada no chip e que mudou
o mundo, tornando os computadores
e outros aparelhos eletrônicos cada
vez menores, caminha na direção de
um computador molecular, semelhante
ao nosso cérebro, que é baseado em
outro tipo de lógica, a molecular. Estamos
bem longe disso, pois enquanto o
processador atual faz uma operação
A área nano vai se
expandir de tal forma
que será assimilada
como uma evolução
científica natural
relacionada à cada área
aplicada
por vez o nosso cérebro faz 10 elevada
a 17ª potência vezes a cada segundo.
Moléculas são os melhores veículos
de informação, e o DNA é imbatível
nesse sentido. Tudo que está dentro de
nós está codificado em um DNA, isso
permite reproduzir as informações e,
assim, perpetuar gerações. O que se
busca é reproduzir uma máquina molecular
que tenha a habilidade de transformar
situações de forma inteligente,
sem gerar poluentes e que tenha alta
eficiência. Surgem aplicações diversas,
e tem-se aí um paradoxo: a área
nano vai se expandir de tal forma que
não vai mais ser perceptível; ela será
assimilada como uma evolução científica
natural relacionada à cada área aplicada.
Encapsular princípios ativos em
nanoestruturas para aplicação cosmética
ou farmacêutica será tão comum e
deverá ser incorporado à evolução da
própria medicina, por exemplo.
Revista SBCC: Qual a importância das
áreas limpas nesse contexto?
Henrique Toma: A produção farmacêutica
e cosmética mais sofisticada
vai exigir controle de contaminação
mais efetivo. Todo o encapsulamento,
por exemplo, vai exigir áreas limpas,
com tudo muito controlado. A área cosmética,
que ainda não precisa usar áreas
limpas em praticamente toda a sua
produção, também será obrigada a incorporar
a tecnologia de áreas limpas.
Além disso, existem as implicações na
própria área limpa, proporcionadas pelos
avanços dos revestimentos, filtros,
tecidos e materiais antibacterianos.
Revista SBCC: Que tipo de aplicações
nano podem ser vislumbradas nas áre-
as limpas?
Henrique Toma: As técnicas de monitoramento
de áreas limpas trabalham
com detecção na faixa de parte por
milhão ou por bilhão, porém a nanotecnologia
tem capacidade para deslocar
essa escala em 24 “zeros”, até chegar
à detecção de uma única molécula.
Isso vai impactar, sem dúvida, no
sensoriamento ambiental. Pode-se,
por exemplo, desenvolver marcadores
ambientais que detectam moléculas,
por análise de espalhamento da luz
(efeito Raman) em níveis impensáveis.
Essa é uma aplicação que será usada
inexoravelmente pela indústria de áreas
limpas. Já fazemos isso no Instituto
de Química, mas ainda em escala de
bancada. Outra aplicação, que estamos
desenvolvendo para a Petrobras,
são nanopartículas absorventes que
podem ser lançadas no ar ou em locais

de risco, como em reatores, onde os
gases são contaminados com enxofre.
Essa nanopartícula pode ser programada
para reagir com o enxofre, que
é um sério contaminante, e pode ajudar
na sua remoção, ao ser “grudado”
em uma tela magnética. O processo é
semelhante ao de um purificador de
ambiente, simples de ser aplicado.
Revista SBCC: Existem outras aplica-
ções já conhecidas dirigidas ao contro-
le de contaminação?
Henrique Toma: Várias aplicações de
controle de contaminação, não relacionadas
às áreas limpas, são conhecidas.
Por exemplo, também estamos
desenvolvendo para a Petrobras, nanopartículas
que atuam como diminutos
imãs magnéticos. Existem grandes
aplicações, sendo a principal delas a
aglutinação de materiais em manchas
de óleo no mar. Nossa ideia inicial era
usar esse material como um fluido de
perfuração para evitar o calor no local
do atrito. A aplicação de nanopartículas
de prata também deve ser destacada,
pois quando colocada em qualquer
material ela gera uma ação antibacteriana.
O pote de água, introduzido pelo
professor Hottinger no início do século
passado, é um exemplo. Apesar de não
se saber o mecanismo de ação naquela
época, a pintura da parte interna do
filtro com prata eliminava efetivamente
as bactérias da água. Hoje podemos
aplicar prata em qualquer material e
propiciar ação antibactericida. Na Europa,
por exemplo, os materiais hospitalares
já contêm nanopartículas de
prata em sua composição. Portanto, se
as empresas de áreas limpas precisam
de soluções antibacterianas deveriam
seriamente levar em conta as soluções
a partir desse conhecimento. E uma
aplicação que me parece razoável seria
na confecção de dutos, filtros e mesmo
em vestimentas para serem usados em
ambientes hospitalares. Finalmente,
também estamos pesquisando janelas
autolimpantes, semelhantes ao produto
já desenvolvido pela empresa Pilkington.
A janela recebe um tratamento
com dióxido de titânio e o contato da
luz com a superfície do vidro faz com
que a sujeira se decomponha. Enfim,
as possibilidades são inúmeras e as
empresas devem estar atentas para
as possíveis aplicações que se abrem
com a nanotecnologia.