O nanopapel cerâmico, criado por cientistas da Embrapa Instrumentação (SP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), desponta como inovação diante dos papéis convencionais, caso da celulose. A membrana fina e flexível como uma folha de papel (ver sequência de fotos) do nanomaterial consegue filtrar contaminantes difíceis de serem retirados da água, caso dos poluentes emergentes, como metais pesados, hormônios e fármacos, que precisam de filtros específicos. Pode ser usado ainda como sistemas sensores para avaliar a qualidade de alimentos ou detectar gases tóxicos, cuja pesquisa se encontra em andamento na Embrapa Instrumentação. Utilizado tanto como substrato quanto a própria camada sensorial, sua configuração é bem mais simples do que a dos sensores químicos normais. Extraído da associação de processos versáteis, o nanopapel tem baixo custo.  

Patente e escala
O nanopapel nasceu da reunião de qualificações e conhecimentos de pesquisadores da Rede de Nanotecnologia aplicada ao Agronegócio (Rede AgroNano), coordenada pela Embrapa Instrumentação (SP), com participação da UFSCar. Foi feito pedido de patente do nanopapel cerâmico para o Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). 
Pesquisadores responsáveis pela tecnologia:
• Daniel Souza Corrêa, pesquisador da Embrapa Instrumentação e líder do projeto que originou a pesquisa;
• Rafaela da Silveira Andre, pós-doutoranda da Embrapa Instrumentação;
• Luiza Amim Mercante, na época, era pósdoutoranda da UFSCar. Hoje é professora da Universidade Federal da Bahia;
• Murilo Henrique Moreira Facure, doutorando do Programa de Pós-Graduação em Química PPGQ UFSCar;
• Luiz Henrique Capparelli Mattoso, pesquisador da Embrapa Instrumentação.
Esta é uma pesquisa científica em andamento, realizada em bancada de laboratório. Ainda não está disponível no mercado, mas tem potencial em médio e longo prazo. “No momento, buscamos parceiros industriais interessados em avançar na maturidade da tecnologia para verificar a viabilidade da escala de produção industrial e avaliação da performance do sistema em ambientes relevantes” – analisa Daniel Souza Corrêa, pesquisador da Embrapa Instrumentação e líder do projeto que originou a pesquisa.

Capacidade
O nanopapel cerâmico é uma membrana que consegue filtrar variados tipos de contaminantes. “Dependendo dos materiais depositados em sua superfície, sua capacidade lhe fornece versatilidade para ter suas propriedades ‘ajustadas’ para filtrar diferentes tipos de contaminantes em meios aquosos” – explica Daniel Corrêa. 

Segundo ele, já foram feitas também provas de princípio para uso do nanopapel cerâmico na remoção de chumbo de amostras de água e demonstrações do desempenho do material para remover corantes de água.
Por essas características todas, a membrana de nanopapel cerâmico é versátil. “Seu uso como camada ativa em sensores químicos, que são sistemas que identificam a mudança de propriedades de um meio, por exemplo, a composição do ar, a qualidade de água etc., é para detecção de voláteis indicadores da qualidade de alimentos” – indica Daniel Corrêa. Trabalhos científicos vêm sendo realizados na Embrapa Instrumentação para demonstração de mais esta funcionalidade.

Perfil
A nanotecnologia atua em escala atômica e molecular e serviu de base para a criação do nanopapel cerâmico. A fase orgânica forma as fibras durante a eletrofiação e a composição final do nanopapel é inorgânica, fornecendo maior resistência mecânica e química à membrana.
Durante seu desenvolvimento, foi realizado ajuste da formulação na composição dos reagentes e dos parâmetros usados no processamento (eletrofiação e sol-gel) e pós-processamento (calcinação) para obter o material cerâmico em forma de uma ‘folha de papel’ com boas propriedades mecânicas e grande área superficial.
O nanopapel funciona com outros tipos de nanomateriais, como o grafeno, nanotubos de carbono, nanopartículas metálicas, o que favorece a interação com gases variados e seu uso para sensores de gases tóxicos, como amônia, gás carbônico etc.

Fases e técnicas 
O nanopapel cerâmico é obtido da combinação de uma matriz polimérica e precursores inorgânicos que são processados pelas técnicas de eletrofiação e sol-gel, seguidas de tratamento térmico (calcinação) para eliminação da fase orgânica. 
Com a técnica de eletrofiação são produzidas mantas de nanofibras, com aparência igual à de um tecido não tecido (TNT), compostas por fibras de diâmetros manométricos, que são mil vezes menores que um fio de cabelo. Possuem grande área superficial, flexibilidade e funcionalidade química, requisitos essenciais para uso em sistemas de adsorção de poluentes. 
A técnica de sol-gel é uma rota de síntese química utilizada na produção de materiais sólidos tridimensionais a partir de pequenas moléculas. O processo abrange a formação de suspensão coloidal (fase sol) – mistura de partículas muito pequenas suspensas em outra substância – e sua posterior geleificação em uma fase contínua líquida (rede integrada), gerando o gel tridimensional.

A fase polimérica é necessária para a formação das fibras durante o processo de eletrofiação e para posterior obtenção do material cerâmico. 
Ao final do processo, obtém-se uma manta porosa tridimensional formada por nanofibras cerâmicas e interconectadas que demonstram notáveis condições para uso como membranas de filtração.
“Ao final do processo, o nanopapel cerâmico é constituído por um conjunto de nanofibras cerâmicas sobrepostas que formam a membrana com porosidade adequada para sistemas de filtração. Ademais, ela pode ser modificada superficialmente para a melhora de sua funcionalidade” – enfatiza Daniel Corrêa. 
 

Contato da empresa
Embrapa: www.embrapa.br