Grandes Áreas Da Nanociência

288 Pages·2015·12.36 MB·Portuguese

by  Alessandra Luzia Da Róz

COLEÇÃO NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA:
PRINCÍPIOS E APLICAÇÕES
GRANDES ÁREAS DA NANOCIÊNCIA
VOLUME 2
ORGANIZADORES
Alessandra Luzia Da Róz
Fabio de Lima Leite
Marystela Ferreira
Osvaldo Novais de Oliveira Jr.
© 2015, Elsevier Editora Ltda.
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ISBN 978-85-352-8090-6
ISBN (versão digital): 978-85-352-8093-7
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Sindicato Nacional dos Editores de Livros, RJ
G779 Grandes áreas da nanociência/ Adriano Moraes Amarante
... [et al.]; organização Alessandra Luzia da Róz ... [et al.]. –
1. ed. – Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
24 cm. (Nanociência e nanotecnologia: princípios
e aplicações; 2)
ISBN 978-85-352-8090-6
1. Nanociência. 2. Nanotecnologia. 3. Inovações
tecnológicas. I. Amarante, Adriano Moraes. II. Róz, Alessandra
Luzia da. III. Série.
14-17323 CDD: 620.5
CDU: 620.3
DEDICATÓRIAS
Os autores dedicam esta obra a todos os cientistas que pesquisam na área de nanociência,
nanotecnologia e áreas correlatas. Além disso, os organizadores têm dedicatórias indivi-
duais a fazer.
ALESSANDRA LUZIA DA RÓZ
Dedico esta obra ao meu pai José Maria Da Róz (in memoriam) e à minha mãe Luzia
Cirullo Da Róz pela dedicação, apoio e incentivo desde os primeiros anos de meus
estudos. À minha irmã Talita pelo otimismo, e ao meu esposo Fábio e à minha filha
Agatha por serem minha razão de viver.
FÁBIO DE LIMA LEITE
Dedico esta obra a minha esposa Alessandra (por seu otimismo inabalável), a mi-
nha filha Agatha (por existir), a meus irmãos Andréa e Gilberto (por acreditarem)
e a meus pais Maria Luzia e Wilson por todo o amor, amparo e sacrifício de longo
prazo. Dedico também esta obra aos meus “incansáveis” amigos Ismail e Ivo, pela
grande sabedoria e companheirismo ao longo dos anos.
MARYSTELA FERREIRA
Dedico esta obra, em especial, ao meu pai Walter Ferreira (in memoriam), que inves-
tiu na educação de suas cinco filhas e hoje todas atuam na área de pesquisa e ensino.
AGRADECIMENTOS
Gostaríamos de expressar nossa profunda gratidão a todos os alunos, pesquisadores
e professores que contribuíram de forma dedicada, paciente e minuciosa para a re-
alização desta obra. Reconhecemos a importância dos órgãos de fomento do Brasil
que proporcionaram, em muitos casos, apoio financeiro para o desenvolvimento das
pesquisas relatadas neste livro. Manifestamos, imensamente, a guarida da Universi-
dade Federal de São Carlos e da Universidade de São Paulo por fornecerem condi-
ções essenciais para o desenvolvimento desta obra. Agradecemos à equipe da Editora
Elsevier do Brasil, em especial André Gerhard Wolff e Vanessa Huguenin, pela
confiança depositada e pela dedicação à edição desta obra.
Além disso, os organizadores têm reconhecimentos individuais a fazer.
ALESSANDRA LUZIA DA RÓZ
Agradeço a todos os meus professores, desde o ensino pré-escolar, por me incentiva-
rem a olhar o mundo com outros olhos. Meus reconhecimentos ao meu orientador
de mestrado e doutorado Professor Doutor Antônio Aprígio da Silva Curvelo por
me dar a chance de ingressar no mundo acadêmico e por seus ensinamentos singu-
lares. Aos meus supervisores de pós-doutorado, Professor Doutor Osvaldo Novais
de Oliveira Júnior e Professor Doutor Fábio Minoru Yamaji, por sua confiança em
minha capacidade. Presto meu reconhecimento ao Professor Doutor Fabio de Lima
Leite e à Professora Doutora Marystela Ferreira pela confiança em meu trabalho na
organização deste livro. Ainda, e não menos importante, agradeço meu esposo e filha
pelo amor e apoio incondicionais.
AGRADECIMENTOS VII
FÁBIO DE LIMA LEITE
Agradeço cordialmente a todos os meus ex-professores universitários, em especial ao
Professor Doutor Ervino Carlos Ziemath por sua grande dedicação, incentivo, va-
liosas discussões e amizade prestados durante a minha graduação em Física na Unesp
em Rio Claro. Expresso também minha gratidão especial aos meus ex-orientadores
de mestrado (Doutor Paulo Sérgio de Paula Herrmann Júnior), doutorado (Doutor
Luiz Henrique Capparelli Mattoso) e pós-doutorado (Professor Doutor Osvaldo
Novais de Oliveira Júnior), por suas lideranças e ensinamentos valiosos para a minha
carreira profissional, além de conseguirem reacender o meu entusiasmo pela ciência,
diante de tantas dificuldades durante esse período. Sou particularmente grato a todos
os alunos do Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica pelo empenho, entusiasmo
e inestimável engajamento em nossa pesquisa. Sou muito grato pelo reconhecimento
e por acreditarem que poderíamos transpor novas fronteiras na ciência. Agradeço
também à rede de nanobiotecnologia nBioNet, à FAPESP, ao CNPq e à CAPES
pelo apoio financeiro em diversos projetos de pesquisa relacionados com os temas
abordados neste livro. Finalmente, meu especial agradecimento à minha família por
todo apoio, amor e suporte permanentes e por entender os vários momentos em que
estive ausente.
MARYSTELA FERREIRA
Agradeço a todas as pessoas que contribuíram e contribuem para a minha formação
profissional e a todos os integrantes do grupo de pesquisa em Nanociência e Nano-
tecnologia Aplicada a Sensores. Muitos são os nossos desafios e aos poucos vamos
superando cada um deles. Agradeço também à minha família e em especial à minha
pequena Laura, amor da minha vida.
OSVALDO NOVAIS DE OLIVEIRA JÚNIOR
Meus agradecimentos especiais vão para os colegas do Grupo de Polímeros Bernhard
Gross, do Instituto de Física de São Carlos, USP, e colaboradores de diversas insti-
tuições no Brasil e no exterior. Em particular, devo agradecer aos colaboradores do
Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO) e da rede de nanobiotecnologia
nBioNet.
OS ORGANIZADORES
ALESSANDRA DA RÓZ
Possui graduação em Licenciatura em Ciências Exatas com
Habilitação em Química pela Universidade de São Paulo
(1997), mestrado e doutorado em Ciências e Engenharia de
Materiais pela Universidade de São Paulo (2000 e 2004) e pós-
-doutorado DTI (Desenvolvimento Tecnológico Industrial-
-CNPq) junto ao Instituto de Física de São Carlos da Univer-
sidade de São Paulo (2009). Atualmente realiza pós-doutorado
PNPD (Programa Nacional de Pós-Doutorado-CAPES) na Universidade Federal
de São Carlos. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais, com ênfase em
polímeros e suas aplicações, atuando principalmente nos seguintes temas: modifica-
ção química e processamento de polímeros, biomassa lignocelulósica e biocombustí-
veis sólidos. Publicou 13 artigos em periódicos especializados, um capítulo de livro,
e possui duas patentes de invenção registradas no Instituto Nacional de Propriedade
Industrial (INPI). É revisora para diversos periódicos nacionais e internacionais.
FÁBIO DE LIMA LEITE
Possui graduação em Física (bacharelado e licenciatura) pela
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2000)
e mestrado (2002) e doutorado (2006) em Ciência e Engenha-
ria de Materiais pela Universidade de São Paulo (2006). No
período de 2006 a 2008, realizou um pós-doutorado no Insti-
tuto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e em 2008 e 2009
realizou seu pós-doutorado em colaboração com a Embrapa
OS ORGANIZADORES IX
Instrumentação Agropecuária. Foi Bolsista Jovem Pesquisador da FAPESP (2009-
2012). No doutorado trabalhou em parceria com o Professor Doutor Alan Graham
MacDiarmid, laureado com o Prêmio Nobel em Química de 2000, com o qual pu-
blicou um artigo no Journal of Nanoscience and Nanotechnology, em 2009. Atualmente
é Bolsista de Produtividade em Pesquisa, Nível 2, do CNPq, Professor Adjunto III
na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – Campus Sorocaba, Coordenador
do Grupo de Pesquisa em Nanoneurobiofísica (GNN) (www.nanoneurobiophysics.
net) e do Programa Futuro Cientista (www.futurocientista.net), desenvolvido junto
às escolas públicas com o apoio dos setores público e privado. Tem experiência nas
áreas de nanociência e nanotecnologia, com ênfase em nanoscopia, nanoneurociência
e nanobiofísica médica. É credenciado junto ao Programa de Pós-Graduação em
Biotecnologia e Monitoramento Ambiental da UFSCar (PPGBMA), Programa de
Pós-Graduação em Física (IFSC-USP) e Programa de Pós-Graduação em Medicina
Tropical da Universidade de São Paulo (IMT-USP). Publicou cerca de 50 artigos
em periódicos especializados, 10 capítulos de livros, um livro, e possui duas marcas
registradas no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). É membro do
corpo editorial da revista Chemical Sensors e revisor para diversos periódicos. Atual-
mente é membro colaborador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de
Sistemas Micro e Nanoeletrônicos e membro efetivo da Rede nBioNet (CAPES),
Rede Agronano (Embrapa) e da American Nano Society.
MARYSTELA FERREIRA
Professora adjunta IV na Universidade Federal de São Carlos
(UFSCar), campus Sorocaba-SP. Bacharel em Química pela
Universidade de São Paulo, USP, Instituto de Química de
São Carlos (IQSC) em 1993 e licenciada em Química (1995)
também pelo IQSC. Mestre em 1996 (IQSC) e obteve o tí-
tulo de doutor em 2000 na área de Físico-Química (IQSC).
Fez vários estágios de pós-doutorado entre os anos de 2000 e
2004 no Instituto de Física de São Carlos (IFSC) na USP e coordenou um projeto
Jovem Pesquisador financiado pela FAPESP de 2004 a 2007 na Unesp em Presi-
dente Prudente (SP). Sua área de atuação é em desenvolvimento de materiais utili-
zando filmes fines nanoestruturados com técnicas Langmuir Blodgett (LB) e Layer
by-Layer (LbL) visando a interação de modelos de membranas e o desenvolvimento
de sensores eletroquímicos ambientais e biossensores. Foi responsável pela criação
do curso de Licenciatura em Química, UFSCar o qual coordenou desde o início
em 2009 até a formação da primeira turma em 2013. Faz parte de dois programas
X GRANDES ÁREAS DA NANOCIÊNCIA
de pós-graduação, sendo um em Ciência dos Materiais na UFSCar e o outro em
Ciência e Tecnologia de Materiais (Posmat), Unesp, Bauru. Atualmente, tem mais
de 50 artigos publicados em periódicos com revisão. Revisora de diversos periódicos
nacionais e internacionais.
OSVALDO N. OLIVEIRA JR.
Físico por formação, doutor pela Bangor University, Rei-
no Unido. É professor do Instituto de Física de São Carlos
(IFSC), Universidade de São Paulo, membro da Academia de
Ciências do Estado de São Paulo. É membro fundador do Nú-
cleo Interinstitucional de Linguística Computacional (NILC),
que desenvolveu o revisor gramatical ReGra, agraciado com
dois prêmios de inovação tecnológica. Suas principais áreas
de atuação são em filmes orgânicos nanoestruturados, tópico de física da matéria
condensada, e processamento de línguas naturais. Recebeu o Prêmio Scopus 2006,
outorgado pela Elsevier do Brasil e a CAPES, como um dos 16 pesquisadores brasi-
leiros com maior produção científica, com base no número de publicações, citações
e orientações.
OS AUTORES
ADRIANO MORAES AMARANTE
Graduado em Física e licenciatura plena pela Universidade
Federal de São Carlos (UFSCar) Campus Sorocaba (2013).
Possui uma graduação anterior em Tecnologia em Sistemas
Biomédicos em 2007 pela Faculdade de Tecnologia de Soro-
caba (FATEC-SO). Atualmente é aluno de Doutorado em
Física Aplicada pelo Instituto de Física de São Carlos/USP.
Desenvolve pesquisa na área de Física Biomolecular e no de-
senvolvimento de na nobiossensores.
CAROLINA DE CASTRO BUENO
Engenheira Ambiental formada pela Pontifícia Universidade
Católica de Campinas (PUC-Campinas) em 2009. Tem ex-
periência nas áreas de Nanotecnologia, Nanociência e Micros-
copia de Força Atômica (AFM), com ênfase em estudos que
envolvem a construção de superfícies inteligentes para criação
de nanobiossensores. Atuou no projeto de Avaliação de Ris-
co e Impactos Ambientais de Nanotecnologias da Embrapa
Meio Ambiente. É mestra em Ciência dos Materiais, Nanotecnologia e Nanociência
(UFSCar) – na área de Microscopia e Espectroscopia de Força Atômica com ênfase
em nanoscopia/nanobiossensores para monitoramento da qualidade ambiental no
setor agrícola. Atualmente é doutoranda em Ciências Ambientais (UNESP) atuando
na área de Engenharia de Biochar e qualidade do solo.
XII GRANDES ÁREAS DA NANOCIÊNCIA
CLARICE STEFFENS
Graduada em Engenharia de Alimentos pela Universida-
de Regional do Alto Uruguai e das Missões (2006), possui
mestrado em Engenharia de Alimentos pela Universidade
Regional do Alto Uruguai e das Missões (2009) e doutorado
em Biotecnologia pela Universidade Federal de São Carlos
(2012). Atualmente é Professora Titular do Departamento de
Engenharia de Alimentos, Química, Nutrição, Engenharia
Agrícola da Universidade Regional do Alto Uruguai e das Missões URI Erechim e
docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Tem expe-
riência na área de Engenharia de Alimentos, no segmento de lácteos no tema con-
centração de leite em evaporador rotativo a vácuo, visando a elaboração de produtos
lácteos com baixo teor de gordura, como leite concentrado, queijos e doce de leite;
na área de desenvolvimento e instrumentação e controle de processos atua especial-
mente no desenvolvimento de sensores de gases de baixo custo (nariz eletrônico)
para detecção de compostos orgânicos voláteis; na área de nanotecnologia deposição
de nanofibras de polímero condutor em sensores descartáveis; na área de MEMS
sensores de microcantilevers de microscopia de força atômica funcionalizados com
polímeros condutores para detecção de compostos orgânicos voláteis e umidade re-
lativa; e no desenvolvimento de nanossensores e nanobiossensores com grande limite
de detecção para aplicação na detecção de vapor de água, amadurecimento de frutas,
pesticidas, metais pesados e feromô nios.
DAIANA KOTRA DEDA
Bacharel e licenciada em Química pela Universidade Estadual
do Centro-Oeste (2006) e doutora em Ciências pela Univer-
sidade de São Paulo (2011). Atualmente é pós-doutoranda na
Universidade de São Paulo. Tem experiência nas áreas de Na-
nociência e Nanotecnologia, com ênfase no desenvolvimento
de nanobiomateriais. Atua principalmente nos seguintes te-
mas: desenvolvimento e caracterização de nanomateriais; de-
senvolvimento de fotossensibilizadores para terapia fo todinâmica; encapsulamento
de fármacos e desenvolvimento de nanosistemas de liberação controlada; estudos de
interação de nanoestruturas com sistemas biológicos; toxicidade de nanomateriais in
vitro e in vivo.