Projetos

FAPESP lança oportunidade para colaboração internacional em química com a National Science Foundation (NSF)

A FAPESP participa pela primeira vez da Colaborações Internacionais em Química (International Collaborations in Chemistry, ICC) da Divisão de Química da National Science Foundation (NSF/CHE). O objetivo da parceria é estimular projetos inovadores de pesquisa conduzidos em cooperação entre pesquisadores dos Estados Unidos e do Estado de São Paulo na área de Química.  Cada proposta deverá ser conjunta e conter dois pesquisadores principais, um de instituição de ensino superior ou pesquisa no Estado de São Paulo e outro nos Estados Unidos.

Para saber mais, acesse o site FAPESP abaixo:

http://www.fapesp.br/6567

Evento USP

III Encontro da Pós-Graduação do Instituto de Química da USP
Período: de 31/08 a 02/09
Local: IQ-USP
Inscrições: http://www.iq.usp.br/encontropg/?page_id=95
Valor: R$ 20,00

18 de Junho - Dia do Químico!

O ensino da radioatividade.

Como componente da matriz curricular da disciplina de Química e Física das escolas de Ensino Médio do nosso país, o estudo da radiatividade torna-se um ponto de fundamental importância para a formação consciente do cidadão sobre os fatos apresentados pela mídia.

Atualmente, as discussões a respeito do acidente em Fukushima levantam uma séria de debates quanto ao uso da radioatividade para geração de energia, ou mesmo, mais recente, a divulgação de uma pesquisa que levanta a possibilidade de prejuízos à saúde pelo uso de celulares devido a radiação emitida por tais equipamentos.

Veja mais no artigo publicado no site NOTA 10.

Radioatividade no Ensino Médio: aplicar a transdisciplinaridade para o “aprender de fato”

Entre a Segunda Guerra Mundial e a Bicicleta Super Leve

O que se pode esperar de um título como esse? A que ponto uma pessoa pode relacionar guerra e bicicletas? Como podemos dizer que a trágica Guerra Mundial de 1945 e o futuro de bicicletas super leves podem se ligar apenas por um fio?

Muito bem, para começarmos todo o enredo, vamos voltar para 1935, ano em que um Químico, funcionário da conhecidíssima DuPont, sintetizou pela primeira vez um polímero que ora é conhecido como Nailon (na escrita em inglês, Nylon). O tão famoso nailon que embalou e embelezou as pernas de várias mulheres mundo a fora, enquanto a seda, made in China, se tornava objeto de luxo pelo seu alto preço.

Com a revolucionária descoberta do Nailon, pelo então cientista Wallace Hume Carothers, este passou a ser usado em ampla escala para fins militares, o que inclui até mesmo a produção de paraquedas usados pelos combatentes. Após o período de guerra, no qual, o polímero sintético que tanto auxiliou na batalha, passou a ser descartado pelo governo o que fez com que a população aprendesse a reaproveitar essa fibra tão interessante.

Até aqui, deve estar difícil entender de onde vem a Guerra e a Bicicleta não é? Pois bem, vamos esclarecer o motivo do prólogo.

A BBC publicou hoje pela manhã uma nota informando que Engenheiros Britânicos começaram a desenvolver peças densas, feitas do polímero Nylon, para montagem de uma bicicleta. Tal tecnologia já era utilizada para produção de peças para satélites e aeronaves, contudo, o que os responsáveis por essa façanha não estavam contentes com o fato de que só grandes especialistas pudessem ter acesso a esse tipo de equipamento. Por isso resolveram inovar.

A tecnologia se baseia na criação de objetos em 3 dimensões (tridimensionais), montados a partir de estruturas com 2 dimensões (bidimensionais) sobrepostas. As peças são todas analisadas e moldadas com o polímero Nailon em pó fundido à laser.

Apesar de imaginarmos a bicicleta como um objeto feito a partir de um polímero, o que nos passa a ideia de ser de plástico e completamente frágil, estamos completamente enganados quando o assunto é a poliamida. Essas estruturas podem ser tão resistentes e seguras quanto as bicicletas convencionais produzidas a partir do aço.

Texto e Video retirado e adaptado de: http://www.bbc.co.uk/portuguese/multimedia/2011/03/110307_bicicleta_nylon_nf.shtml

          Por se tratar de uma data tão bem aproveitada pelos casais, o Dia Internacional do Beijo não é simplesmente um dia para beijar, ao contrário do que muitas pessoas pensam. Vamos pensar no beijo como um ato em que duas pessoas encostam seus lábios uns nos outros, movimentando cerca de 29 músculos, queimando calorias e liberando serotonina. Será que é só isso? Ah, o beijo.....

          Pois bem, onde a Química entra nessa história?

          Humm.. já ouviram falar que pra acontecer precisa rolar uma "Química"? heheh.... isso mesmo galera, a Química está presente também nesse momento da vida de qualquer pessoa.

Beijar é mais do que descrevi acima, é muuuuito mais e, por isso, apresento-lhes a molécula do beijo:

          A oxitocina é uma proteina formada por nove aminoácidos, produzida no cérebro, em uma região chamada de hipotálamo, é ela a responsável pelas sensações gostosas que temos quando beijamos alguém que gostamos. Conhecida como hormônio do carinho, do abraço, do beijo, também é responsável pelas contrações que as grávidas sentem quando estão dando a luz, ela também é responsável por parte das nossas emoções.

Do que são feitas as coisas? O que compõe o nosso universo?

        Perguntas relativamente simples, não? Nada disso, para compreendermos o quão complexo é o universo precisamos estudar, e muito! Até hoje,  vários cientístas, institutos de pesquisas e grandes laboratórios reunem esforços para tentar entender como são formados os átomos, as moléculas, a matéria em si. A origem de tudo isso é bem pequena, cerca de trilhões de vezes menores que uma cabeça de alfinete.

        Achou pequeno?

        Veja abaixo um esquema das principais particulas elementares presentes no universo.

Fonte: adaptado de www.sprace.org.br

        A figura acima foi extraida de um projeto desenvolvido, nas escolas, para ensino de ciências, atraves do SPRACE, apoiado pela FAPESP. O estudo da estrutura da matéria se torna fundamental para o desenvolvimento técnico-científico incumbindo os cientistas das mais diversas áreas a pesquisarem sobre o comportamento e características das menores estruturas já estudadas.

        Contudo, sabe-se que a ciência ainda tem muito a evoluir para tornar sólido seus conhecimentos e teorias. Algumas das principais teorias da "matéria pequeníssima" acabam sendo estudadas pela Mecânica Quântica que, ao descobrir eventos nessa área, acaba sendo falha em alguns aspéctos, justamente por não conhecer tudo. Nem tudo que sabemos ainda pode ser explicado pela teoria e prática ao mesmo tempo e com isso temos o dever de avançar. Avançar para conhecer, para descobrir, para evoluir e para compreender o mundo que vivemos.

Poluição industrial vira alvo de estudos na USP

Que tal utilizar a luz para controlar a poluição das indústrias?

Um equipamento portátil posicionado no solo e que emite pulsos de luz pode revolucionar o controle dos poluentes emitidos pelas chaminés das indústrias. É no que trabalham os pesquisadores do Projeto Lidar, do Centro de Capacitação e Pesquisa em Meio-Ambiente (Cepema) da USP, que fica em Cubatão, na Baixada Santista.

A técnica do lidar (sigla para o termo em inglês light detection and ranging) é similar à do radar. O radar baseia-se na emissão de ondas de rádio e detecção das ondas que retornam de um objeto. Dependendo do comprimento e da intensidade das ondas refletidas - e recebidas por um sensor -, pode-se calcular a distância de um objeto, seu tamanho, velocidade, entre outras variáveis. No lidar, processo semelhante é feito, mas com a emissão de pulsos de luz por laser. Até então, essa técnica, criada há décadas, só era usada para mapear o ar da atmosfera, analisando a concentração de compostos gasosos e partículas. O projeto do Cepema inaugura um novo uso para o lidar, que pode tornar mais fácil e barato o monitoramento das emissões em processos industriais.

Hoje, as indústrias usam sensores caros e específicos para medir a composição dos gases liberados pelas chaminés. Como, muitas vezes, os gases são quentes e as chaminés são altas e de difícil acesso, a instalação e manutenção desses medidores é complicada e onerosa. Com o lidar, não é necessário subir até o topo da chaminé nem fazer a calibração do equipamento, pois ele é instalado em locais de fácil acesso e direcionado ao ponto almejado, o que possibilita o monitoramento a distância. Mesmo em um ambiente úmido e com névoa, como é a região de Cubatão, o lidar consegue obter resultados em tempo real a distâncias de cerca de 500 metros ou mais. A pesquisa do Cepema desenvolve métodos de análises específicos e confiáveis para monitorar gases como CO (monóxido de carbono), hidrocarbonetos, SO2 (dióxido de enxofre) e NOx (óxidos de nitrogênio), além de partículas poluentes. A próxima etapa do estudo visa aplicar a técnica para medir a distribuição de tamanhos do material particulado expelido por chaminés.

De acordo com o professor Roberto Guardani, responsável pela pesquisa, a técnica poderá ser usada tanto pelos órgãos fiscalizadores quanto pelas próprias indústrias. "A indústria pode usar como instrumento de controle de processo", afirma. Ele explica que "todo processo industrial possui parâmetros técnicos que permitem prever a taxa de emissão de poluentes". Por isso, os engenheiros especializados sabem a quantidade regular de componentes emitidos em cada etapa de produção. Com o uso do lidar, será possível detectar e corrigir falhas operacionais antes que isso cause prejuízos ambientais e financeiros. Os pesquisadores pretendem quantificar o que sai das chaminés para que, daqui a algum tempo, o controle de qualidade do ar e da produção sejam mais ágeis. Isso deverá causar menos gastos para a indústria e menos poluição à atmosfera. (Agência USP)

As primeiras medições aconteceram entre outubro e dezembro. A cada dois ou três meses, o grupo pretende fazer novos experimentos e ajustes aos programas de leitura dos raios refletidos.
O Projeto Lidar é interdisciplinar, integrando químicos, engenheiros químicos, físicos e meteorologistas, envolvendo, além da USP, pesquisadores do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Respirando problemas: um caso de poluição fatal.

Estudos apontam a presença de elementos tóxicos e carcinogênicos na poeira doméstica!

Mais uma vez, o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares sai na frente com uma tese de Doutorado realizada no Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA).  estudo está voltado para a análise da poeira encontrada nas residências da população brasileira, mais especificamente de algumas casas de SP. 

Pesquisadores do Centro de Química e Meio Ambiente do Ipen desenvolveram estudo de doutorado para avaliar as características químicas e toxicológicas em amostras de poeira doméstica de quatro bairros da região Norte da cidade de São Paulo. O objetivo principal da pesquisa é determinar metais potencialmente tóxicos e ftalatos, substâncias mais preocupantes do ponto de vista de saúde pública, por serem capazes de provocar distúrbios endócrinos e mutações.
Inicialmente foram selecionadas 100 residências, nos bairros Freguesia do Ó, Pirituba, Jaraguá e Perus, sendo 69 as escolhidas. Os locais foram selecionados pela proximidade às marginais, rodovias paulistas, estações ferroviárias, aterros sanitários.
A avaliação realizada envolveu apenas ambientes residenciais e seguiu protocolo baseado em orientações da EPA (agência de proteção ambiental norte-americana). A coleta foi realizada entre os anos de 2006 e 2008, utilizando aspirador de pó. As amostras foram peneiradas e a fração mais fina analisada, por apresentar maior concentração de contaminantes.
Os ftalatos são compostos orgânicos utilizados como aditivos de materiais plásticos, como o PVC, para melho-rar suas propriedades físicas. Porém, a sua incorporação é parcial e devido ao desgaste natural ou intempéries estes compostos tendem a se desprender dos materiais e migrar para o meio ambiente. Estas substâncias são acumulativas e não biodegradáveis e podem se alocar no tecido adiposo, provocando distúrbios endócrinos e mutações. Há estudos mostrando que há migração dos ftalatos presentes em utensílios médicos como catéteres e bolsas de sangue, bem como de utensílios e artefatos domésticos.
As análises foram feitas utilizando-se técnicas de fluorescência de raios-X para os metais e cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massa para os ftalatos.
De acordo com Valdirene Scapin, a pesquisa mostrou que cromo, níquel, cobre, zinco e chumbo encontram-se acima dos valores de referência permitidos, quando comparados com os valores de exposição (somatória dos teores aceitáveis para contato dermal, inalação de partículas e ingestão de solo, publicados pela Cetesb). Os resultados comprovam a contaminação dos ambientes domésticos internos por metais pesados.
A orientadora Ivone Mulako Sato alerta sobre os teores de ftalatos e para a ausência de normativa oficial para comparação dos valores determinados com valores de referência. Ftalatos como o DEHP e o DnBP encontram-se acima dos valores de referência inter-nacionais permitidos para ingestão.

Fonte: www.ipen.br

Água Tônica e o Quinino

Já se perguntaram o que tem na Água Tônica? Já ouviram falar em Quinino? (Atualizado em 2015)

Pois bem, agora vamos conhecer um pouco mais sobre esse composto que vem nas águas tônicas e que quase ninguém sabe o que é. 

Figura 1 - Foto ilustrativa de água
tônica comercial

     A água tônica contém até 85 mg.L-1 de quinina, que foi inicialmente adicionada como sendo um composto com efeitos benéficos contra a malária, contudo hoje em dia, a água tônica contém uma quantidade insignificante de quinina em termos médicos e é somente usada pelo seu sabor (amargo). É, consequentemente, menos desagradável e também frequentemente adocicada. Alguns produtores também produzem água tônica diet.

     Nos Estados Unidos, a Food and Drug Administration limita a quantidade de quinina na água tônica a 83 ppm (83 mg por litro se for calculado pelo quilograma), que é metade para um quarto da concentração usada para a água tônica.

     A água tônica é muito usada como uma bebida de mistura para cocktails, especialmente os que são feitos com gin (por exemplo gin tônico). A água tônica com adição de limão ou lima é conhecida como bitter lemon, "pina de limão" ou bitter lime, respectivamente.

Figura 2 - Fórmula estrutural da molécula de quinina.

     A água tônica fica fluorescente se colocada sob luz ultravioleta por causa da presença da quinina. Quinina (fórmula química: C₂₀H₂₄N₂O₂) é um alcalóide de gosto amargo que tem funções antitérmicas, antimaláricas e analgésicas. É um estereoisômero da quinidina. O sulfato de quinina é o quinino. É extraída da quina. A quinina, pó branco, inodoro e de sabor amargo, é uma substância utilizada no tratamento de malária e arritmias cardíacas. Além de ser um fármaco é utilizada como flavorizante da água tônica.
     A característica de ser  luminescente vem da estrutura que a quinina, como molécula mista, com a presença de anéis aromáticos, cíclicos e grupos doadores de elétrons, como o -OH,  que intensificam o rendimento quântico do processo de absorção e emissão nesse composto. Vejamos na figura abaixo (Fig. 3) o espectro de absorção e de emissão do sulfato de quinina, também chamado de quinino:

Figura 3 - Espectros eletrônicos do sulfato de quinina quando coletados em modo de absorção (linha roxa) e modo de emissão (linha azul). Dados extraidos da base

     De fato, a estrutura molecular da quinina apresenta absorção na região do ultravioleta próximo, em 347,5 nm (28776,98 cm^-1). Com essa energia de excitação promovemos a excitação de elétrons do estado fundamental S₀ para estados singleto excitados S₁ da estrutura eletrônica.
     Rapidamente atingido o nível excitado, elétrons decaem quase instantaneamente de forma radiativa para estados fundamentais S₀ promovendo a emissão de luz visível com maior intensidade em 451 nm, o que corresponde a cor azul no diagrama de cromaticidade CIE, como visto na figura 4.

Figura 4 - Imagens de água tônica sob irradiação UV, fórmula estrutural da quinina responsável pela característica luminescente do composto e diagrama de cromaticidade da emissão do quinino em 451 nm sob excitação em 310 nm.

     As figuras de produtos com água tônica e sua fórmula estrutura foram extraidos de sites encontrados no google. O diagrama de cromaticidade CIE foi construído com dados do gráfico de emissão apresentado na figura 3. No CIE, o ponto preto indicado pela seta mostra a região de cor no esquema RGB da emissão do quinino quando irradiado em 310 nm (UV).