(27/09/2020) – A Zextec Consultoria Industrial fechou parceria com o UCSGraphene para o desenvolvimento e comercialização de grafeno. Há mais de 16 anos, a UCS – Universidade de Caxias do Sul realiza pesquisas dedicadas ao desenvolvimento do material considerado o mais leve e forte do mundo.
De acordo com Hugo Souza, sócio-diretor da Zextec, a empresa já se relaciona com a universidade há algum tempo, o que acabou dando origem à parceria. “Nós vamos apoiar tecnologicamente o desenvolvimento do grafeno e comercializar o material produzido pelo UCSGraphene”, explica, lembrando que está é a primeira e maior planta de produção de grafeno em escala industrial da América Latina. A fábrica – vinculada ao TecnoUCS – Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação da UCS – está instalada em uma área de 775 m² e tem capacidade de produção de 500 kg/ano.
O grafeno produzido na planta será comercializado pela Zextec dentro e fora do Brasil. Segundo Souza, alguns projetos na área automobilística já estão em andamento para o Projeto Rota 2030. Além disso, a empresa está em contato com companhias do Japão e de Portugal para projetos nos segmentos aeronáutico e automobilístico. Na opinião do empresário, o maior problema relacionado à comercialização do grafeno é a falta de demanda, já que o mercado ainda não tem muito conhecimento sobre o material. “Nós conseguimos produzir grafeno em uma quantidade considerável, mas ainda não temos mercado”, diz.
A saída encontrada pela Zextec foi mapear o mercado e dividir em áreas com potencial para aplicações com grafeno: construção, tintas, compósitos, baterias, energia solar, lubrificantes, plástico, embalagem, medicina e couro. “Estamos trabalhando em cada uma dessas áreas para mostrar para as empresas que somos capazes de produzir grafeno para melhorar os seus produtos. Nosso objetivo é criar essa necessidade no mercado porque hoje nós não temos para quem vender”, afirma Souza.
O custo do grafeno é bastante elevado, principalmente quando trabalhado em escala laboratorial (1g pode custar mais de U$S 200,00). Porém, em escala industrial os custos de produção são reduzidos. O comportamento e os campos de aplicação do grafeno variam de acordo com a sua composição, já que ele é composto por camadas. “O grafeno usado em tintas não é o mesmo usado em supercondutores, por exemplo. O preço do material varia de acordo com as suas características”, esclarece Souza. Outra vantagem do grafeno é o seu alto aproveitamento: apenas 1g é suficiente para cobrir a superfície de um campo de futebol.
O Centro Tecnológico de Moldes e Matrizes da Zextec, em Caxias do Sul (RS), será utilizado para projetos (ferramentas, moldes, prototipagem etc.) que envolvam o desenvolvimento e a aplicação de grafeno. Recentemente, foi criado um fio PLA com grafeno para impressora 3D, que deve se tornar um produto dentro de alguns meses. “Com os laboratórios que temos não ficamos atrás de nenhuma empresa no mundo. A indústria precisa saber que existe alguém no Brasil que fabrica e comercializa grafeno”, aponta Souza. Um dos objetivos da parceria com o UCSGraphene é colocar todo esse parque tecnológico à disposição do cliente final para projetos de pesquisa, testes, ensaios, desenvolvimento de produtos etc.
Para Souza, o grafeno esteve muito tempo dentro das universidades. Por isso, a ideia da Zextec é levar o material para a indústria, sua área de expertise. “Queremos proporcionar apoio tecnológico e captar parceiros, como já vem ocorrendo na área automobilística. Nossa ambição é estar entre os líderes mundiais no desenvolvimento de produtos com grafeno”, destaca.
Diego Piazza, coordenador da UCSGraphene, ressalta que a troca de informação entre universidade e empresas é fundamental para o desenvolvimento, geração e potencialização de novas matrizes econômicas, que podem posicionar o Brasil no mercado mundial de forma competitiva. Outro ponto mencionado pelo docente é a capacidade instalada existente dentro de parques tecnológicos, como a da UCS, que possuem condições de colaborar com as empresas. “Da mesma forma, a visão de mercado que as empresas têm, pode colaborar com o desenvolvimento de novos produtos. Então é uma soma da visão técnica com a mercadológica. Eu acredito que a gente possa ter cada vez mais pesquisas aplicadas ao mercado”, diz.
Pesquisa e produção – Na UCS, as pesquisas sobre grafeno começaram em 2005, apenas um ano após o material ter sido isolado pela primeira vez em laboratório, na Inglaterra, pelos cientistas Andre K. Geim e Konstantin S. Novoselov, pesquisa que resultou em um Prêmio Nobel de Física em 2010. Desde então, os pesquisadores da UCS trabalham com diferentes métodos para o desenvolvimento de tecnologias que reduzam o custo de produção do grafeno.
Uma das formas alotrópicas do carbono, o grafeno é obtido por meio da reordenação de moléculas de grafite para o formato hexagonal. O material – de elevada transparência, maleável e condutor térmico – é apontado como o mais leve e forte do mundo (200 vezes mais resistente do que o aço). Uma folha de grafeno de 1 m² pesa apenas 0,007 gramas e é capaz de suportar até 4 kg. Também é o material mais fino que existe: um milhão de vezes menor que um fio de cabelo.
Por ser uma tecnologia disruptiva, o grafeno pode substituir materiais utilizados há muitos anos e, também, dar origem a novos materiais de alta resistência mecânica, capacidade de transmissão de dados e economia de energia. Suas principais aplicações estão na área de nanotecnologia: microchips, capacitores, baterias, computadores, celulares, painéis solares, entre outros.
O TecnoUCS – Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação da Universidade de Caxias do Sul começou, para uso em pesquisas, a produzir grafeno em pequena escala. No entanto, com o domínio das técnicas produtivas – e para o desenvolvimento de soluções para empresas locais – era preciso expandir a produção para níveis industriais. Assim, nasceu a ideia de instalar uma planta de produção de grafeno no campus-sede da Universidade de Caxias do Sul.
Em operação desde 14 de março, o UCSGraphene atualmente pode produzir 500 kg de grafeno por ano. Porém, o projeto permite ampliar a produção para até 5 mil kg/ano. A planta atua nas áreas das pesquisas desenvolvidas pelo TecnoUSC: revestimentos avançados, materiais inteligentes, equipamentos de segurança, medicina regenerativa, nanotecnologia, metais, compósitos, polímeros e cerâmicas.
Um dos objetivos do UCSGraphene é reduzir os custos de produção do grafeno, tornando o preço do material mais acessível. “A gente quer se posicionar como fornecedor de material de alta qualidade com preço acessível para tornar as indústrias mais competitivas”, afirma Piazza. O professor destaca que a indústria brasileira é extremamente diversificada, abrindo um leque de possibilidades para a aplicação do grafeno. “Dessa forma conseguimos trabalhar com materiais inteligentes e agregar valor aos produtos. O grafeno é um material que possui muitas propriedades, é preciso entender quais são as aplicações e os diferenciais pretendidos. Um único produto não consegue agregar todas as propriedades do grafeno. E esse é um grande desafio, estamos trabalhando nisso”, salienta o pesquisador.
Parceria com o setor empresarial – A USC firmou acordos de cooperação técnico-científica (válidos por cinco anos) com a fabricante de ônibus Marcopolo e com a Universidade Nacional de Singapura, que possui vasta experiência na produção de grafeno. Também mantém acordo de cooperação com a Universidade Mackenzie, para capacitação de pessoas e projetos de pesquisa avançada sobre grafeno.
“Temos acordos de cooperação com algumas empresas, muitos deles em estado de sigilo. Esses acordos estão sendo estruturados para que a gente possa colaborar com as empresas, não apenas com a comercialização do grafeno, mas também com a aplicação de nanotecnologias”, argumenta Piazza. “Hoje temos uma estrutura totalmente voltada para o desenvolvimento das empresas. Os acordos de cooperação têm a intenção de acelerar o uso do grafeno pela indústria nacional. Por isso, o UCSGraphene, unidade de negócios que atua na produção de grafeno, atua em três grandes áreas: produção, caracterização e aplicação de grafeno”, complementa.
Em maio, a Marcopolo anunciou que pretende, até o final de 2020, iniciar testes com grafeno aplicado a componentes com o objetivo de produzir estruturas de ônibus mais resistentes e leves. As pesquisas poderão resultar na redução de peso das carrocerias dos ônibus, além de aplicação de grafeno na pintura, diminuindo a necessidade de camadas e melhorando características anticorrosivas. A Marcopolo também está estudando substituir componentes metálicos por polímeros com adição de grafeno. Os testes no campo de provas estão previstos para esse ano e, segundo a empresa, as novidades serão apresentadas ao mercado em 2021.
