Da Pedra Lascada aos Nanomateriais
Por que não podemos escrever os
24 volumes inteiros da
Enciclopédia Britânica na cabeça
de um alfinete?
Richard P. Feynman
Transcrição de uma conferência dada pelo físico norte-americano
Richard Feynman, ganhador do Nobel de Física em 1985, que
anteviu a nanociência em 1959 no encontro da
Sociedade Americana de Física.
Introdução
Os primeiros estudos e registros dos costumes das antigas tribos humanas já
apontavam a relação de nossa espécie com os materiais, tanto é que vários períodos
do progresso humano recebem os nomes de "Idade da Pedra", "Idade do Bronze",
"Idade do Ferro" e assim por diante. Nosso ancestral, o homem de Neandertal1, nunca
imaginou que ao lascar e polir pedaços de pedra, para criar instrumentos que lhe
facilitavam a caça e os trabalhos do dia a dia, estaria alicerçando o primeiro passo de
tantas outras gerações que, após a pedra lascada, descobriram materiais que
facilitariam a vida do homem moderno.
Com a curiosidade e muitas vezes por acidente o homem foi descobrindo novos
materiais, como, por exemplo, a argila, que permitiu a criação de recipientes para
armazenar alimentos e facilitar o transporte de objetos, que foi o primeiro impulso
para o desenvolvimento das cerâmicas. Milênios depois nossos antepassados
descobriram os materiais metálicos, como o ferro, bronze, ouro e prata, que foram, e
são até hoje, a base de desenvolvimento de centenas de aplicações que utilizamos em
nossa vida. Aproximadamente no ano 5.000 AC, teve-se notícia dos primeiros
utensílios a partir de metais e ligas, como o arado, a carroça e as embarcações a vela,
que são o início de grandes descobertas. No princípio da era cristã o homem já
conhecia sete metais: cobre, prata, chumbo, estanho, ferro, mercúrio e ouro, mas as
informações sobre os mesmos e suas possibilidades de aplicação ainda eram muito
restritas, pois todos estudos eram essencialmente fruto de muita boa vontade dos
alquimistas da época, sendo totalmente empíricos.
Com o avanço do conhecimento e da ciência, os cientistas intensificaram seus estudos
e visões sobre os materiais, descobrindo sua natureza utilizando-se de microscópios.
Isso possibilitou a identificação de novas propriedades dos materiais, suas limitações e
como manipulá-los de maneira a produzir novas variabilidades de aplicações. Foi um
grande salto para o homem que então iniciou pesquisas mais profundas e, desta
forma, dominou os materiais, suas estruturas, seus arranjos de átomos e como
conseqüência seus processos de fabricação e transformação.
O conjunto destes conhecimentos originou a chamada Ciência dos Materiais e em seu
desdobramento a Engenharia de Materiais.
1
O que Neandertal ocupou a Europa e o Oriente Médio há aproximadamente 200 mil anos. Entre os
principais instrumentos, utilizavam raspadeiras para confeccionar vestimentas, e machadinhas, facas, lanças e
laminas, para caça, cirurgia e outras utilidades.
Seja em nossa casa, nosso carro, em nosso aparelho de TV, nos computadores, nas
próteses cirúrgicas ou até mesmo em nossas roupas, existem milhares de variedades
de materiais presentes em nosso cotidiano. A crescente sofisticação da demanda
tornará ainda mais desafiadora a vida dos engenheiros de materiais, que quando
associados a equipes de químicos, físicos e biólogos poderão desenvolver um número
enorme de novas tecnologias que implicarão diretamente em nossa vida e na geração
das empresas do futuro.
Evolução Histórica
Homem Primitivo
Materiais Naturais
Argilas
Idade do
Cobre,
Bronze e
Ferro
Construção Instituto Inovação
Avanço do
Conhecimento
Ciência
dos
Materiais
Engenharia
de
Materiais
Figura 1
Mas afinal, que ciência é essa?
Material é definido como qualquer substância que pode ser usada em aplicações
práticas. O termo Novos Materiais surgiu a partir dos anos 70 tendo como objeto os
materiais recém-descobertos ou desenvolvidos. Englobava também aqueles já
conhecidos que evoluíram tecnologicamente na fabricação e no uso de suas funções. A
Ciência dos Materiais foi a conseqüência direta do domínio das condições otimizadas de
controle dos processos de fabricação desenvolvidos ao longo dos anos e do
desenvolvimento de equipamentos hoje disponíveis ao uso por parte de engenheiros e
pesquisadores.
Para facilitar e tornar mais didático esse estudo, dividimos os materiais em cinco
grandes grupos ou classes como são mais comumente chamados na literatura.
Grupos ou Classes de Materiais
Materiais
Naturais
Materiais
Cerâmicos
Materiais
Metálicos
Materiais
encontrados na
natureza que não
passaram por
nenhuma
transformação
industrial.1 Como:
Materiais inorgânicos,
não metálicos, obtidos
geralmente através de
tratamento térmico.2
Como:
Materiais formados
por átomos
dotados de grande
número elétrons
suficientemente
livres para se
movimentarem a
partir de baixos
potenciais elétricos
ou térmicos. 3
Como:
–
–
–
–
Madeira,
Pedras,
Ossos, e
Peles de
animais.
– Cerâmicas
estruturais,
– Refratários,
– Porcelanas,
– Vidros,
– Isolantes,
– Cimento, e
– Concreto
Fontes
1, 5 VLACK, Lawrence: Princípios de Ciência dos Materiais. 2000.
2 Associação Brasileira de Cerâmica.
3 LEPCom-UFMG.
4 Instituto de Macromoléculas da UFRJ.
– Ferro e aço,
– Ligas de
alumínio,
– Ligas nãoferrosas,
– Superligas, e
– Compostos
intermetálicos.
Construção Instituto Inovação
Polímeros
Substância
constituída de
moléculas
caracterizadas
pela repetição
múltipla de uma ou
mais espécies de
átomos ou grupos
de átomos.4 Como:
– Plásticos,
– Cristais
líquidos, e
– Adesivos.
Compósitos
São materiais
desenvolvidos a
partir da associação
de dois ou mais
materiais de
diferentes classes.5
Como:
– Compósitos
PolímetrosMetais,
– Vidros
fosfatados,
– Fibras de
Carbono, e
– Resinas
termoplásticas.
Figura 2
É evidente a dificuldade de se traçar um panorama de todas as oportunidades de
negócios e os potenciais mercados dos Novos Materiais. Calcula-se que tenhamos hoje
cerca de 50.000 diferentes tipos de materiais presentes em diversas indústrias.
Para se ter uma idéia desta complexidade basta que imaginemos uma cadeia como a
dos materiais metálicos, em particular a indústria do aço. Nela há um grande número
de concorrentes que fabricam o aço em diferentes formatos, chapas planas, bobinas,
fio máquina, estruturas metálicas etc; uma complexa rede de fornecedores que
trabalham com a extração dos minerais utilizados no processo de fabricação e os
equipamentos que movimentam estas indústrias. O mesmo pode ser dito da indústria
de polímeros, que além de um grande número de participantes é bastante complexa
sob o ponto de vista da enorme gama de produtos, incluindo os plásticos usados em
automóveis nas indústrias de eletrodomésticos e em tantos outros produtos como
sacolas, copos descartáveis, embalagens etc. E não se pode esquecer da complexidade
também das indústrias dos materiais compósitos, presente em inúmeras cadeias
produtivas como a eletrônica e de materiais para a área médica, que compõem um
grande leque de tecnologias que transversalmente estão presentes em diversos
segmentos industriais.
O objeto de análise do presente estudo é apontar as tendências demandadas pelas
indústrias por novos materiais e também as pesquisas em desenvolvimento que,
quando bem configuradas, representam novas oportunidades de negócios.
Os novos materiais como oportunidades de negócios
Ligas de Alumínio e Ligas de Carbono
A busca de materiais que possibilitem a redução do peso dos automóveis, aviões e
trens é uma constante nas indústrias montadoras. Muito combustível e energia são
consumidos por estes veículos de transporte devido o peso e ao alto coeficiente de
atrito presente nas peças dos motores. No fim dos anos 70, as indústrias
automobilísticas e de aviação iniciaram maciços investimentos no uso de novos
materiais para reduzir o peso de seus produtos, a conseqüência disto foi o aumento
significativo do uso de plásticos nesses meios de transporte. Outro material pesquisado
foi o alumínio, que é um material mais leve que o aço. Somente na indústria
automobilística seu uso dobrou entre 1991 e 1999, sendo previsto que dobre
novamente até 20052. Mas para isso, novas tecnologias devem ser desenvolvidas, pois
este material possui pouca soldabilidade e estampabilidade, características
fundamentais para o uso nestas indústrias. Logo novas oportunidades surgem para
empresas que pesquisam e desenvolvem soluções para o Alumínio de forma a ampliar
o uso deste material em meios de transporte. São enormes as oportunidades no
desenvolvendo de novos projetos de estrutura de carrocerias para alcançar os
requisitos desejados de rigidez e segurança, assim como o desenvolvimento de
motores que apresentem menores coeficientes de atrito.
Outra oportunidade está no desenvolvimento de novos materiais de alta resistência
aliado a baixo peso, que simultaneamente resistam a temperaturas de trabalho mais
elevadas. Esses produtos podem ser utilizados em motores e turbinas, visando
aumentar a eficiência térmica do sistema para reduzir o consumo de combustível. Daí
tem-se um desdobramento enorme dos materiais compósitos que utilizam carbono,
entre eles as fibras de carbono que é um material amplamente estudado e que tem
sido alvo de grandes investimentos por parte de empresas, especialmente devido a sua
vasta gama de aplicações.
Polímeros Condutores
O histórico sobre o desenvolvimento da tecnologia de polímeros mostra que uma das
propriedades mais importantes destes materiais é a capacidade de comportarem-se
como excelentes isolantes elétricos e apresentarem boa maleabilidade. Entretanto,
uma nova área de polímeros orgânicos tem sido desenvolvida, cuja importância está
relacionada à condução de eletricidade. Trata-se dos chamados polímeros condutores,
que foram divididos em duas classes, os polímeros conjugados semicondutores
eletrônicos e os condutores iônicos.
A descoberta dos Polímeros condutores rendeu à equipe de cientistas, Dr. Alan G.
MacDiarmid do Departamento de Química da UPENN dos EUA, Dr. Hideki Shirakawa do
Instituto de Ciência de Materiais da Universidade de Tsukuba, do Japão e Dr. Alan J.
Heeger do Departamento de Física da Universidade da California em Santa Bárbara nos
EUA, o prêmio Nobel de Química de 2000 outorgado pela Academia Real de Ciências da
Suécia3. Esse fato comprova a importância dos Novos Materiais para o
desenvolvimento da sociedade humana.
O grande trunfo destes materiais é possuir propriedades óticas, magnética, elétrica e
eletrônica como as de um metal, e, ao mesmo tempo, possuir as propriedades
mecânicas, de processabilidade comum aos polímeros. As características deste novo
material incentivaram um enorme desdobramento de pesquisas e realizações de
investimentos nesta área.
2
3
ABMM – Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais. http://www.abmbrasil.com.br/
Nobelprize.org: http://nobelprize.org/chemistry/laureates/2000/index.html
Algumas de suas aplicações, em desenvolvimento, são sensores a base de plástico e
papel, polímeros que emitem luz, sensores, baterias, transistores para identificadores
por radio-freqüência, memórias plásticas que possam armazenar dados, mesmo
quando a energia do dispositivo está desligada, e os polímeros condutores que
permitem a criação de dispositivos descartáveis e de baixo custo.
Outras aplicações serão possíveis no longo prazo. Estão em estudos o uso dos
polímeros condutores como eletrodos fotoativos em células fotoeletroquímicas e o uso
em músculos artificiais para aplicações em robótica. Muitos analistas indicam que os
polímeros capazes de emitir luz terão um enorme mercado.
O Brasil já possui vários grupos trabalhando com polímeros condutores. Destaca-se as
pesquisas da Unicamp, USP, UFSC, UFScar, UFPE, UFPR e UFAL4. A EMBRAPA já está
trabalhando em cooperação com o Professor MacDiarmid, citado acima, para o
desenvolvimento de instrumentação agropecuária utilizando-se de polímeros
condutores5.
Biomateriais
Os biomateriais são utilizados na reconstrução e regeneração óssea em geral, incluindo
os tratamentos odontológicos. Os biomateriais são substâncias de origem natural ou
sintética e são inertes do ponto de vista biológico, não causando nenhum efeito nocivo
ao organismo. Essa propriedade, a biocompatibilidade, abre possibilidade para a
utilização desses materiais na substituição total ou parcial de sistemas biológicos. Uma
grande vantagem do ponto de vista tecnológico é que praticamente grande parte das
classes de materiais podem ser utilizadas como biomateriais, assim podemos ter
biomateriais metálicos, cerâmicos, orgânicos, entre outros. Os benefícios do uso dos
biomateriais são inúmeros, como na reparação de partes do corpo humano ou no
auxilio da recuperação de tecidos lesionados.
Metais, cerâmicas, polímeros e compósitos são comumente utilizados na cirurgia
reconstitutiva de ossos, como, por exemplo, das regiões craniana e maxilo-facial. A
utilização de implantes e enxertos tem aumentado significativamente nos últimos
anos, principalmente devido ao aumento da vida média da população e ao índice
elevado de acidentes automobilísticos.
O mercado nacional de implantes ortopédicos está estimado em US$ 64 milhões
6
anuais. Na ortopedia, a artroplastia coxo-femural aparece como a mais freqüente das
aplicações, embora articulações de joelho, cirurgias cardiovasculares (marca-passo,
válvulas e vasos artificiais), lentes para a oftalmologia e cirurgia plástica sejam
também aplicações freqüentes para os biomateriais.
A tecnologia dos biomateriais tende a ser o novo padrão de materiais para implantes e
recuperações ósseas evidenciando que qualquer equipe médica que atue nesta área
tenha conhecimentos e possa indicar aos seus pacientes as soluções apresentadas
pelos Biomateriais.
4
Instituto Inovação. Mapeamento dos Centros de Inovação no Brasil, Junho de 2004.
Banco de Notícias da Embrapa.
6
Idealizada por ortopedistas para restabelecer a função da articulação coxo-femural, consiste na troca da
articulação do quadril.
5
Materiais Nano Estruturados
A nanotecnologia pode ser entendida como sendo o termo utilizado para descrever a
criação, manipulação e exploração de materiais com escala nanométrica. É a ciência
utilizada para controlar os materiais de tal forma que podemos manipular átomos e
moléculas. Para compreendê-la é necessário o entendimento da escala em que atua,
um nanômetro (abreviado como nm): um metro dividido por um bilhão, ou seja, 1 nm
é igual a 10-9 m. Para se ter uma base de comparação, o diâmetro de um fio de cabelo
humano é 100.000 vezes maior que um nanômetro. Apresentada como uma das áreas
mais promissoras deste século a nanotecnologia confirma esta percepção pelo número
de publicações de alcance internacional.
Do universo complexo de oportunidades, destacamos os materiais nanoestruturados,
que são todos materiais que apresentam, pelo menos em uma dimensão, o tamanho
na ordem de nanômetros. Citam-se as nanopartículas, nanocristais, nanofios,
nanofitas, nanotubos, nanocompósitos. O grande diferencial dos materiais
nanoestruturados é potencializar as propriedades físicas e químicas dos materais e isto
proporciona um imenso interesse e crescente importância para futuras aplicações
tecnológicas. Dentre as aplicações já desenhadas e que terão maior impacto sobre
nossas vidas, tem-se a nanobiotecnologia, os nanofármacos, a nanoeletrônica, a
gravação e leitura magnéticas. Além dessas, uma aplicação já em voga é a adição de
nonopartículas em pneus, diminuindo o desgaste dos mesmos e conseqüentemente
aumento da vida útil.
Grandes empresas como a IBM, INTEL E HP estão investindo enormes quantias no
desenvolvimento de memórias lógicas baseadas em nanotubos de carbono, nanofios de
ouro, nanofios e nanofitas de semicondutores. O objetivo é minitaturizar ainda mais os
circuitos eletrônicos e abrir caminho para a era dos nanocircuitos. Materiais
nanoestruturados também estão sendo pesquisados para melhorar as células de
energia alternativa. Assim como o desenvolvimento de novos catalizadores, para
aplicação em células de combustível e na geração de hidrogênio. As células solares
baseadas em nanopartículas prometem aumentar a eficiência dos coletores de energia
solar, fortalecendo a diversificação da matriz energética do planeta. Os materiais
Nanoestruturados prometem grandes aplicações no setor aeroespacial devido às suas
propriedades de resistência, leveza e estabilidade térmica. Equipando aeronaves,
foguetes, estações espaciais e plataformas de exploração planetária ou solar, o que,
conseqüentemente, resulta em um grande número de inovações, produtos e riquezas.
Segundo analistas do setor, estima-se que os investimentos em nanotecnologia
estejam na ordem de US$ 2,27 bilhões anuais, e um reflexo disto é que só de 1998 a
2000 foram publicados mais de 3.500 artigos nesta área e mais de 300 patentes já
foram depositadas. Os Estados Unidos já contam com 50 empresas, de
desenvolvimento e produção de materiais nanoestruturados. Os analistas indicam que
nos próximos 10 anos o mercado mundial da Nanotecnologia seja da ordem de 1
trilhão de dólares. Somente em nanopartículas o mercado mundial do ano 2000 foi da
ordem de quinhentos milhões de dólares, existindo uma previsão de crescimento de
mais de 1 bilhão de dólares até o ano de 2005. O mercado mundial de nanopartículas
para 2005 é estimado em cerca de novecentos milhões de dólares.
Materiais Inteligentes
Segundo estudos do INSTITUTO BATTELLE7 os materiais inteligentes, estruturas
capazes de se modificar em reação as mudanças no ambiente, estarão entre os dez
produtos mais inovadores até 2006. As modificações são percebidas por meio de
sensores, processadas por unidades de comandos que geram ações por meio de
atuadores adequados. Os Materiais Inteligentes percebem e corrigem, ao mesmo
tempo, uma determinada anomalia como um ruído, uma variação de temperatura ou
vibração.
Estes materiais tem sido introduzidos em diversas aplicações como motores de
automóveis, equipamentos eletrônicos, aviões, aparelhos de CD. Muitas pesquisas
também estão sendo realizadas para utilizar-se dos materiais inteligentes na área
médico-odontológica, para localização de tumores, correção de problemas de coluna,
aparelhos ortodônticos e placas para prótese ortopédica.
Os pesquisadores têm trabalhado para que no futuro próximo materiais inteligentes
sejam utilizados na construção civil para garantir total segurança nas estruturas como,
por exemplo, nas pontes e em prédios, onde esses materiais mudarão de cor para que
se detecte peso excessivo ou condições que desfavoreçam a segurança, antes que
qualquer acidente aconteça. Nas peças dos automóveis esse mesmo sistema também
poderá ser utilizado para caracterizar o desgaste da peça e alertar para sua reposição.
Uma das tecnologias já disponível no mercado é o vidro fotocromático. Ele permite um
ajuste na transparência do mesmo de acordo com a intensidade da luz, escurecendo
em ambientes claros e vice-versa. O último modelo da BMW, o xActivity, um utilitário
esportivo, possui várias inovações incorporadas através dos materiais inteligentes,
como a pintura especial que parece bronze, azul-cinzento ou verde de acordo com a
incidência de luz e os bancos de "materiais inteligentes", sem regulagens, que
permitem o ajuste da sua forma à do corpo automaticamente, através da pressão
exercida sobre o material. Além do mundo automobilístico os materiais inteligentes
encontraram vez no mundo dos esportes. A empresa Head lançou uma raquete de
tênis que utiliza materiais inteligentes onde a energia do impacto da bola é utilizada
para aumentar a sua performance.No Japão, muitos pesquisadores, em empresas e
universidades, estão trabalhando em projetos que incluem o uso de materiais
inteligentes na construção de edifícios que possam responder aos movimentos
sísmicos.
As possibilidades de aplicação, assim como os mercados dos materiais inteligentes são
diversos. Possivelmente serão constituídas empresas focadas em desenvolvimento de
materiais inteligentes, para as múltiplas possibilidades de aplicação.
Materiais Magnéticos
Os materiais magnéticos estão inseridos nas indústrias de gravação magnética de
dados. Esse mercado cresce a taxa de 17% ao ano com volume de receitas estimado
em torno de US$ 100 bilhões/ano no mundo. No setor eletro-eletrônico os materiais
magnéticos só são suplantados em volume de aplicações pelos semicondutores.
Contudo, essas duas classes de materiais possuem importância econômica
equivalente.
7
www.battelle.com
O faturamento da indústria brasileira de materiais magnéticos é de cerca de R$ 100
milhões anuais. Estes materiais são utilizados nos motores elétricos, balanças
eletrônicas, sensores e componentes sofisticados da indústria de computadores e
telecomunicações.
As oportunidades neste segmento de materiais advém da necessidade de novas
tecnologias que melhorem o desempenho destes materiais, pois os fabricantes de
eletrodomésticos querem motores com menor consumo energético e as empresas de
instrumentação exigem ímãs mais sofisticados.
Células Solares
Os cientistas têm investido muito conhecimento e trabalho no desenvolvimento e
aperfeiçoamento das células de silício. Nos últimos 10 anos grupos de pesquisas
ligados a universidades e empresas de todo o mundo, iniciaram uma corrida
tecnológica para gerar células de silício mais baratas e eficientes, que permitam o uso
em massa desta tecnologia. As células de silício são dispositivos eletrônicos
semicondutores, que utilizam o efeito fotovoltaico 2 para produzir eletricidade, a partir
da luz solar são as células mais usadas hoje no mercado. Estas células são comumente
chamadas de células solares. Entre as aplicações destas células estão a iluminação em
locais remotos, Sistemas de vigilância contra incêndios, sinalização luminosa de
estradas em locais remotos, telefones de emergência, estações meteorológicas, ou
seja, são aplicações que na maioria das vezes supre o mercado em que a rede de
energia convencional não pode atuar.
A grande oportunidade deste mercado são as novas células solares, que substituem ou
aperfeiçoam as células de silício. Esse trabalho é fruto do uso de novos processos para
sua produção, como no caso a Nanotecnologia. Também novas células solares estão
sendo desenvolvidas com outros materiais. Um exemplo são as células solares
orgânicas constituídas de pequenas moléculas à base de carbono. O material
resultante é ultra-fino e flexível e pode ser colado em praticamente qualquer
superfície, como as paredes ou janelas de um edifício. Outras alternativas também
estão nos laboratórios do Massachusets Institute of Technology (MIT). Lá,
pesquisadores produziram células elétricas a partir de proteínas retiradas de folhas de
espinafre como alternativas às células de silício. As proteínas utilizadas no experimento
foram retiradas de cloroplastos das células formadoras das folhas de espinafre. Os
cloroplastos são pequenas estruturas que ajudam a planta a converter luz em energia.
Enquanto a reação ocorre, é formada uma agitação de elétrons, que resulta em
corrente elétrica.
Também nos Estados Unidos os pesquisadores da Universidade de Berkeley
descobriram uma forma de construir células solares plásticas a baixo custo. Elas são
tão flexíveis que podem ser pintadas em qualquer superfície, podendo ser utilizadas
para fornecer energia para dispositivos eletrônicos portáteis.
As tendências mundiais de busca de energia alternativa e o apelo ecológico desta
tecnologia sugerem que teremos muitas oportunidades nesta área.
Polímeros Biodegradáveis
Um material biodegradável pode ser entendido como um produto industrial ou
substância que, quando abandonado, é destruído e decomposto por bactérias ou
outros agentes biológicos, sendo que tal possibilidade vai de encontro às tendências
mundiais de preservação do meio ambiente. Tomando-se que o petróleo é um bem
finito, há uma busca por materiais que substituam os polímeros derivados do petróleo
a fim de reduzir a dependência desta fonte. Logo surge um novo campo com
perspectivas a produção, dos Polímeros Biodegradáveis, que vem ganhando campo e
sendo utilizados em diversos segmentos da indústria.
Neste cenário o Brasil tem posição privilegiada como produtor de polímeros naturais ou
biodegradáveis. Os fabricantes destes materiais atestam que, uma vez em contato
com a terra, os biopolímeros servem de alimento para bactérias e fungos, degradandose em 180 dias. Isso representa um valor significativamente menor quando comparado
a degradação de 200 anos do plástico petroquímico.
Por estas possibilidades é que grandes empresas como a DuPont, Basf, Bayer, 3M,
Sony, Cargill Dow e Monsanto tem investido nas pesquisas sobre os BioPolímeros. No
Brasil, há vários grupos de pesquisa em universidades desenvolvendo linhas de
pesquisas em produção destes materiais. Destacam-se o IPT (Instituto de Pesquisa
Tecnológico de São Paulo) que já trabalha em parceria com empresas na operação de
uma planta piloto de BioPolímeros no Brasil e a Universidade Federal do Ceará que
gerou uma empresa spin-off para o desenvolvimento de BioPolímeros a partir de
crustáceos. Grandes empresas brasileiras de alimentos também já estão atentas a
essa tecnologia, devido ao seu grande impacto no setor de embalagens.
Estima-se que a capacidade mundial de produção de BioPolímeros seja da ordem de
100 mil toneladas anuais, um volume de 0,5% das 200 milhões de toneladas de
poliestireno e polipropileno petroquímicos produzidas anualmente8. O mercado não
está restrito à substituição de plásticos de embalagens apenas. Os polímeros
biodegradáveis permitem aplicações nobres, como no micro encapsulamento de drogas
para tratamentos de doenças. Esta tecnologia permite, por exemplo, que as drogas
encapsuladas com BioPolímeros tenham uma liberação controlada no organismo do
paciente. Ainda na área médica são utilizados na implantação de pequenas partes do
corpo, como cartilagens, na substituição de válvulas cardíacas e em pequenos enxertos
de vasos. O agronegócio também se beneficia com os polímeros biodegradáveis uma
vez que muitas mudas são condicionadas em pequenos sacos biodegradáveis. De
acordo com produtores rurais isso resulta em aceleração no processo de plantio e
melhorando no crescimento da planta.
8
Associação do Brasileira de Polímeros: http://www.abpol.com.br/
Resumo das Oportunidades de Negócios
Materiais
Indústrias / Setores*
Biomateriais
Médico-odontológica.
Cerâmicas Especiais
Aeroespacial; Automobilística; Ferroviária.
Células de Solares
Aeroespacial; Automobilística; Construção Civil; Energia.
Ligas de Alumínio
Aeroespacial; Automobilística; Ferroviária.
Ligas de Carbono
Aeroespacial; Automobilística; Ferroviária; Saneamento.
Materiais Inteligentes
Aeroespacial; Automobilística; Construção Civil; Eletro-eletrônica;
Ferroviária; Médico-odontológica; Robótica.
Materiais Magnéticos
Eletro-eletrônica; Aeroespacial; Automobilística; Energia.
Materiais Nano
Estruturados
Aeroespacial; Automobilística; Eletro-eletrônica; Energia; Fármacos;
Informática; Médico-odontológica; Derivados de Petróleo.
Polímeros
Biodegradáveis
Alimentícia; Agricultura; Biomédica; Embalagens; Química.
Polímeros
Condutores
Aeroespacial; Automobilística; Eletro-eletrônica; Ferroviária; Médica;
Robótica.
Construção Instituto Inovação
Figura 3
* Este tópico contemplou as indústrias / setores que apresentaram maior destaque com relação
aos materiais estudados
Considerações finais
Com as informações presentes neste estudo, percebe-se que os Novos Matérias já se
configuram como uma grande oportunidade de negócios. Empresas de tecnologia
presentes em vários países do mundo já lucram desenvolvendo estes produtos para o
mercado. Aos investidores, empresários e empreendedores interessados no tema fica
a sugestão de estarem atentos a importância de se pesquisar a fundo as restrições e
oportunidades que o mercado de materiais oferece levando–se em conta também os
gargalos tecnológicos e os estágios de desenvolvimento das diversas “promessas” de
materiais do futuro. Em nossas Universidades, temos hoje muitos grupos de pesquisa
já consolidados e com grande capacidade em gerar inovações nesta área. Por se tratar
de grupos com grande inclinação à inovação, as possibilidades de parcerias com o
meio empresarial e de geração de spin off´s é muito grande.
Neste estudo, alguns materiais mereciam espaço, entretanto não foram apresentados
devido a extensão do tema. Entre eles podemos citar os materiais vítreos, as peneiras
moleculares e os materiais opto-eletrônicos. A amostra aqui apresentada pode não
apenas despertar curiosidade como também gerar o início de um conhecimento nesta
área que é tão rica e tão promissora a ser explorada. Lembramos também que os
nomes científicos e os termos técnicos, além das especificidades deste tema são muito
abrangentes. Logo tivemos que simplificá-los para que qualquer pessoa que não tenha
conhecimento da área de engenharia de materiais pudesse compreender e perceber as
oportunidades deste segmento.