nanomateriais e o lec

Carlos Henrique, Jun 15, 2023

Fala galera da EQ (sobrinhos kkkk), espero que todos estejam bem! Fui convidado pelo pessoal do sempreEQ para narrar um pouco da minha experiência sendo um aluno de iniciação científica. Irei me apresentar e descrever primordialmente como cheguei até o laboratório e, em seguida, contarei detalhes de como é conduzido todo o planejamento e experimento por trás da maravilhosa linha de pesquisa em que atuo. Pra quem ainda não teve nenhum contato comigo pelo campus, me chamo Carlos Henrique, estou atualmente no 6° período da EQ, explorando essa transição para o ciclo profissional e me encantando cada dia mais com o curso. 

Contando um pouco de como cheguei até aqui e quais eram/são minhas principais ambições, eu diria que desde bem novinho sempre fui extremamente curioso, a facilidade e interesse pela matemática sempre me fizeram ter esse laço com a engenharia, inicialmente pensava em civil, passaram alguns anos me deparei com a química, grande paixão que, juntamente com um match entre a matemática e um famigerado “cientista” apresentando uma coluna de destilação no globo rural, me levaram a conhecer o curso dos meus sonhos, e aqui estou. 

Desde o inicio sempre tive como principal foco ser um engenheiro de processos coordenando um laboratório de P&D da indústria farmacêutica, dado essa grande vontade me inscrevi no programa de mentoria do semprEQ e conheci meu grande mentor e amigo André Guedes, engenheiro de processos especialista em tintas. André foi um dos responsáveis por me auxiliar na compreensão mais afinco da viabilidade das minhas ambições, a partir desse momento que se deu o inicio do meu laço com o - na minha opinião - melhor laboratório da UFMG, o LEC (laboratório de ensaio de combustíveis). 

Buscamos um laboratório que possuía uma integração não somente com a academia, mas sim um relação academia - empresa, com a volta do presencial no primeiro semestre de 2022 eu me dediquei integralmente à causa de fazer parte de um laboratório, atuando como IC, mandei e-mails, busquei contato direito e inicialmente me comprometi a ser um aluno de iniciação voluntário em alguns casos, dado o meu grande interesse em fazer parte de algo. Acabou que eventualmente consegui uma oportunidade no LEC, tal oportunidade se apresentou junto com um tópico que eu me interessei prontamente “ Aplicação do grafeno para aumento da eficiência energética em motores do tipo OTTO”, tópico esse em que estamos explorando, desenvolvendo e nos aprimorando cada dia mais. 

Introduzindo a utilização de nanomateriais, para quem não conhece o grafeno, ele se trata de um material extremamente fino, resistente, leve e com propriedades de um excelente condutor, tornando o mesmo um artificio de alto interesse pela sua versatilidade em distintas aplicações. Porém, como nem tudo são flores, temos o grafeno sendo algo extremamente explorado, ao mesmo tempo em que é uma completa caixa preta, cercada de sigilos e desafios de manipulação, o objetivo principal no projeto é embasado na utilização do óxido de grafeno reduzido, o óxido pode vir a ter diversos grupos oxigenados em sua estrutura, fator esse que buscamos explorar na interação entre óxido-combustível para agregar melhoria energética nos motores. 

Como todo projeto, temos primordialmente a aquisição de insumos, elaboração do escopo e dedicação de diversas horas na leitura de artigos semelhantes, para que ao se dar início às práticas laboratoriais tudo se encaminhe assim como o esperado. Em nosso projeto não foi diferente, depois de muita pesquisa e dedicação de todos, inúmeras reuniões, leitura de diversos artigos, enfim traçamos nosso plano experimental. 

Após, tivemos o inicio da prática, só aí que vimos o quão complexo era de fato trabalhar com nanomaterias, nada saia como o descrito na pouca literatura que encontramos, foi um grande choque de realidade para todo o grupo, mas nada que o tempo não resolvesse, com o passar dos experimentos fomos compreendendo melhor alguns efeitos do grafeno, sua bizarra capilaridade, sua incrível capacidade de transformar uma solução em algo totalmente tudo mesmo usando concentrações mínimas e, sobretudo, como manipular e corrigir o material para o mais próximo do que estávamos esperando. 

Narrando um pouco dos procedimentos experimentais ao qual tenho vivência, vou começar contando que trabalhar com nanomaterias é complexo no sentido de que muito deles, inclusive o grafeno, possuem uma tensão superficial bem elevada, logo, para se dispersar em solução é necessário utilizar um ultrassom de ponteira para superar essa tensão e tornar a solução algo homogêneo. Após essa parte surge o outro desafio por trás do projeto, manter o grafeno disperso em solução, o material tem um comportamento extremamente hidrofóbico, possuindo uma tendência natural em formar agregados – Aí que começa nosso jogo de paciência – de um lado o material fazendo seu papel em tentar se depositar de maneira veemente, e do outro a gente se empenhando em manter ele em solução pelo maior tempo possível, por vezes perdemos, já outras, ganhamos. 

Procedimentos experimentais fotografados por horas para fazer comparações visuais, aplicação de técnicas e equipamentos para mensurar analiticamente a concentração em solução, extração de tensoativos, foram esses alguns dos procedimentos utilizados pelo time. Testamos também a aplicação de outros nanomaterias em combustíveis, visando combinar tanto projetos distintos para maior gama amostral, quanto tentar assimilar o comportamento de tal componente em solução e, a partir disso, traçar uma projeção do que poderíamos esperar do comportamento de uma solução contendo grafeno. Atualmente o projeto está no andamento de análises da estabilidade em solução, aplicação da espectroscopia Raman e MEV para compreender mais precisamente as estruturas dos matérias manipulados pela linha de pesquisa. 

Além disso, temos como escopo futuro para o projeto novos testes de estabilidade, poder calorifico, emissões, e por fim o comportamento da solução dentro do motor OTTO, sendo capaz de verificar quantitativamente e qualitativamente se de fato alcançamos uma melhora energética em todo o processo de combustão incidente no motor. Este foi um resumo a respeito da minha Iniciação cientifica, para quem se interessou pela área recomendaria acompanhar o site do ROTA2030, responsável por fomentar financeiramente inúmeros projetos energéticos pelo Brasil, inclusive o que eu faço parte. A área de combustíveis não era a minha principal escolha, mas depois que tive contado percebi que foi uma excelente escolha, me permitiu aprender e compreender diversos assuntos aos quais detinha o mínimo dos conhecimentos, abrindo novos horizontes a possíveis planos de carreira. 

Nosso projeto possui término ao final de 2024, até lá eu e meus companheiros de bancada, Iolanda (doutoranda do projeto) e Alexandre (aluno de IC da Química), iremos dar o máximo para entregar todos os resultados especulados desde as primeiras reuniões, e alcançar o êxito do projeto. 

Em minhas projeções futuras, não me imagino trabalhando no ramo acadêmico, não planejo fazer doutorado nem mestrado, mas posso citar com extrema facilidade o qual valioso tem sido, e com certeza será ainda mais, essa experiência em ser aluno de iniciação cientifica, é algo que recomendaria a todos, afinal, temos tempo para experimentar de tudo nesses longos 5 anos de graduação. 

Ademais, gostaria de agradecer o tempo e a atenção de todos que leram até aqui, deixo um grande abraço e me disponibilizo para aqueles que ainda tenham ainda dúvidas a respeito de algo que deixei passar durante o texto. 


Carlos Henrique, ingresso em 2020/2. Junho 15, 2023

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