Tecnologia supera bloqueio químico histórico, atinge 3 volts e avança para testes industriais

SÃO CARLOS/SP - Durante décadas, o nióbio foi visto como um paradoxo na ciência de materiais. Embora seja um metal estratégico, abundante no Brasil e amplamente utilizado em ligas de alto desempenho, ninguém no mundo havia conseguido transformá-lo em uma bateria funcional, estável e recarregável. O obstáculo não estava na engenharia, mas na química extremamente complexa dos componentes ativos à base de nióbio, que se degradam rapidamente em contato com água e oxigênio.

Esse impasse histórico começou a ser superado por uma pesquisa desenvolvida na Universidade de São Paulo, que resultou não apenas em um novo dispositivo tecnológico, mas em uma descoberta científica sobre como controlar a quimica do nióbio em baterias, protegida por depósito de patente junto à USP.

Uma descoberta científica inspirada na biologia

A história da descoberta começou há cerca de dez anos, quando o professor Frank Crespilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), líder do Grupo de Bioeletroquímica e Interfaces da USP e pesquisador do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica e Sustentabilidade (INCT), sediado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), atuava como professor visitante na Harvard University.  Na época, ele estudava sistemas biomiméticos, inspirados em processos biológicos capazes de controlar reações químicas extremamente delicadas, como ocorre em enzimas e metaloproteínas.

Do ponto de vista químico, o nióbio é um elemento com uma estrutura eletrônica singular, capaz de acessar múltiplos estados de oxidação próximos em energia. Cada um desses estados representa um nível eletrônico distinto, potencialmente utilizável para armazenamento de carga. Essa característica torna o nióbio extremamente promissor para aplicações eletroquímicas avançadas.

No entanto, essa mesma riqueza eletrônica sempre impôs um desafio fundamental: em ambientes eletroquímicos convencionais, especialmente na presença de água e oxigênio, o nióbio sofre com reações químicas parasitas rápidas, levando à formação de espécies inativas e à perda irreversível da atividade redox. A descoberta associada à arquitetura N-MER (Niobium Multi-stage Electronic Redox), viabilizada pelo meio redox ativo NB-RAM (Niobium Redox Active Medium), nasce da transposição de um princípio já conhecido na biologia — o controle fino do ambiente químico para estabilizar metais altamente reativos — para um sistema artificial de armazenamento de energia.

“Eu já sabia que a natureza resolvia esse problema há bilhões de anos”, explica o Prof. Frank Crespilho. “Em sistemas biológicos, como enzimas e metaloproteínas, metais altamente reativos mudam de estado eletrônico o tempo todo sem se degradar, porque operam dentro de ambientes químicos muito bem controlados. A pergunta que fizemos foi simples e ousada: será que daria para copiar esse princípio e aplicar em uma bateria de nióbio? O nióbio é como um interruptor com muitos níveis, não apenas ligado e desligado. Cada nível guarda uma quantidade diferente de energia. Fora de um ambiente controlado, esse interruptor enferruja e quebra. O que fizemos foi criar uma caixa de proteção inteligente para ele; essa caixa é o NB-RAM. Dentro dela, o interruptor pode mudar de nível várias vezes, de forma controlada, sem se degradar. É exatamente isso que os sistemas biológicos fazem, e foi isso que adaptamos para a bateria de nióbio.”

Dois anos de otimização até a estabilidade

Grande parte do avanço da bateria de nióbio é resultado de um trabalho extenso de otimização conduzido pela doutoranda Luana Italiano, que dedicou dois anos ao refinamento do sistema até alcançar estabilidade e reprodutibilidade. O processo envolveu dezenas de versões experimentais, com ajustes sucessivos no ambiente químico e nos mecanismos de proteção do material ativo.

“Não bastava fazer a bateria funcionar uma única vez. Ao longo de dois anos de trabalho no projeto, nosso foco foi garantir estabilidade, repetibilidade e controle fino dos parâmetros”, explica Luana. Segundo ela, o principal desafio foi encontrar o equilíbrio entre proteger o sistema e manter seu desempenho elétrico. “Se você protege demais, a bateria não entrega energia. Se protege de menos, ela se degrada.”

Esse refinamento foi essencial para permitir que o nióbio operasse de forma reversível, alternando entre diferentes estados eletrônicos sem perda significativa de desempenho. Como resultado, o sistema passou a funcionar de forma estável não apenas em condições de laboratório, mas também em arquiteturas próximas das utilizadas pela indústria.

“Depois desse período de desenvolvimento e validação, os testes mostram que não estamos falando apenas de um conceito”, destaca a pesquisadora. “É um sistema que já funciona em formatos reais.”

Da descoberta à patente: 3 volts e validação tecnológica

Após o desenvolvimento do protótipo funcional, a tecnologia teve sua patente depositada pela USP e avançou para níveis intermediários de maturidade tecnológica (TRL-4). Essa etapa comprova que a bateria funciona não apenas em condições ideais de laboratório, mas também em ambientes e arquiteturas próximas da realidade industrial. Atingir 3 volts é um marco estratégico.

Essa é a faixa de tensão da maioria das baterias comerciais atuais, o que significa que a bateria baseada na arquitetura N-MER compete diretamente com tecnologias existentes. Para validar essa compatibilidade, a bateria foi testada em formatos industriais padrão, como células tipo coin (moeda) e pouch (laminadas flexíveis), em parceria com o pesquisador Hudson Zanin, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Nesses sistemas, a bateria foi carregada e descarregada diversas vezes, demonstrando a prova de conceito em ambientes controlados.

Tecnologia estratégica, interesse internacional e próximos passos

O avanço científico e tecnológico despertou o interesse de grupos internacionais, incluindo empresas chinesas do setor de baterias, que já entraram em contato para conhecer a tecnologia desenvolvida na USP. Apesar desse interesse externo, Crespilho defende que o desenvolvimento completo da bateria deve permanecer no Brasil, sob liderança do Estado de São Paulo.

“Essa é uma tecnologia estratégica. O depósito da patente garante proteção, mas é o empenho institucional que assegura que ela se transforme em desenvolvimento, indústria e soberania tecnológica”, afirma o pesquisador.

Para avançar e viabilizar a fase 3 do desenvolvimento é necessário empenho institucional para a criação de um centro multimodal de pesquisa e inovação, envolvendo governos estadual e federal, universidades e startups de base tecnológica.

Crespilho finaliza, afirmando que “A bateria de nióbio desenvolvida na USP mostra que o Brasil não precisa apenas exportar recursos, mas pode liderar tecnologias; desde que a ciência seja tratada como prioridade nacional.”

SÃO PAULO/SP - A Justiça de São Paulo determinou que a USP (Universidade de São Paulo) cancele um concurso para docente em literaturas africanas em língua portuguesa. A vaga foi aberta em 30 de setembro após o edital anterior ter sido anulado por suspeição da banca.

Érica Bispo, aprovada para o posto em novembro de 2024, teve sua nomeação revogada em março deste ano por supostamente manter relação de amizade com duas professoras que avaliaram sua entrada na universidade.
Ela nega a acusação e afirma ter sido alvo de racismo por ser a última candidata preta naquela concorrência. O caso foi levado ao Tribunal de Justiça paulista.

Em decisão de segunda-feira (15), o juiz Marcelo Semer, da 10ª Câmara de Direito Público, entendeu ser necessário suspender o novo processo seletivo porque eventual decisão favorável à Bispo poderia gerar consequências para o novo concurso -já em fase de homologação das inscrições.

A USP argumenta que a decisão pela anulação do primeiro edital foi baseada em provas e passou pelo seu órgão máximo, o Conselho Universitário.

O recurso contra o processo seletivo foi solicitado por um grupo de seis concorrentes. Segundo eles, a mulher seria incapacitada para exercer a função pretendida e teria ganhado notas altas injustificadas pela intimidade com a banca.

Para comprovar sua teoria, eles juntaram fotos nas quais a então aprovada aparecia em grupos com as professoras. Numa dessas imagens, a legenda dizia "entre amigos é muito bom".

Bispo afirma que os especialistas em literaturas africanas no Brasil não são muitos e seria comum o encontro em congressos do tema.

Uma das concorrentes a ter questionado a banca foi Larissa Lisboa, professora da UFLA (Universidade Federal de Lavras). Segundo ela, a seleção foi toda problemática e o desempenho da aprovada foi questionável, sendo as fotos "a prova de que algo estava errado".

Lisboa também questiona a versão compartilhada por Bispo de que o recurso teria viés discriminatório. "Isso me fere profundamente, eu também sou uma mulher negra. No concurso em questão, me autodeclarei assim", diz Lisboa, que não aderiu às cotas para docentes pretos, pardos e indígenas no edital em questão.

Para a Procuradoria da USP, as imagens apresentadas foram o bastante para comprovar a relação íntima entre Bispo e as professoras e anular o concurso.

Em seu parecer, o órgão rechaçou que o desempenho da candidata tenha sido superior por algum favorecimento e não comentou sobre sua capacidade para o cargo, mas disse ter constatado nas imagens analisadas "contexto suficiente para se reconhecer a afetuosidade entre a candidata indicada e as professoras".

A versão foi acatada pelo Conselho Universitário, em 18 de março, com 59 votos a favor e 1 contrário, além de quatro abstenções.

Ocorre que, em meio aos trâmites na USP, o Ministério Público de São Paulo também analisava o caso. Em seu parecer, ele contrariou a universidade e afirmou não ter sido "evidenciada a atuação dolosa de qualquer agente público", citando as docentes.

O documento foi entregue aos membros da banca, à direção da FFLCH (Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas), responsável pelo concurso, e à reitoria, mas já após a apreciação do caso no Conselho Universitário.

Para Bispo, a versão da Promotoria prova que a anulação do processo seletivo foi injusta. Por isso, ela e seus advogados buscam a reversão da decisão na Justiça.

QUEM É ÉRICA BISPO

Érica Cristina Bispo é graduada em letras pela UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) e doutora em literaturas portuguesa e africanas, com pós-doutorado em literatura guineense. Ela é professora de literatura e língua portuguesa do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro desde 2015.

Várias entidades, como a Associação de Escritores da Guiné-Bissau e o Congresso Internacional de Literaturas e Culturas Africanas, publicaram notas em seu apoio.

"Nem se precisa revisar de frente para trás o curriculum lattes de Érica Bispo para se confirmar a sabedoria majestosa em suas falas-conferências, palestras, comunicações orais, sempre pautada em uma seriedade exemplar diante de seu legado como profunda estudiosa das epistemologias africanas no Brasil", afirma o Congresso.

O advogado de Bispo, Raphael de Andrade Naves, diz que a decisão da Justiça de anular o novo edital para professor de literaturas africanas "É um sinal claro de que o judiciário está atento à complexidade do caso".

por Folhapress

Iniciativa conjunta promove cocriação de modelo de avaliação baseado em evidências para a gestão de resíduos sólidos urbanos em São Carlos.

SÃO CARLOS/SP - Nos dias 11 e 12 de dezembro, o Serviço Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos (SAAE) participou de uma agenda técnica com a Universidade de São Paulo (USP), voltada à cocriação de um modelo de avaliação baseado em evidências para projetos e políticas de sustentabilidade na gestão de resíduos sólidos urbanos.

Representaram o SAAE o presidente da autarquia, Derike Rafael Contri; o gerente de Manejo de Resíduos Sólidos, Dione Henrique de Souza Daniel; a chefe do Setor de Resíduos do Serviço de Saneamento Básico, Priscila Lopes de Oliveira; e o fiscal ambiental Caique Kapp Cardoso. 

A equipe de pesquisa foi composta pela professora associada do Departamento de Engenharia de Produção (SEP/EESC) da Universidade de São Paulo (USP), Janaina Mascarenhas, e por pesquisadores da University of Portsmouth (Reino Unido) e da The British Academy (Reino Unido): Flavio Hourneaux, Ticiana Vincenzi, Emre Cinar, Diego Vazquez-Brust e Mahsa Ghaffari. O secretário municipal do Clima e Meio Ambiente, José Wamberto Zanquim Junior, também participou da agenda.

A iniciativa tem como foco a aplicação do Evidence-Informed Policymaking (EIPM), abordagem que integra dados, evidências técnicas, experiência prática e contexto local para qualificar a tomada de decisão no setor público. O objetivo é desenvolver, em parceria com municípios brasileiros, um guia de avaliação baseado em evidências, adaptado às capacidades institucionais e às realidades locais.

Durante os encontros, foram discutidos temas como a caracterização dos projetos, as capacidades institucionais, as estruturas e os processos de gestão, a cultura organizacional orientada por evidências e a articulação em redes de colaboração.

A parceria entre o SAAE e a USP estabelece uma base sólida para o aprimoramento da gestão de resíduos sólidos em São Carlos, reforçando o uso de dados e tecnologia como instrumentos estratégicos para a eficiência dos serviços públicos e o avanço das metas de sustentabilidade.

SÃO CARLOS/SP - A partir de agora, os estudantes das escolas públicas das cidades onde existem campi da USP terão cobertura para acidentes pessoais, através de um seguro financiado pelo Fundo de Cobertura de Acidentes Pessoais no âmbito da Universidade de São Paulo. Dessa forma, os jovens estudantes terão sua proteção assegurada quando utilizarem transportes disponibilizados pela instituição para participação em projetos oferecidos. A Portaria foi publicada no dia 28 de agosto último (GR Nº 8970), que altera a Portaria GR nº 5721/2012).

Com efeito, coube ao Grupo de Estudos de Ações Sociais – USP Campus São Carlos (GEAS-USP SC), que integra o Instituto de Estudos Avançados da USP de São Carlos (IEA- USP/Polo de São Carlos), levar esta sugestão ao atual Reitor, tendo expressado, nesse momento, a importância de facilitar e proteger o acesso dos jovens estudantes dos ensinos fundamental e médio aos espaços universitários, incentivando suas visitas e interações educacionais com a vida universitária, no contexto de um dos principais pilares da USP – a Extensão.

O sucesso dessa medida deveu-se essencialmente a duas pessoas: em primeiro lugar, à Profª Drª Marli Quadros Leite, atual Pró-Reitora de Cultura e Extensão, que, conforme seu depoimento no site do IEA/Polo de São Carlos “a medida foi extremamente importante no contexto atual da extensão, pois essas atividades ganharam importância e aumentaram potencialmente de volume em decorrência da implantação da curricularização da extensão”. 

Em segundo lugar, destaque-se a intervenção em todo este processo do coordenador do GEAS, Prof. Dr. José Marcos Alves (EESC-USP), já que para ele a extensão social da USP se fortalece enormemente com a portaria já em vigor, possibilitando, dessa forma uma maior presença de estudantes de escolas públicas nos campi da Universidade para participarem de ações de extensão educacionais. 

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC/USP) alcançou destaque nacional ao receber o prêmio de primeiro lugar na categoria de projetos desenvolvidos com microempresas na parceria Embrapii/Sebrae. A premiação foi anunciada durante o Encontro Anual de Unidades Embrapii, realizado nos dias 9 e 10 deste mês em Brasília, evento que reuniu mais de 250 representantes de centros de inovação de todo o país.

Com a presença da Ministra da Ciência, Tecnologia e Inovação, Luciana Santos, o encontro promoveu debates sobre tendências tecnológicas, estratégias para fortalecer a inovação nacional e metas de desenvolvimento para os próximos anos. A apresentação de resultados de destaque, como o projeto vencedor do IFSC/USP, reforçou o papel estratégico das universidades públicas na geração de soluções que chegam efetivamente à sociedade.

Tecnologia permite aplicações estéticas sem agulha — e com mais segurança

O projeto premiado apresenta uma solução inovadora para a aplicação de ácido hialurônico em procedimentos estéticos faciais. A técnica substitui o uso tradicional de agulhas por ondas de choque, capazes de carregar e introduzir as moléculas na pele de forma não invasiva. Essa abordagem representa uma mudança profunda na prática estética e abre caminho para novos produtos e protocolos clínicos, já em desenvolvimento para lançamento pela empresa parceira.

Desenvolvido em colaboração com a NAPID – Núcleo de Apoio à Pesquisa, Inovação e Desenvolvimento, o trabalho foi coordenado pelo professor Vanderlei Salvador Bagnato, com participação da pesquisadora Dra. Fernanda Carbinato e de alunos e pesquisadores vinculados à Unidade Embrapii do IFSC/USP.

Benefícios diretos da tecnologia premiada

Além da inovação técnica, o projeto se destaca pelos benefícios práticos e sociais que oferece:

*Procedimento mais seguro - Ao eliminar agulhas, a técnica reduz significativamente riscos de intercorrências como hematomas, infecções, perfurações indevidas de vasos e reações adversas — problemas comuns em aplicações estéticas convencionais;

*Experiência mais confortável para o paciente - O método não invasivo diminui o desconforto típico das aplicações injetáveis, tornando o procedimento mais atraente para pessoas com sensibilidade ou aversão a agulhas;

*Maior acessibilidade ao tratamento - A redução de riscos e a simplificação do processo podem tornar o procedimento mais acessível a um público maior, inclusive em clínicas de menor porte que hoje evitam aplicações injetáveis devido à complexidade e aos altos níveis de especialização exigidos;

*Expansão das aplicações do ácido hialurônico - Ao viabilizar uma forma mais segura de entrega do produto, a tecnologia abre portas para usos além da estética facial — como hidratação profunda da pele, tratamentos dermatológicos específicos e possíveis aplicações em áreas biomédicas emergentes;

*Potencial para padronização e redução de custos - Como o método reduz variáveis operacionais dependentes da técnica manual do profissional, há potencial para maior padronização dos resultados, o que pode reduzir custos e ampliar o acesso ao tratamento.

Pioneirismo reconhecido nacionalmente

O reconhecimento do projeto reforça a competência do IFSC/USP e destaca o pioneirismo do Instituto na transformação da ciência básica em tecnologias aplicadas, especialmente no setor produtivo ligado à saúde e ao bem-estar. A presença no evento do professor Vanderlei Bagnato e da administradora do programa Embrapii-IFSC-USP, Gelia Martinez, simboliza o engajamento institucional no avanço da inovação brasileira.

A conquista evidencia o papel do IFSC/USP como um polo de excelência em pesquisa e desenvolvimento, e reforça a importância da parceria Embrapii/Sebrae na criação de soluções tecnológicas que se traduzem em melhorias reais para a sociedade.

SÃO CARLOS/SP - O novo edifício do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (Cepof) foi oficialmente apresentado em São Carlos em uma cerimônia que reuniu autoridades, pesquisadores e representantes da Universidade de São Paulo, na segunda-feira (08/12). O vice-prefeito Roselei Françoso, que participou do evento representando o prefeito Netto Donato, destacou que a entrega da nova estrutura reforça a parceria entre a Prefeitura e a USP e consolida São Carlos como referência nacional em ciência, tecnologia e inovação.

A solenidade marcou a conclusão de um projeto que atravessou décadas e que agora se materializa em um prédio moderno, com quatro andares e 7,2 mil metros quadrados. O espaço abriga 54 laboratórios dedicados a pesquisas em óptica, fotônica, física atômica, biofotônica e nanoplasmônica, além de salas para docentes, estudantes e equipes técnicas. A Unidade Embrapii do IFSC também passa a funcionar no local, ampliando o potencial de desenvolvimento tecnológico em áreas aplicadas. No piso superior, um ambiente de integração reúne salas de seminários, espaços de convivência e o núcleo de difusão científica do Cepof.

Durante o evento, o professor Vanderlei Salvador Bagnato, coordenador do Cepof, relembrou a longa trajetória que permitiu a construção do edifício, marcada por desafios administrativos e pela necessidade de adequações ao uso de recursos públicos. Ele ressaltou o apoio contínuo da Universidade e reconheceu o papel das gestões que contribuíram para que o projeto chegasse à etapa atual.

O reitor da USP, Carlos Gilberto Carlotti Junior, afirmou que o novo prédio representa mais do que infraestrutura: simboliza a consolidação de uma área estratégica que a Universidade pretende transformar em referência nacional em tecnologias quânticas. Ele anunciou novos investimentos que serão lançados nos próximos dias, incluindo um supercomputador para inteligência artificial, uma fábrica de microprocessadores e uma ressonância dedicada a estudos em neurociência.

Representando o município, Roselei Françoso reforçou a importância da integração entre ciência, inovação e desenvolvimento regional. Segundo ele, “a inauguração é importante para São Carlos e para a inovação”, destacando que a cidade ganha força ao abrigar iniciativas que conectam pesquisa, startups e atividades colaborativas. Ele celebrou a inauguração do espaço, que nasce como um polo de inovação no interior, aproximando a comunidade acadêmica de empreendedores e do setor produtivo.

A cerimônia também contou com mensagens de lideranças científicas nacionais, que ressaltaram a relevância histórica do Cepof e a importância de infraestrutura de excelência para manter o Brasil competitivo no cenário internacional da fotônica.

SÃO CARLOS/SP - Um grupo de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e do Instituto Nacional de Telecomunicações (INATEL/MG) apresentou um avanço que pode transformar a forma como se detectam moléculas essenciais para a saúde humana, como proteínas associadas a doenças neurológicas. Eles propuseram uma superfície óptica ultrassensível (metassuperfície) capaz de identificar até uma única molécula — que será um marco para técnicas de diagnóstico e monitoramento de doenças.

O estudo teórico, publicado na revista “ACS Applied Materials & Interfaces”, propõe uma estrutura composta por minúsculos discos feitos de camadas alternadas de metal e um material ferromagnético, sensível a campos magnéticos. Quando iluminados, esses discos produzem sinais extremamente precisos que mudam conforme o ambiente ao redor — inclusive quando moléculas se aproximam.

A importância de detectar moléculas quirais

Grande parte das moléculas fundamentais para a vida — como aminoácidos, proteínas e alguns tipos de medicamentos — possui uma característica chamada quiralidade. É como a diferença entre a mão direita e a esquerda: parecidas, porém impossíveis de sobrepor. Esse detalhe, apesar de sutil, pode determinar se um remédio é eficaz ou se uma proteína se comporta de maneira saudável ou prejudicial.

O problema é que identificar a quiralidade de moléculas em baixíssimas concentrações é extremamente difícil, já que as técnicas atuais exigem grandes quantidades de material, ou métodos complexos, caros e lentos. Quando os sensores propostos no artigo forem produzidos, o que pode ser feito com técnicas de nanofabricação existentes, o cenário se alterará.

Como funciona a tecnologia

A estrutura criada funciona como uma espécie de “tapete” nanoscópico formado por nanodiscos que interagem com a luz de forma altamente controlada. Ao aplicar um pequeno campo magnético, esses discos modificam a maneira como refletem diferentes tipos de luzes circularmente polarizadas. Se uma molécula quiral está presente, mesmo que seja apenas uma, a resposta dessas luzes muda. E muda o suficiente para que os pesquisadores possam medi-la com precisão inédita.

Segundo o estudo, esse sistema pode produzir sinais 20 vezes mais intensos que as técnicas tradicionais — uma diferença que permite detectar moléculas em concentrações que antes eram consideradas impossíveis.

A inovação abre caminho para vários avanços:

1)   Diagnósticos mais precoces, com a detecção de proteínas associadas a doenças como Parkinson ou Alzheimer muito antes dos sintomas surgirem;

2)   Análise de medicamentos, com a rápida verificação se um remédio está na forma correta (quiralidade certa), o que afeta sua eficácia e segurança;

3)   Monitoramento de biomoléculas, através do acompanhamento de processos biológicos em tempo real e sem a necessidade de marcadores fluorescentes.

Uma das demonstrações feitas pelos autores simula a detecção de moléculas semelhantes às fibrilas de α-sinucleína — proteínas cuja alteração de forma está ligada ao desenvolvimento de Parkinson.

Os pesquisadores também obtiveram a resposta esperada com diferentes quantidades de moléculas — desde quatro por unidade da superfície, até apenas uma. Mesmo no limite mínimo, o sinal ainda era suficientemente forte para ser detectado.

Em outras palavras, a tecnologia com a metassuperfície proposta alcançará o nível considerado como o “último degrau” para sensores ópticos - a detecção de uma única molécula.

Por que isso será revolucionário

Este novo tipo de sensor une vantagens raras de se ver juntas, quais sejam uma altíssima sensibilidade em tempo real para detectar moléculas sem marcadores, e com um equipamento compacto. A combinação desses fatores permitirá fabricar dispositivos mais baratos, portáteis e eficazes, o que pode democratizar tecnologias que hoje pertencem apenas a grandes laboratórios.

Da saúde para as telecomunicações

A pesquisa em colaboração USP-Inatel em metassuperfícies vem sendo ampliada para diferentes áreas, uma vez que os princípios e materiais usados podem ser estendidos para qualquer aplicação em que se busque controlar ondas eletromagnéticas. Além da saúde, metassuperfícies são importantes para telecomunicações, já que elas oferecem uma forma nova de controlar ondas eletromagnéticas — incluindo a forma como os sinais de rádio, Wi-Fi, 5G e futuros sistemas 6G se propagam, se refletem e se focalizam no ambiente.

Essa importância está relacionada com diversas particularidades, como um controle preciso do sinal, em que as metassuperfícies permitem “moldar” o caminho que um sinal percorre. Isso significa que uma antena pode, por exemplo, direcionar um feixe exatamente para um receptor específico, reduzir interferências e aumentar o alcance. Por outro lado, elas permitem aumentar a capacidade das redes (essencial para 5G e 6G), pois com o enorme crescimento da utilização de dados as redes precisam transmitir mais informações entre milhares de dispositivos conectados.

Por último, as metassuperfícies promovem um menor consumo de energia. Como elas direcionam o sinal de forma mais precisa, as antenas precisam usar menos potência, o que reduz custos operacionais, diminui o aquecimento dos equipamentos e torna as redes mais sustentáveis.

Assinam este artigo os pesquisadores William Orivaldo Faria Carvalho, Jorge Ricardo Mejía-Salazar e Ana Luísa Lyra Pavanelli, todos do INATEL, e o Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do IFSC/USP.

Confira no link o artigo científico publicado na revista internacional “ACS Applied Materials & Interfaces” - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2025/12/toward-optical-detection-of-single-chiral-molecules-using-magneto-optical-hyperbolic-metasurfaces-chu.pdf

SÃO CARLOS/SP - A Unidade Regional de Ensino de São Carlos (URE-São Carlos) promoverá a "XI Feira de Ciências e Tecnologia da Diretoria de Ensino - Região de São Carlos" a ser realizada nos dias 5/12 e 6/12, das 9h às 17h, no Salão de Eventos da Área 1 do Campus USP São Carlos.

Com a participação de cerca de quatrocentos estudantes e mais de cem professores, o evento irá apresentar aos visitantes os experimentos e pesquisas realizadas ao longo do ano pelos “Clubes de Ciências” das escolas estaduais da região de São Carlos, cujo tema é "Água: dos rios aos oceanos - mudanças climáticas".

Apoio do Campus USP - São Carlos

O CDCC, uma das instituições parceiras do evento, levará a exposição "São Carlos por suas bacias" que mostra, com maquetes, fotos e mapas, como os rios e córregos que atravessam São Carlos, e as áreas que os alimentam, influenciam nossa vida diária.

Já a atração “Células em Ação: descubra este universo microscópico” será apresentada pelo Espaço Interativo de Ciências (EIC/CIBFar/FAPESP/IFSC), mostrará ao visitante modelos físicos de células animal, vegetal e procariota no formato de quebra-cabeça, permitindo montar e desmontar estruturas ou então visualizá-las por meio de Realidade Aumentada.

Outras atrações relacionadas às pesquisas realizadas por grupos do campus USP São Carlos também estarão presentes, como, por exemplo, o grupo CEPOF (IFSC) que apresentará novas tecnologias e demonstrações científicas do tema “Aplicações da fotônica na saúde”.

O evento é aberto ao público e proporciona uma oportunidade única para a comunidade de São Carlos conhecer projetos inovadores desenvolvidos por estudantes de ensino fundamental e médio de escolas públicas, além de fomentar o interesse pela CIÊNCIA entre os jovens.

SÃO CARLOS/SP - Um grupo de cientistas liderado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Igor Polikarpov, identificou uma enzima capaz de desmontar, com alta eficiência, estruturas que tornam a bactéria Staphylococcus aureus mais resistente a tratamentos. O estudo, publicado no “World Journal of Microbiology and Biotechnology”, abre caminho para novas estratégias contra infecções persistentes — especialmente aquelas associadas a cateteres, curativos e outros dispositivos médicos.

A Staphylococcus aureus é uma das bactérias mais comuns em infecções de pele, feridas e pulmões. Sua grande arma é a capacidade de formar biofilmes — uma espécie de “camada” pegajosa que protege as células bacterianas e dificulta a ação de antibióticos. Uma vez instalada, essa barreira pode multiplicar a resistência da bactéria a medicamentos.

No novo trabalho, os pesquisadores analisaram uma enzima chamada KaPgaB, originalmente presente em outra bactéria (Klebsiella aerogenes). Em laboratório, a equipe produziu a enzima e testou sua ação sobre biofilmes de várias cepas de S. aureus, incluindo versões resistentes a antibióticos usados na prática clínica.

Os resultados foram animadores: em alguns casos, a enzima removeu mais de 80% da estrutura do biofilme após apenas quatro horas de ação. Em um dos testes, quando os cientistas aplicaram primeiro outra enzima (como DNase I ou papaina) e em seguida a KaPgaB, a remoção chegou a 97%, quase eliminando toda a camada aderida.

Além de desmontar biofilmes já formados, a KaPgaB mostrou capacidade de impedir que eles se formem. Em uma das cepas avaliadas, a enzima reduziu em até 96% a formação da estrutura protetora.

Outro ponto importante foi a associação com antibióticos. Sozinhos, os medicamentos pouco afetaram as bactérias protegidas pelo biofilme. Mas quando aplicados após a ação da enzima, sua eficácia aumentou de maneira significativa. Em algumas combinações, a quantidade de células vivas caiu pela metade.

Segundo os autores, o desempenho da KaPgaB indica que a enzima pode, no futuro, integrar estratégias terapêuticas para infecções persistentes — seja aplicada em curativos, em dispositivos médicos ou em conjunto com antibióticos. Antes disso, no entanto, ainda são necessários estudos que avaliem a segurança e o comportamento da enzima em ambientes biológicos mais complexos.

Mesmo assim, o avanço reforça uma linha promissora de pesquisa: o uso de enzimas capazes de desarmar as defesas estruturais de bactérias, tornando-as novamente vulneráveis a tratamentos tradicionais. Uma alternativa valiosa em um cenário de resistência crescente e infecções cada vez mais difíceis de tratar.

Quem são os pesquisadores por trás da descoberta

O estudo que identificou a ação potente da enzima KaPgaB contra biofilmes de Staphylococcus aureus reúne um grupo de 12 pesquisadores de diferentes instituições brasileiras, formando uma colaboração científica que envolve três estados.

Além do Prof. Igor Polikarpov, são autores deste estudo os pesquisadores Jéssica Pinheiro Silva, Andrei Nicoli Gebieluca Dabul, Darlan Nakayama, Alejandra Estela Miranda e Pedro Ricardo Vieira Hamann. O grupo é responsável pela parte central do trabalho, incluindo o desenho experimental, a produção da enzima e a redação do artigo.

Da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Botucatu, participam Vera Lúcia Mores Rall e Mario de Oliveira Neto, que contribuíram com análises complementares e novos métodos aplicados ao estudo.

O trabalho também envolve o Laboratório de Microbiologia Ambiental da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), no Paraná, onde atuam Caroline Rosa Silva, Luís Antônio Esmerino e Marcos Pileggi — responsáveis por modelos microbiológicos e parte das análises laboratoriais.

A equipe se completa com a participação do infectologista Felipe Francisco Tuon, do Departamento de Medicina da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR), que contribuiu com interpretações clínicas e com a discussão do potencial terapêutico da enzima.

O resultado é um esforço multidisciplinar que conecta física, biologia molecular, microbiologia, medicina e saúde pública. Essa diversidade de formações e instituições permitiu que o estudo avançasse em diferentes frentes, desde a engenharia genética da enzima até sua avaliação como ferramenta para combater infecções persistentes.

SÃO CARLOS/SP - Um grupo de cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), da Embrapa Instrumentação e do Instituto Federal de São Paulo, de Araraquara, desenvolveu uma nova língua eletrônica capaz de identificar metais pesados na água de forma rápida, precisa e de baixo custo. A língua eletrônica foi produzida com polissulfetos, que são polímeros ricos em enxofre, obtidos por um processo sustentável chamado vulcanização inversa.

O estudo, publicado no “Journal of Applied Polymer Science”, demonstra que a língua consegue distinguir metais tóxicos como mercúrio (Hg²⁺), prata (Ag⁺) e ferro (Fe³⁺), mesmo em concentrações extremamente baixas — no caso do mercúrio, até 1 nanomol (uma bilionésima parte de um mol). A precisão do sistema ultrapassa 99% quando técnicas de aprendizado de máquina são usadas para analisar os sinais elétricos gerados pela interação dos metais com o material.

Segundo os pesquisadores, o diferencial da tecnologia está no uso do enxofre, um resíduo abundante na indústria petroquímica, transformado em material sólido e estável por meio da vulcanização inversa. Esse processo não utiliza solventes, não gera subprodutos tóxicos e segue os princípios da química verde.

"A afinidade dos polissulfetos por metais pesados, especialmente o mercúrio, é o que os torna tão eficazes", explicou o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior. "Os domínios de enxofre atuam como múltiplos pontos de ancoragem, ligando-se seletivamente aos íons tóxicos. Além disso, ao usar uma matriz de sensores e aprendizado de máquina, podemos analisar misturas complexas em amostras do mundo real, como água da torneira, com alta confiabilidade", salienta o pesquisador.

A língua eletrônica funciona de modo semelhante ao paladar humano, combinando diferentes sensores, que interagem de maneira distinta com as amostras líquidas, para criar um “padrão de sabor” característico de cada substância. No experimento, três tipos de polissulfetos foram testados e as medições foram feitas por espectroscopia de impedância, técnica que avalia como o material responde a correntes elétricas em diferentes frequências.

O sistema mostrou alto desempenho mesmo em amostras reais de água da torneira e manteve sua eficiência na presença de outros íons, como chumbo, cobre e zinco — contaminantes comuns em águas poluídas.

Perigos dos metais pesados

Os metais pesados estão entre os poluentes mais perigosos do planeta por não serem biodegradáveis e se acumularem no corpo e no ambiente. Mesmo em pequenas quantidades, podem causar sérios danos à saúde:

*Mercúrio (Hg²⁺): extremamente tóxico, afeta o sistema nervoso central, os rins e o fígado. A exposição prolongada pode provocar problemas neurológicos graves, como tremores, perda de memória e, em casos severos, a doença de Minamata, associada à contaminação por mercúrio em peixes.

*Prata (Ag⁺): embora tenha uso industrial e medicinal, pode se acumular nos tecidos e causar argiria, condição que mancha permanentemente a pele. Em doses altas, é tóxica para células e órgãos vitais.

*Ferro (Fe³⁺): essencial para o organismo, mas em excesso provoca sobrecarga de ferro, levando a hemochromatose, danos hepáticos, alterações cardíacas e até doenças neurodegenerativas como Parkinson e Alzheimer.

Outros metais, como chumbo, cádmio, cobre e cromo, também são altamente tóxicos, podendo causar câncer, anemia, problemas renais e malformações congênitas.

Esses contaminantes podem atingir a água por meio de atividades industriais, mineração, descarte inadequado de resíduos e uso de agrotóxicos.

Tecnologia sustentável a favor do meio ambiente

Além de sua alta precisão, a nova língua eletrônica se destaca por ser simples de fabricar e de baixo custo, o que a torna promissora para uso em monitoramento ambiental e controle da qualidade da água em regiões afetadas por poluição. "O cerne da nossa inovação é o uso de polissulfetos, que são sintetizados num processo simples e sustentável chamado 'vulcanização inversa'", pontua a pesquisadora Dra. Stella do Valle, autora principal do artigo. "Este método transforma o excesso de enxofre do refino de petróleo em materiais funcionais e de alto valor. Estamos dando um novo propósito 'verde' a um resíduo industrial", concluiu.

 O avanço reforça o papel da ciência brasileira na busca por soluções sustentáveis e acessíveis para problemas ambientais complexos, oferecendo uma alternativa eficiente no combate à contaminação por metais pesados.

Além dos pesquisadores Osvaldo Novais de Oliveira Junior e Stella F. Valle, assinam este estudo: Andrey Coatrini Soares (IFSC/USP), Mario Popolin Neto (IFSP/Araraquara), Cauê Ribeiro e Luiz Henrique Capparelli Mattoso (Embrapa Instrumentação).

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Confira no link a seguir o artigo científico original publicado no “Journal of Applied Polymer Science” - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2025/11/J-of-Applied-Polymer-Sci-2025-Valle-Polysulfides-From-Inverse-Vulcanization-Used-in-Electronic-Tongues-for-Heavy-chu.pdf