Pigmentos cerâmicos Inovação

Pigmentos nanocompósitos podem ser utilizados no processo de acabamento superficial

Nova técnica para utilização na área cerâmica, cosmética e de tintas desenvolvida na UFRN, recebe patenteamento

A Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) recebeu do Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) mais um reconhecimento pelo desenvolvimento de um produto inovador na área de cerâmica. Trata-se do patenteamento de um processo de obtenção de pigmentos nanocompósitos, os quais podem ser utilizados no processo de acabamento superficial em peças de louças de mesa, sanitária, revestimento e porcelanato, bem como em azulejos e no desenvolvimento da esmaltação das peças.

Segundo Jean Carlos Silva Andrade, um dos autores da invenção, existe um universo gigante para a aplicação de pigmentos inorgânicos cerâmicos nas indústrias nas áreas como tintas, cosméticos e aplicações em produtos polímeros. Ele destaca que, entre as propriedades apresentadas pelos pigmentos, as mais importantes são as óticas, principalmente a capacidade de fornecer cor e opacidade.

“Dependendo da combinação de substâncias usadas e dos metais envolvidos na reação é possível definir qual a melhor aplicação para estes pigmentos. Por exemplo, não é aconselhável o uso de óxido de cobalto para compor a casca de pigmentos que serão utilizados em cosméticos, por razões específicas”, colocou Jean.

A pesquisa é vinculada ao PPGEM, único programa com nota máxima da Capes no Estado e que conta com quase 20 concessões de patente

Denominada Processo de obtenção de pigmentos nanocompósitos tipo core-shell à base de titânia e óxidos metálicos em meio de n-propanol, a carta-patente foi depositada em 2013 e tem ainda como cientistas envolvidos Rubens Maribondo do Nascimento, Carlos Alberto Paskocimas, Kalpeshkumar Bhikhubhai Sidhpuria, Tharsia Cristiany de Carvalho Costa, Graziele Lopes de Souza e Daniel Araújo de Macedo. O estudo é vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM) e ao Departamento de Engenharia de Materiais (DEMat) da UFRN.

Um pigmento tem como definição ser uma partícula sólida, orgânica ou inorgânica, branca, preta, colorida ou fluorescente, que seja insolúvel na substância na qual venha a ser incorporada e que não reaja quimicamente ou fisicamente com esta. A produção de pigmentos inorgânicos pode ser alcançada por diversos métodos ou por uso dos pigmentos minerais, como minerais coloridos ou que servem de base à obtenção de outros pigmentos inorgânicos. Eles precisam ser devidamente preparados, por meio de técnicas de beneficiamento mineral, antes da utilização como pigmento.

Os pigmentos sintéticos, também conhecidos como pigmentos inorgânicos complexos, se diferenciam por serem preparados mediante procedimentos químicos. Já os inorgânicos sintéticos são os mais utilizados por apresentarem uma excelente estabilidade química e térmica, e também, em geral, uma menor toxicidade para os seres humanos e para o meio ambiente.

Aplicação da nova tecnologia é ampla, desde a cerâmica até a indústria de tintas, passando pela área da cosmética

Por sua vez, ser do tipo core-shell significa dizer que o pigmento tem estrutura do tipo casca-núcleo; assim, terá um centro envolvido por uma camada — o primeiro à base de titânia, recoberto com diferentes óxidos metálicos, o que forma a casca. Esses pigmentos são preparados utilizando o método sol-gel associado ao método de co-precipitação em meio alcoólico,  em um processo de síntese que compreende seis etapas: hidrólise do alcóxido, formação de xerogel, tratamento térmico e formação do pigmento por meio da formação da casca utilizando co-precipitação seguida de um novo tratamento térmico.

Docente da UFRN, Carlos Alberto Paskocimas foi um dos orientadores da tese de Jean Andrade. Ele explica que o processo sol-gel não aquoso em solventes orgânicos sem a presença de água é capaz de superar algumas das principais limitações de sistemas aquosos, com vantagens relacionadas sobretudo ao papel múltiplo dos componentes orgânicos na reação. Os benefícios vão da influência positiva no controle do tamanho de partícula, da forma e das propriedades da superfície e da automontagem. “Em alguns casos, até mesmo a composição e a estrutura do cristal formado pode ser potencializada”, destaca Paskocimas. A reação do tipo sol-gel é um dos processos mais versáteis, economicamente viáveis e de condições brandas para a obtenção de materiais inorgânicos.

O grupo de pesquisadores pontua ainda que a nova tecnologia passa, no momento, por estudos em laboratório realizados para avaliação de viabilidade envolvendo características e propriedades requeridas para diferentes aplicações. Atualmente professor efetivo na Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Jean Andrade identifica a possibilidade de, a partir das pesquisas já desenvolvidas, obter produtos de maior valor agregado, devido às características de qualidade. “Deste processo resultam pós com elevadas áreas superficiais, controle das fases cristalinas, crescimento e cristalização controlados, elevada homogeneidade química, tamanhos e formas uniformes e propriedades da superfície esperada para nanocristais”, ratifica.

Professores orientadores da pesquisa destacam importância da transferência da tecnologia para o mercado

Outro orientador envolvido na pesquisa, Rubens Maribondo pontua que as patentes são importantes para proteger a propriedade intelectual, seja uma invenção ou modelo de utilidade, mas também como aspecto para que a Universidade, através dos royalties, possa incentivar mais pesquisas.

“Assim, o reconhecimento e proteção da propriedade intelectual incentiva o inventor a prosseguir com suas pesquisas, trazendo benefícios diretos à sociedade e à própria instituição. A transferência de tecnologia para o setor produtivo é uma etapa de fundamental importância, para que o invento possa se transformar em produto a ser disponibilizado à sociedade”, coloca o atual pró-reitor de Pós-Graduação.

Fotos: Cícero Oliveira e Arthur Lanza

Fonte: Agecom UFRN