O Brasil é o único país do Hemisfério Sul com produção científica competitiva em segmentos da Eletrônica Orgânica (EO), área da ciência dos materiais que utiliza polímeros à base de carbono (materiais orgânicos) em componentes eletrônicos. Na UEL, o Novo Arranjo de Pesquisa e Inovação (NAPI) Eletrônica Orgânica busca empregar nanomateriais, novas moléculas e polímeros para desenvolver dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos direcionados a aplicações em setores de Energia, Meio Ambiente e Cidades Inteligentes.

Coordenado pelo professor Edson Laureto, do Departamento de Física (CCE/UEL), em colaboração com o docente Alexandre Urbano e o pós-doutorando Helder Scapin Anizelli, além de estudantes de graduação e pós-graduação, o grupo tem como foco o desenvolvimento de baterias de íons de lítio e de sódio, de modo a torná-las mais eficientes por meio da inserção do grafeno, um material a base de carbono com propriedades bastante singulares. O objetivo final é melhorar as propriedades de baterias que atendem ao setor de armazenamento de energia.

Edson Laureto explica que o NAPI surgiu da combinação de pesquisadores que em sua maioria já tinham algum tipo de vínculo através do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (INEO), um dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) do Governo Federal. Desenvolvido no âmbito da parceria entre academia-indústria, o projeto favorece o intercâmbio científico e tecnológico, aproximando produção e conhecimento às demandas do setor produtivo.

Segundo o docente, no Paraná a coordenação geral do arranjo está sob a supervisão da professora Andreia Gerniski Macedo, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) de Curitiba. Além disso, a rede é composta por um consórcio de instituições públicas e privadas: UTFPR (Curitiba, Londrina e Toledo), UEL, Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) e PUC Curitiba. No âmbito dos parceiros industriais, empresas como a Bosch, Sanepar e  startups, como a Grafeno do Brasil (Ponta Grossa), estão envolvidas.

Deste modo, Laureto explica que a iniciativa visa também integrar diversas instituições de ensino superior e empresas rumo ao desenvolvimento da Eletrônica Orgânica no Estado. O projeto conta com o fomento da Fundação Araucária e o apoio estrutural e institucional da Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (SETI).

Pesquisa e desenvolvimento na UEL

Ao adentrar em aspectos específicos do projeto, o docente da UEL diz que “a eletrônica orgânica se diferencia da eletrônica tradicional, dominada pelo silício, pela utilização de materiais à base de carbono. Com isso, criar componentes flexíveis, maleáveis e portáteis é um dos focos do projeto”. Outro aspecto importante destacado pelo docente diz respeito à sustentabilidade como um dos pilares centrais da pesquisa. Edson Laureto complementa dizendo que “a produção de tecnologia acabar por gerar resíduos, no entanto, o NAPI busca desenvolver materiais menos agressivos ao meio-ambiente”. Ele cita o caso da pesquisa de “solventes verdes” ambientalmente amigáveis utilizados na produção de películas, linha de pesquisa liderada pela UTFPR de Curitiba.  

Na instituição, o foco de atuação da equipe está direcionado para a área de armazenamento de energia. O professor Alexandre Urbano cita o grafeno, uma forma estrutural do carbono que vem sendo incorporado às pesquisas na forma de aditivos em novos eletrodos de baterias para conferir propriedades superiores a esses materiais, com o intuito de aumentar a eficiência desses dispositivos. Segundo Urbano, “as pesquisas visam aprimorar tecnologias de baterias de íons de lítio, comuns em celulares e eletrônicos portáteis, de íons de sódio e células fotovoltaicas”, finaliza.

Helder Scapin Anizelli, bolsista de pós-doutorado no projeto e colaborador do grupo, explica que a sua atuação se dá por meio da aplicação na prática das ideias pautadas. Segundo ele, a pesquisa ocorre nos laboratórios da UEL, tanto na central multiusuária como no CCE, dividida em sessões de síntese e confecção de dispositivos. “Nos laboratórios são realizados os testes iniciais e as análises do comportamento dessas microbaterias”, aponta Helder.

Diferenciação Estratégica do NAPI

Edson Laureto explica que o modelo do NAPI, diferente do utilizado por outras agências de fomento à pesquisa, tem fundamentalmente como objetivo final a transformação do conhecimento em produto. De modo que, a partir deste conceito, a produção científica possa culminar em um escalonamento industrial, visando despertar interesse de indústrias e empresas. Espera-se “a criação de protótipos funcionais que possam ser absorvidos por empresas ou impulsionados por startups, levando a pesquisa acadêmica para uma aplicação comercial e social de fato”, conclui o professor.

Para tanto, a equipe do NAPI Eletrônica Orgânica da UEL é composta por uma estrutura acadêmica que inclui professores, pesquisadores e estudantes no âmbito da graduação e pós-graduação do Departamento de Física.  Essa integração entre graduação e pós garante que os esforços de pesquisa em setores estratégicos (Energia e Meio Ambiente) sejam contínuos e voltados para a inovação tecnológica.

Desta forma, o NAPI atua como uma rede de cooperação técnica e científica que reúne especialistas para fomentar o desenvolvimento tecnológico no Paraná. Desenvolvido no âmbito da parceria entre academia-indústria, o projeto favorece o intercâmbio científico e tecnológico, aproximando produção e conhecimento às demandas do setor produtivo e o estímulo à área das Ciências Exatas e da tecnologia em diferentes níveis de formação.

*Estagiário de jornalismo na Coordenadoria de Comunicação Social.

*Imagem representação do Grafeno: Agência UFC.