Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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CIÊNCIA

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Uma nova abordagem na cristalização de proteínas

Pesquisa investiga método para a produção de cristais de proteínas, baseado em filmes finos organizado por um campo elétrico externo

A partir do momento em que uma proteína relacionada a alguma doença é identificada como alvo terapêutico, o estudo de sua estrutura tridimensional – as posições de cada um dos seus átomos e suas interações – permite entender a fundo sua ação no organismo e como um potencial fármaco deve ligar-se a ela. Dessa forma, é possível descobrir potenciais novos fármacos, ou entender o funcionamento de fármacos já conhecidos e aumentar sua efetividade.

A cristalografia de proteínas é uma ferramenta essencial na investigação da estrutura tridimensional dessas moléculas e, consequentemente, de sua função biológica. Tanto que cerca de 90% das estruturas de proteínas atualmente conhecidas foram determinadas utilizando a difração de raios X em cristais de proteína. No entanto, para se aplicar esta técnica é necessário obter um cristal de proteína de qualidade adequada, o que exige condições bastante específicas.

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Em Busca de Impressões Digitais da Poluição Atmosférica

Pesquisa determina marcadores para identificação de responsáveis por emissão de partículas ricas em ferro nas cidades

A contaminação da atmosfera por gases e partículas sólidas afeta não só a saúde humana nos centros urbanos, como também o ecossistema como um todo. O gerenciamento da qualidade do ar depende de diversas ações, que vão desde o estabelecimento e regulamentação dos padrões de qualidade e de lançamento de poluentes até o monitoramento da qualidade do ar de determinada região.

Os programas de monitoramento da qualidade do ar são capazes de indicar os níveis de poluentes na atmosfera e avaliar sua concordância com padrões estabelecidos pela legislação. No entanto, eles não são capazes de indicar a contribuição individual de cada fonte responsável pela emissão desses poluentes.

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Nanoestruturas Porosas Inspiradas em Sistemas Biológicos

Pesquisa busca reproduzir a morfologia de sistemas biológicos complexos em escala nanométrica para fins tecnológicos

Estruturas biológicas complexas possibilitam desde a sobrevivência de minúsculos organismos marinhos como o plâncton até as funções vitais em nosso organismo. A morfologia desses sistemas tem fascinado tanto arquitetos quanto cientistas, e sua reprodução em escala nanométrica poderia ser muito útil para fins tecnológicos. Este tipo de estrutura já é considerado candidato para aplicações em catalise química, filtros de ar para eliminação de vírus, e membranas para purificação de água e separação de proteínas.

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Nano-opto-eletrônica em Pedra-sabão

Pesquisa demonstra potencial da combinação do mineral com grafeno para dispositivos do futuro

O desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos na escala nanométrica depende da constante busca por materiais que possuam as características adequadas e que sejam também eficientes e baratos. Esse é o caso do grafeno, material formado por uma única camada de átomos de carbono obtida a partir de grafite. O grafeno é um condutor com excelentes propriedades ópticas e elétricas, e que podem ser facilmente alteradas pela aplicação de campos elétricos ou luz.

Além disso, diversas outras propriedades estruturais, eletrônicas e óticas interessantes podem ser obtidas ao se combinar o grafeno com outros materiais. Isto se deve ao fato de novas propriedades surgirem por alterações na estrutura eletrônica das interfaces de diferentes materiais quando estes são colocados em contato. Neste cenário a busca por novos materiais e métodos de fabricação para combina-los torna-se uma tendência natural.

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Nano-Ovos Fritos, nanopartículas com propriedades ópticas e magnéticas

Resultados têm potencial de aplicação na produção de imagens biomédicas e na detecção de moléculas individuais

Nanopartículas, por seu tamanho extremamente reduzido e propriedades adaptáveis a todo tipo de aplicação, tem atraido a atenção das mais diversas áreas. As caracterísitcas dessas minúsuculas partículas podem ser controladas através de sua composição, tamanho e formato. Além disso, pela combinação de diferentes materiais, é possível combinar diferentes propriedades em um mesmo tipo de nanopartícula ou fazer novas propriedades surgirem.

Ainda, dependendo da estrutura cristalina e da miscibilidade dos materiais precurssores na nanoescala, eles podem se segregar formando estruturas do tipo core-shell, em que a nanopartícula tem o núcleo de um material revestido por outro material, ou Janus, em que a superfície das nanopartículas é composta por dois ou mais materiais.

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Nanotecnologia na exploração do pré-sal

Pesquisa investiga o uso de nanopartículas para a recuperação avançada de petróleo

O Brasil é um país pioneiro na exploração de petróleo em águas profundas e uma grande quantidade desse combustível fóssil se encontra armazenado no espaço poroso de rochas carbonáticas, especialmente na camada do pré-sal. Essas rochas são muito heterogêneas e têm sistemas complexos de poros, o que traz grandes desafios na extração de óleo e gás.

Após a perfuração de um reservatório de petróleo ou gás, a pressão natural de seu interior faz com que o conteúdo flua naturalmente até a superfície, onde esse fluído é coletado e direcionado para um navio-tanque. No entanto, poucos anos após a abertura desse poço, a quantidade de óleo extraído diariamente tende a diminuir devido à queda na pressão interna do poço.

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Primeiro relato de uso de nanopartículas inorgânicas como pró-enzimas artificiais

Pesquisa abre a perspectiva para tratamento de diversas doenças de forma adaptável às necessidades de cada paciente

Do ponto de vista bioquímico, somos um conjunto complexo de reações químicas interligadas. As moléculas que compõem nosso organismo estão em constante transformação, e é isso que torna possível que obtenhamos energia dos alimentos, que regeneremos danos aos nossos tecidos e sintetizemos os compostos necessários para a vida.

Essas modificações ocorrem, geralmente, com auxílio de outras moléculas chamadas enzimas, que promovem e aceleram reações químicas sem serem consumidas durante o processo.

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Imagens inéditas em 3D de neurônios em cérebros saudáveis e com epilepsia

Resultados abrem novas perspectivas para estudos de doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento

A compreensão completa do funcionamento do cérebro, de seu desenvolvimento e eventual degeneração, depende da avaliação do número de neurônios, sua organização espacial e a forma como se conectam uns com os outros. No entanto, esse estudo da arquitetura cerebral no nível de células individuais ainda é um grande desafio na neurociência.

Assim, Matheus de Castro Fonseca, do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), e colaboradores utilizaram as instalações do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para obter pela primeira vez imagens tridimensionais em alta resolução de parte do circuito neuronal, observado diretamente no cérebro e com resolução celular.

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Novos catalisadores para a redução da poluição veicular

Pesquisa busca alternativa mais barata para a redução de poluentes  

Apesar do avanço recente na produção de veículos elétricos, e da perspectiva futura de veículos movidos a hidrogênio, a substituição da frota de veículos a combustão de combustíveis fósseis ainda deve demorar muitos anos. Enquanto isso, o número de veículos continua a crescer, e não só as políticas públicas devem ser adequadas a essa realidade, como também novas tecnologias que permitam diminuir a liberação de poluentes na atmosfera precisam ser desenvolvidas.

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Otimização de óptica para espectroscopia vibracional de infravermelho síncrotron na nanoescala

Artigo relata layout óptico para correção de aberrações típicas observadas em linhas de luz de infravermelho

A nanoespectroscopia de infravermelho representa um grande avanço na análise química, pois permite a identificação de nanomateriais através de suas assinaturas vibracionais naturais (sem marcações). Classicamente alimentado por fontes de laser, o experimento chamado de Microscopia Ótica de Varredura de Campo Próximo do tipo espalhamento (s-SNOM) tornou-se uma ferramenta padrão para investigações de propriedades químicas e ópticas de materiais além do limite de difração da luz.

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