Nanocristais magnéticos coloidais: obtenção de nanoesferas, nanofios e nanobastões auto-organizados e funcionalizados com macromoléculas para aplicação em gravação magnética avançada, biotecnologia e biomedicina

Resumo

O destaque alcançado pela 'nanociência' e sua utilização racional na preparação de novos materiais tecnológicos nos últimos anos é devido, em grande parte, ao progresso da química e da física na obtenção de materiais em escala nanométrica, assim como, de esforços multidisciplinar envolvendo outras áreas do conhecimento como a bioquímica, biologia molecular e medicina. Nesse contexto, nanopartículas magnéticas vêm merecendo muita atenção por se inserirem em áreas estratégicas de alta tecnologia como na biomedicina e em armazenagem de informações. Aliar os avanços da nanotecnologia a área da saúde pode resultar em melhoria significativa, destacando-se a obtenção de nanobiossensores magnéticos, os quais podem ser aplicados em análise, segurança e controle de alimentos, detecção de analitos específicos, controle ambiental e aplicações biomédicas, nessa última, ressaltando aplicações em rastreamento e mapeamento de áreas do corpo humano através de imagem por ressonância magnética, liberação controlada de drogas em áreas específicas do corpo humano, tratamento de câncer através de hipertermia, radioterapia, separação de células e reparo de tecidos. Adicionalmente, é crescente o interesse por nanopartículas magnéticas que apresentam elevada anisotropia magnetocristalina para aplicações em sistema de armazenagem de informações de ultra-alta densidade, esperando-se atingir valores de algumas dezenas de terabits por polegada quadrada. Diante da relevância e atualidade do tema destacadas no projeto de pesquisa um dos objetivos centrais do mesmo, reside na implementação e consolidação de uma linha de pesquisa em colóides magnéticos junto ao departamento de Físico-Química do Instituto de Química de São Carlos-USP fruto da recente contração do proponente, o qual recebeu uma área de 40 m2 para a montagem do laboratório. Desta forma, neste projeto de pesquisa pretende-se desenvolver novas metodologias para a obtenção de nanopartículas magnéticas metálicas e na forma de óxidos em sistemas monodispersos com adequação de tamanho, forma (nanoesferas, nanofios e nanobastões), propriedades magnéticas e funcionalização de superfície para aplicação gravação magnética, biotecnologia e biomedicina. Para gravação, espera-se obter nanoestruturas auto-organizadas em duas e três dimensões com materiais de elevada anisotropia magnetocristalina utilizando nanofios e nanobastões metálicos, com os quais se espera promover a redução de acoplamentos magnéticos prejudiciais a aplicação em gravação magnética perpendicular em sistemas de ultra-alta densidade de gravação. Para aplicação em biomedicina, as nanopartículas com tamanho e propriedades magnéticas adequadas serão funcionalizadas com macromoléculas naturais e sintéticas visando promover a biocompatibilidade em diferentes sistemas. Adicionalmente, os modificadores de superfícies podem ser total ou parcialmente mudados utilizando procedimentos sintéticos a fim de introduzir um grupo específico e promover diferentes interações moleculares e aplicações tais como entregadores de drogas, sensores biosseletivos para análise de imagem por ressonância, hipertermia, entre outras. Ressalta-se que o tema do projeto está inserido em áreas estratégicas e de fronteira em tecnologia no mundo. Assim, são fortemente esperados resultados inovadores e expressivos, os quais seriam utilizados na geração de patentes nacionais ou internacionais, além da formação de recursos humanos qualificados para atuarem em temas centrais da nanotecnologia, contribuindo para o desenvolvimento da geração de tecnologia nacional. (AU)