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Ciência

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Com instalações abertas, o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) recebe anualmente cerca de 1200 pesquisadores brasileiros e estrangeiros, comprometidos com mais de 400 estudos que resultam em aproximadamente 200 artigos publicados em periódicos científicos. Confira abaixo algumas das inúmeras pesquisas que se beneficiaram das instalações do LNLS.


Clique Aqui para acessar as publicações produzidas com dados obtidos nas instalações do LNLS e publicados em periódicos indexados pela Web of Science.

 

 

Controle da luz na escala nanométrica

Pesquisa avalia combinação de grafeno e nitreto de boro hexagonal para dispositivos opto-eletrônicos do futuro

A fotônica é a ciência que investiga fenômenos relacionados à luz, como sua geração, transmissão e detecção. Suas aplicações podem ser encontradas nas mais variadas tecnologias que impactam diretamente nosso cotidiano: lasers utilizados em cirurgias, fibras ópticas para a transmissão de dados, e telas de TVs de alta definição e smartphones. Esses avanços são somente possíveis pelo conhecimento profundo da interação da luz com componentes eletrônicos supercompactos.

A mais recente fronteira da fotônica é a produção de dispositivos na escala nanométrica capazes de transmitir informação por meio de sinais de luz, chamados nanofotônicos ou optoeletrônicos. Quando comparados aos já estabelecidos componentes eletrônicos, os novos nanodispositivos serão capazes de transportar um volume maior de informações e de forma mais rápida.

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Novos materiais para a redução de poluentes veiculares

Pesquisa desenvolve material nanoestruturado com alta capacidade de armazenamento e liberação de oxigênio para o aprimoramento de conversores catalíticos

A combustão completa tanto de combustíveis fósseis quanto biocombustíveis gera dióxido de carbono ($\rm CO_2$) e água ($\rm H_2O$) como produtos finais. No entanto, nos motores de automóveis pode ocorrer a combustão incompleta dessas substâncias, gerando importantes poluentes, como monóxido de carbono ($\rm CO$), hidrocarbonetos, e óxidos de nitrogênio (como $\rm NO$ e $\rm NO_2$).

Para reduzir a emissão dessas substâncias tóxicas, é utilizado no escapamento de veículos um equipamento chamado de conversor catalítico. Materiais chamados de catalisadores promovem e aceleram reações químicas sem serem consumidos durante o processo. Eles retêm em sua superfície as moléculas reagentes, enfraquecendo as ligações entre os átomos e fazendo com que os poluentes sejam convertidos em gases menos nocivos.

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Pesquisa identifica “reservatórios” de água em bagaço de cana-de-açúcar

Resultados contribuem para aperfeiçoar tecnologia de processamento e valorização desse insumo

A Cana-de-açúcar é cultivada em diversos países ao redor do mundo para a produção, principalmente, de açúcar e álcool, obtidos do caldo extraído durante o processo de moagem. O bagaço fresco remanescente é um material rico em celulose e lignina, mas também em água. Mesmo com a extrema eficiência de operações do setor sucroalcoleiro, após todas as etapas de extração do caldo na moenda, o bagaço fresco ainda é composto por quase 50% de água. A presença dessa água remanescente no bagaço tem diversas consequências importantes.

A extração do açúcar da cana tem eficiência entre 94 e 98%. O percentual restante permanece preso no bagaço de alguma forma associado à água. Assim, qualquer ganho percentual nesse processo traz um impacto milionário para a indústria.

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Desvendando a resistência de plantas à seca

Pesquisa investiga a nanoestrutura química dos vasos condutores de água do xilema

Células vegetais são envoltas em uma estrutura chamada de parede celular, composta principalmente por celulose e lignina. Entre outras funções, essa parede dá estabilidade estrutural às células e controla a entrada de água, sais minerais e outras substâncias. Ao morrerem, as células deixam para trás sua parede celular, formando diferentes estruturas que suportam a planta dando rigidez aos caules e que facilitam o transporte de substâncias das raízes até as folhas e vice-versa. Uma dessas estrutura é o xilema: uma rede contínua de conduítes com cerca de 100 micrômetros de diâmetro que transporta a água absorvida pelas raízes até as folhas.

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Novas possibilidades contra a epidemia do HIV

Pesquisa identifica novos anticorpos com potente atividade bloqueadora da ligação entre vírus e célula

O Vírus da Imunodeficiência Humana tipo-1 (HIV-1) atualmente infecta 37 milhões de pessoas em todo o mundo, com mais 2 milhões de novas infecções a cada ano. Após a infecção, este vírus tem um longo período de latência, durante o qual se multiplica, mas sem apresentar sintomas. O HIV ataca as células do sistema imune, principalmente as células chamadas linfócitos T CD4+, que são responsáveis por desencadear toda a cadeia de resposta do organismo às infecções. Assim, ao suprimir a ação do sistema imune, o vírus destrói a capacidade do organismo de se defender de outras doenças, levando à chamada Síndrome da Imunodeficiência Adquirida, ou AIDS.

Mesmo com o desenvolvimento de terapias antirretrovirais que melhoraram a qualidade de vida e aumentaram a expectativa de vida de pacientes portadores de HIV/AIDS, é amplamente aceito que a única maneira de efetivamente conter essa devastadora epidemia é através do desenvolvimento de uma vacina contra o HIV-1.

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Novo reator para imagens 3D in situ de catalisadores

Pesquisadores obtiveram imagens 3D de catalisadores durante reação por difração de Bragg de raios X coerentes

Catalisadores são substâncias que promovem e aceleram reações químicas sem serem consumidos durante o processo. Por exemplo, catalisadores são também utilizados, para reduzir a emissão de gases tóxicos, como o monóxido de carbono ($\rm CO$) produzido por veículos automotores.

Os conversores catalíticos presentes no escapamento dos veículos permitem que ocorra a reação de oxidação do $\rm CO$, isto é, na presença do catalisador, ocorre a reação do $\rm CO$ com o gás oxigênio ($\rm O_2$), levando a formação de gás carbônico ($\rm CO_2$).

Assim, para se obter processos mais baratos e eficientes para controlar a poluição veicular, é necessário um melhor entendimento dos materiais catalíticos. Consequentemente, para a realização dessas sofisticadas pesquisas, é necessário o constante desenvolvimento de novas ferramentas de investigação científica.

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Encapsulamento de fármacos para novos tratamentos contra o câncer

Pesquisa desenvolve hidrogel a partir de seda com potencial aplicação na terapia fotodinâmica

O câncer é um conjunto de doenças caracterizadas pela multiplicação descontrolada de células. Um dos principais métodos para o tratamento dessa doença é a quimioterapia, que utiliza fármacos para bloquear o crescimento dessas células ou destruí-las. Dessa forma, a maioria das drogas utilizadas agem interferindo na mitose, o mecanismo celular pelo qual novas células são produzidas. Por isso, tanto células cancerosas quanto sadias são afetadas, levando a diversos efeitos colaterais.

Mundialmente, esforço considerável tem sido direcionado ao desenvolvimento de novos métodos, que ajam diretamente sobre o alvo do tratamento. Este é o caso da chamada terapia fotodinâmica (PDT), um procedimento terapêutico minimamente invasivo, que age seletivamente em células malignas.

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Pesquisa investiga estrutura de enzima de bactéria causadora da tuberculose

Resultados sobre a interação com antibióticos podem levar ao desenvolvimento de novas formas de tratamento para esta doença

A tuberculose é uma infecção crônica geralmente causada por uma bactéria chamada Mycobacterium tuberculosis. Esta bactéria infecta células do sistema imune chamadas macrófagos alveolares, que são responsáveis por remover partículas poluentes e microrganismos da superfície dos alvéolos, onde ocorrem as trocas gasosas da respiração.

Estima-se que aproximadamente dois bilhões de pessoas no mundo estão infectadas pela M. tuberculosis sem apresentar sintomas. No entanto, as manifestações clínicas da doença podem aparecer em qualquer momento da vida, especialmente quando o sistema imune estiver enfraquecido, como, por exemplo, devido a desnutrição ou a doenças como câncer e AIDS.

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Identificação de nova mutação genética associada à deficiência intelectual

Estudo ajuda a entender os mecanismos envolvidos em transtornos do neurodesenvolvimento

A partir do momento em que uma proteína ou enzima 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.

Isso é possível não só para essas substâncias produzidas por microrganismos, como vírus ou bactérias, capazes de atacar nosso organismo. É possível também, por exemplo, entender moléculas normalmente produzidas pelo próprio corpo humano, mas que tiveram sua estrutura e função alteradas devido a alguma mutação genética.

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Novo fertilizante para liberação controlada de nutrientes

Pesquisa investiga material a base de poli(butileno succinato), ureia e argila

Na produção agrícola, diversos dos nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento das plantas são fornecidos ou suplementados através de fertilizantes. Alguns nutrientes, fósforo ($\rm P$) e potássio ($\rm K$), são necessários em grandes quantidades, mas obtidos de fontes minerais limitadas. Outros – como manganês ($\rm Mn$), cobre ($\rm Cu$) ou zinco ($\rm Zn$) – são necessários apenas em pequenas quantidades e sua aplicação excessiva pode ser tóxica para as plantas ou para importantes microrganismos presentes no solo. Por isso, há uma intensa busca por novos fertilizantes que permitam a entrega racional dos nutrientes necessários para a agricultura, evitando seu uso excessivo, ineficiente ou potencialmente nocivo ao ambiente.

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