Ciência dos Materiais e os Supercomputadores: a habilidade que precisávamos para estudar e modelar a estrutura dos materiais

             Esse tópico não tem a pretensão de discutir todo avanço tecnológico que já fora alcançado em termos científicos, nem o oposto, pensando no quão afundo conseguimos ir em pesquisas em diversas áreas em função da disponibilidade de recursos computacionais promovida pela informática e eletrônica.

               Mas fica evidente, inclusive pela indicação ao Prêmio Nobel em Química deste ano, que o avanço na área da computação tem dado aos pesquisadores algumas ferramentas fundamentais para ampliação de conhecimento nas áreas correlatas à Química.

           Um artigo publicado na revista Scientific American (SA) trata exatamente das possibilidades de interpretação e análise de dados que puderam promover uma relevante contribuição para os estudos em materiais.

           Um dos exemplos dados durante o texto publicado na SA (ver figura abaixo) trata-se da importância do estudo de materiais para compreensão de fenômenos e propriedades características dos mesmos que podem ser usadas em aplicações de grande interesse social.

Para ler o texto na íntegra, acesse o link da revista (aqui)

[O caso do instituto Royal] - P&D em fármacos pode dispensar os testes in vivo?

Nos últimos dias vejo uma enorme quantidade de comentários, posts, frases de ódio e indignação com relação ao uso de animais em experimentação laboratorial. Parece simples analisar esse tipo de situação quando um grupo de pessoas (chamadas de ativistas), mas que em minha opinião, são apenas grupos de indivíduos normais, que se envolvem emotivamente com as possíveis ideias que surgem sobre esse assunto. É fundamental entender, por mais que pareça cruel, que o desenvolvimento de fármacos de qualquer natureza PRECISA passar por testes in vitro (sem contato com organismo vivo) e também in vivo (em contato com organismo vivo). Acredite, um simples fármaco para aliviar dores de cabeça leva mais de uma década pra ser desenvolvido e estar disponível para a população. As coisas não são tão simples quanto parecem, ou quanto o público leigo consegue imaginar e criar nas suas cabeças.
Se eu pudesse escrever detalhadamente as etapas pelas quais um medicamento qualquer precisa passar pra poder chegar à prateleira de uma drogaria, eu ficaria horas escrevendo este post, mas o intuito aqui é simplesmente mostrar aos leigos, essas pessoas que se envolvem em protestos como o que aconteceu semana passada, que a necessidade de continuarmos buscando medicamentos, que melhorem a qualidade de vida da população, ainda supera esse nosso zelo protetivo, que cria uma barreira pra entender o uso de animais como parte de testes em laboratório e, eu nem preciso mencionar que existem órgãos e agências que fiscalizam rigidamente a prática destes testes.
Outro ponto importante nesse momento é que existem muitos “argumentos” jogados ao vento de que há métodos alternativos que deveriam ser usados ao invés da prática dos testes com animais. Sabe o que posso dizer sobre isso? MITO!!! Como eu disse desde o começo, as pessoas inventam certas ideias sobre um determinado assunto sem ao menos buscar entender os processos de pesquisa e desenvolvimento por trás de tudo.
Há sim metodologias, ainda sendo estudadas, que visam simular e até mesmo substituir alguns tipos de testes em organismos, mas esses estudos ainda são recentes e não podem, nem irão, em curto prazo, substituir as etapas de testes em animais. Os métodos alternativos em desenvolvimento, quando plenamente satisfatórios, poderão complementar a gama de fases dos testes pré-clínicos que um medicamento precisa passar, com isso, podemos esperar uma redução do uso de animais em algumas dessas etapas.
Aproveitando a oportunidade, quem acompanhou a premiação do Nobel deste ano deve ter visto que na área de Química, os cientistas vencedores trabalharam para o desenvolvimento de uma infinidade de procedimentos computacionais que contribuíram exponencialmente para o crescimento e evolução dos nossos conhecimentos sobre fármacos, tudo isso de forma virtual, acelerando mecanismos simulados em computador, que puderam facilitar o entendimento da ação de moléculas em diversas situações reacionais, incluindo, dentro do nosso organismo. Esse tipo de avanço, merecidamente reconhecido pelo Prêmio Nobel, gera uma segurança muito maior na descoberta e produção de medicamentos. O que eu quero dizer com tudo isso é que, apesar de estar evoluindo significativamente no campo das pesquisas, ainda não temos recursos tecnológicos suficientes para substituir os testes em organismos vivos que não o ser humano.

Nature Reviews Drug Discovery 6, 636-649 (August 2007)

Então, você deve estar se perguntando se só os pobres animais é que pagam o preço desse nosso desenvolvimento. Com certeza não, como eu disse, as etapas que evolvem os estudos para o desenvolvimento de um fármaco são inúmeras e exaustivas, temos que contar com as etapas de estudo pré-clínico, onde os fármacos previamente selecionados são testados in vitro e depois in vivo (etapas que envolvem ensaios em camundongos, gatos, cachorros, porcos, etc) e, somente com a aprovação nesses testes é que passamos para os ensaios clínicos, onde as drogas são testadas (em quatro fases distintas) em seres-humanos, desde ensaios toxicológicos, de segurança, até a aprovação pelo órgão fiscalizador responsável (Farmacovigilância).
Enfim, me parece um tanto quanto estranho ouvir pessoas criticando certas medidas em áreas tão complexas como a de drug development, sem ao menos se esforçarem para entender que quando elas estão internadas num hospital, ou com uma ordinária dor de barriga em casa, que a salvação para aquele momento dependeu exatamente daquilo que ela critica por existir.
Não é uma questão de opção usar animais como cobaias, é uma questão, por hora, de necessidade!

Conheça um pouco da escala das ordens de grandeza no universo

Acesse o link abaixo e descubra o fantástico mundo, do MACRO ao NANO.

Scale of the Universe

Você anotou isso?

OS REGISTROS DE UM EXPERIMENTO SÃO TÃO IMPORTANTES QUANTO SEUS RESULTADOS

Compartilhem e deixem seus comentários!

     
       Qual a importância do caderno de anotações de laboratório? Como você se utiliza dele? Como organiza suas informações?

         Todas essas perguntas servem para indicar um grande desafio dentro e fora do laboratório, um desafio clássico na pesquisa científica que é o chamado registro de notas. Toda documentação relacionada com uma pesquisa é parte fiável da buscar por respostas que ajudarão a montar um pequeno ou gigantesco quebra-cabeças que pode se tornar o seu projeto. Para pensar em situações práticas, assista ao vídeo abaixo e busque se adequar aos caminhos que melhor lhe favoreçam a organização.

        A partir de agora, cuide bem de suas anotações, elas podem fazer toda diferença na qualidade de suas pesquisas. Busque anotar constantemente todas as possíveis observações, por mais simples que possam ser, futuramente você as esquecerá caso não o faça. Lembre-se que os erros também são resultados, quem não leva em consideração os erros e problemas de um experimento, não está fazendo pesquisa de qualidade, mas sim, apenas tentando acertar um objetivo.

        Bom trabalho a todos ;)

Texto sobre a escrita científica publicado por Gilson Volpato no livro "Dicionário Crítico para Redação Científica" pode ajudar a melhorar nosso domínio com as palavras e assim contribuir para uma redação mais clara e objetiva. Leia mais no site da Agência FAPESP.

 \o/ COMPARTILHE E COMENTE \o/

O desafio com as Terras-Raras

Os elementos químicos de números atômicos 57 a 71 (La-Lu), denominados lantanídeos, mais os de número 21 e 39 (Sc e Y), formam o grupo conhecido como terras-raras (TRs), totalizando 17 elementos, de acordo com CONNELY et al. (2005, p.2). Esta denominação se deve ao fato de as terras-raras terem sido descobertas na forma de seus óxidos (semelhantes às terras) e que seus minérios de origem eram considerados raros. No entanto, sabe-se hoje da abundância desses elementos, sendo o cério de maior ocorrência na superfície do planeta que o cobre.

As terras-raras são metais de transição, sendo os lantanídeos considerados de transição interna. Presentes em centenas de minerais, essas substâncias têm na monazita, na bastnasita e na xenotímia seus principais minérios. Em especial, configuram-se em insumos essenciais para a produção de catalisadores utilizados no refino do petróleo, mas também estão presentes no processo de fabricação de diversos itens de alta tecnologia, como superímãs aplicados em geradores eólicos e motores de carros elétricos, em lâmpadas (fluorescentes e LEDs), bem como em telas de televisores e monitores.

A China é a maior produtora mundial de terras-raras, exercendo quase um monopólio nesse mercado, que movimenta cerca de R$ 10 bilhões por ano. O país controla cerca de 95% das reservas disponíveis. Em menor escala, se destacam a Rússia e outras ex-repúblicas soviéticas que formam a Comunidade dos Estados Independentes (CEI), além de EUA, Austrália e Índia. Recentemente, EUA e Austrália retomaram a produção em jazidas inativas. Os maiores consumidores desses elementos são China, Japão, EUA, Alemanha e França.

Apesar de ter um expressivo potencial de produção, o Brasil ainda é um importador de terras-raras, que abastecem indústrias de catalisadores, vidros, cerâmicas, entre outros materiais. As reservas provadas do País, que podem ser lavradas economicamente, são de pouco mais de 30 mil toneladas, menos de 1% do volume mundial. No entanto, os investimentos em promissores polos produtores são crescentes: Araxá e Poços de Caldas (MG), Catalão e Minaçu (GO) e Pitinga (AM).

Dezenas de locais, no litoral e no interior do país, também possuem incidência de minérios contendo TRs, de acordo com o estudo “Avaliação do Potencial dos Minerais Estratégicos do Brasil”, coordenado pelo Serviço Geológico do Brasil (CPRM), do Ministério de Minas e Energia, que deve ser concluído neste ano. Alguns resultados desse levantamento foram apresentados durante o I Seminário Brasileiro de Terras-Raras, promovido em dezembro de 2011, no Rio de Janeiro, pelo Centro de Tecnologia Mineral (Cetem), do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação.

Osvaldo Antonio Serra, professor titular da Universidade de São Paulo (USP) no Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras (FFCLR) em Ribeirão Preto. Ele é Bacharel com Atribuições Tecnológicas e Licenciado em Química pela USP. Doutor em Ciências - Química pela USP e fez dois pós-doutorados nos EUA. Atualmente, é coordenador do Laboratório de Terras-Raras da USP de Ribeirão Preto. Suas linhas de pesquisa são terras-raras, sol-gel, luminescência, nanocompósitos, catalisadores, porfirinas e química bioinorgânica.

Texto publicado pelo Conselho Regional de Química (CRQ-IV). Disponível em <http://www.crq4.org.br/quimicaviva_terrasraras>

Sistema Internacional de Unidades - SI (Le Système international d’unités)

Le Système international d’unités

The International System of Units

ATUALIZADO!

Grandes esforços para padronizar a utilização de unidades de medidas, nomes e escalas influenciaram diretamente as normas comumente aceitas na comunidade científica, dentre elas, o Sistema Internacional de Unidades (S.I.), criado em 1960, mundialmente aceito em trabalhos acadêmicos, artigos e teses.

Com o objetivo de atualizar as grafias e algumas situações específicas nas normas, uma nova versão do documento (em Português) pode ser consultada no link disponível abaixo e que ficará disponível num ícone na coluna direita da página inicial do nosso blog Quimiton.

É importante lembrar que este não é o único documento que aborda o uso "correto" da linguagem científica, as Normas Brasileiras de Regulamentação (NBR) aplicáveis aos meio acadêmico podem (e devem) ser consultadas nos documentos da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

Um comentário importante deve ser acrescentado aqui, SEMPRE busque as normas ABNT em bibliotecas universitárias ou institutos de pesquisa, evite fazer uso de buscas em sites como google, já que a maioria dos documentos disponíveis na internet, além de não serem uma fonte confiável, muitas vezes são manuais disponíveis de outras instituições que fazem uma mescla de normas da própria instituição com algumas normas ABNT, logo, não apresentam as normas originais NBR na sua totalidade.

Clique aqui para baixar

Atenciosamente,

Everton Bonturim, M.Sc.

Editor Quimiton

Edital de bolsas CAPES/Eletronuclear

A COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES e a ELETROBRÁS TERMONUCLEAR S/A - ELETRONUCLEAR, tornam público o presente Edital, aos interessados em participar do PROGRAMA DE BOLSAS DE ESTUDO destinado a conceder cotas de bolsas a programas de pós-graduação (PPG), em consonância com os requisitos e condições fixados neste Edital.

Com o objetivo de apoiar a formação de recursos humanos voltados para o setor nuclear para atuarem em projetos de pesquisa e desenvolvimento científico, tecnológico e de inovação, e também em núcleos de inovação e transferência de tecnologia.

• 35 bolsas de mestrado no País, com duração máxima de 24 meses;
• 15 bolsas de doutorado no País com duração máxima de 48 meses, com previsão de doutorado sanduíche.
• 10 bolsas de pós-doutorado no País, com duração máxima de 24meses.

Prazo para submissão de projetos: 19/04/2013

Divulgação dos resultados: 10/07/2013

Implementação a partir de: 01/08/2013

Acesse o edital aqui.

Atenciosamente,

Everton Bonturim, M.Sc.

Editor Quimiton

Radiação Cherenkov (Cerenkov)

Cherenkov Radiation: When things go faster than light

Texto de terceiro.

Fonte: http://www.mostlyodd.com/cherenkov-radiation-when-things-go-faster-than-light/

Reator Nuclear IPEN do tipo MTR.

300,000 kilometres per second is the limit, the speed of light, nothing can exceed that speed. This is one of the most famous results of Einstein’s famous e = mc². That is nice, and convenient, except for that things can go faster than light. Why? The speed of light, the ultimate limit, is only reached in the vacuum of space, otherwise, we can slow light down, and overtake it.

Light always slows down when it passes through matter, and when objects overtake it we get Cherenkov radiation. It is a visual sonic boom, and it works in the same way. Sonic booms are the result of reaching the speed of sound; sound ahead of the object can’t dissipate or get away, so pressure builds. When the speed is exceeded the pressure is released as a terribly loud shock wave that bludgeons the ears of anything within a few kilometres. Cherenkov radiation is similar, but quieter. To observe it, you will need a nuclear reactor core and a lot of water.

In certain nuclear reactor cores water is used as a coolant. Due to the fact that water is, to be simple, made of stuff, it slows the speed of light that passes through it to a rather zippy 224,910 km/s. This is quick, but less than the ultimate limit, so it can be beaten.

The reactor core releases charged electrons which disrupt the electromagnetic field in the water, a field that includes light. They race at various speeds, but many travel faster than light. The electromagnetic charge in front, which is limited by the speed of light in the water, cannot escape. The waves propagate in front and then the science happens. A photonic shock wave. Light is released.

If we managed this feat with an electrically charged jet fighter the result would be even more blindingly brilliant than a sonic boom, unfortunately it is woefully impractical. Similarly if I were to accelerate a bowl of petunias beyond the speed of sound, you would be able to hear it, but it would be much less impressive. So, the result of Cherenkov radiation is nothing but a pleasing, if rather unsettling blue glow from the water.

The discovery of Cherenkov Radiation won Pavel Alekseyevich Cherenkov the Nobel Prize in 1958, it shows that light slows down when it interacts.  There are many speeds of light, but in space, at 300,000km/s light is unbeatable, that we know. Unless of course we don’t understand the Universe at all. However the chances of that are rather slim.

Superhydrophobic and Oleophobic characteristics in the same material: Nanotechnological Development

Quando os esforços pra entender o comportamento da matéria superam as fronteiras de uma única área da ciência, nascem grandes descobertas. Então temos aqui uma evolução no campo da Ciência dos Materiais.

   Logo me perguntam como pode um material repelir substâncias polares e apolares ao mesmo tempo, sabendo que grande parte dessas interações ocorrem de forma específica para cada caso.
   Não é tão complicado entender algumas coisas quando alguns conceitos de áreas distintas são incorporados ao questionamento em questão.

   Superfícies cobertas com uma substância hidrofóbica tentem a repelir/expulsar/não interagir, no sentido de formar ligações químicas, quando substâncias polares (como a água) são postas em contato, bem como, quando uma superfície é recoberta com alguma substância hidrofílica, a mesma tende a não interagir com substâncias apolares.

   Esse conhecimento são seria suficiente pra entender o material mostrado no vídeo abaixo, já que o mesmo consegue "se livrar" de ambas as substâncias e é ai que entra o conhecimento de nanoestruturas e microestruturas, as quais são atribuídas as propriedades de nanotextura e nanoporosidade. Um fenômeno que proporciona a uma gota d'água a capacidade de colidir elasticamente com uma superfície e "quicar" tem a ver com a capacidade que essa superfície tem de formar entre a sua microestrutura e a substância uma bolsa de ar. Em grande parte das situações, quanto maior a microporosidade de uma superfície, menor é a interação dela com um fluido, justamente pela presença de uma fina camada de ar presente nos poros abertos dessa superfície.

   Logo, juntando o útil ao agradável, podemos trabalhar com as propriedades de interação química, bem como, com as propriedades de interação física da matéria em um mesmo material apenas lidando com sua composição química e sua microestrutura.

Não! parâmetros desse porte não são nada fáceis de serem controlados, mas também não é algo impossível.

   Existem estudos recentes (ZHU et al., 2012) que descrevem novos materiais com propriedades superhidrofóbicas e suas principais características de interação direta com meios fluidos.

   Determinadas aplicações nas quais as propriedades de um material superhidrofóbico aplicado como revestimento podem trazer grandes vantagens para o controle de interações entre substâncias e possíveis superfícies de contato. Segundo (ANAND et al., 2012), o aperfeiçoamento desses materiais nanoestruturados pode proporcionar melhorias fundamentais para evitar, controlar ou minimizar efeitos de superfície como a nucleação e condensação. Recentemente surgiram formulações específicas para ligas de aços especiais que minimizavam a formação de bolhas quando imersas em água em temperaturas de ponto de ebulição, esses materiais foram cogitados para maiores estudos devido ao interesse no setor de produção de elementos combustíveis para reatores nucleares.

   Como todo material de superfície, também é fundamental que se saiba suas características de resistência e durabilidade. Como revestimento, a resistência à corrosão, calor, fratura e outros situações precisam ser avaliadas e se necessário, melhoradas. Essas características, segundo (XUE; MA, 2013), quanto melhor desenvolvidas e controladas, dão ao material de revestimento um longo período de vida útil.

   Os últimos estudos voltados para materiais de recobrimento nanoestruturados voltam-se para a propriedade de auto limpeza, eliminando a aderência forte entre a superfície de um objeto e partículas de sujeira. Os trabalho de (NURAJE et al., 2013) e (RAHMAWAN, XU, YANG, 2013) trata desse tema relacionando diretamente as propriedades de interesse em superfícies formadas por nanofibras e nanopartículas com o famoso Efeito Lotus.

   Caso queira entender um pouco mais sobre essas propriedades, veja o link 1 e link 2 e consulte os artigos citados abaixo.

Referências

• Xiaotao Zhu ,  Zhaozhu Zhang ,  Guina Ren ,  Jin Yang ,  Kun Wang ,  Xianghui Xu ,  Xuehu Men and Xiaoyan Zhou J. Mater. Chem., 2012,22, 20146-20148. DOI: 10.1039/C2JM33769J
• Sushant Anand , Adam T. Paxson , Rajeev Dhiman ,J. David Smith , and Kripa K. Varanasi ACS Nano, 2012, 6 (11), 10122–10129. DOI: 10.1021/nn303867y
• Chao-Hua Xue and Jian-Zhong Ma J. Mater. Chem. A, 2013, Advance Article. DOI: 10.1039/C2TA01073A
• Nurxat Nuraje ,  Waseem S. Khan ,  Yu Lei ,  Muhammet Ceylanand Ramazan Asmatulu J. Mater. Chem. A, 2013,1, 1929-1946. DOI: 10.1039/C2TA00189F
• Yudi Rahmawan ,  Lebo Xu and Shu Yang J. Mater. Chem. A, 2013,1, 2955-2969. DOI: 10.1039/C2TA00288D

Enquete - Softwares

Qual software para administração de papers você utiliza e/ou indicaria? Dê preferência ao melhor gratuito e se possível, justifique a escolha na forma de comentário no post abaixo.

Esta foi a enquete criada para ajudar os pesquisadores a escolherem o melhor software para gestão dos seus artigos. Como todos sabemos, a quantidade de artigos que acumulamos durante nossos estudos podem  crescer exponencialmente e com isso vem o problema em separar, organizar e entender o que já foi pesquisado. Programas como o Mendeley, o software livre mais votado nessa enquete, ajudam a botar ordem nessa pilha de documentos, além de facilitar o processo de citação e criação de bibliografias em documentos do word.

Veja no link a seguir uma lista com os programas mais conhecidos:

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_reference_management_software