20/12/2018

42ª RA: Alexandre Brolo e o caminho para o estudo de moléculas individuais

Brasileiro, professor na Universidade Victoria (Canadá) atua na preparação de nanomateriais metálicos para diversas aplicações

Depois de concluir o seu mestrado no IQ-USP, sobre a utilização de métodos eletroquímicos e espectroscopia de superfície para a caracterização de inibidores de corrosão, o químico Alexandre Brolo mudou-se para o Canadá para fazer seu doutorado na Universidade de Waterloo. Permaneceu no Canadá depois do pós-doc e tornou-se professor completo na Universidade de Victoria. Com mais de 130 artigos publicados em periódicos de alto impacto e índice h 37, o Professor Brolo é o conferencista convidado pela Divisão de Química de Materiais para a 42ª Reunião Anual da SBQ, que será realizada entre 27 e 30 de maio de 2019 em Joinville.

Professor Alexandre Brolo (em primeiro plano, de camisa azul) com seu grupo de pesquisa na Universidade de Victoria: "O estudo de moléculas individuais é importante, porque muitas informações básicas são perdidas quando medimos médias de grande número de moléculas."

"Eu vou mostrar como podemos usar técnicas de nanotecnologia para desenvolver materiais que possuem certas propriedades especiais", contou o Professor Brolo ao Boletim Eletrônico SBQ. "Essas propriedades vão permitir que estudemos processos químicos em uma molécula de cada vez. O estudo de moléculas individuais é importante, porque muitas informações básicas são perdidas quando medimos médias de grande número de moléculas."

O professor tem algumas colaborações em andamento com grupos de pesquisa no Brasil, e disse que está disposto a iniciar novos trabalhos. "Além de ver como estão os trabalhos em andamento, espero conhecer gente nova, discutir cientificamente com jovens pesquisadores e alunos e, quem sabe, arrumar o terreno para futuras colaborações", declarou.

"A visita do professor Brolo à 42a RASBQ poderá contribuir para a implementação de novas linhas de pesquisa no Brasil através da interação com pesquisadores brasileiros", afirma a professora Giovanna Machado (CETENE), diretora da Divisão de Química de Materiais da SBQ. "Sua expertise voltada para nanoestruturas metálicas com aplicações em plasmonics e SERS tem muito a contribuir com a comunidade cientifica brasileira."

Leia a íntegra da entrevista do Professor Alexandre Brolo ao Boletim SBQ:

Em linhas gerais, sobre o que será a sua conferência?
Eu vou falar sobre aplicações de metais nanoestruturados para detecção e análise de moléculas individuais. Ou seja, eu vou mostrar como podemos usar técnicas de nanotecnologia para desenvolver materiais que possuem certas propriedades especiais. Essas propriedades vão permitir que estudemos processos químicos em uma molécula de cada vez. O estudo de moléculas individuais é importante, porque muitas informações básicas são perdidas quando medimos médias de grande número de moléculas. Além disso, detecção de moléculas individuais permitem aplicações em química analítica para a detecção de espécies com concentração bem baixa.

Poderia contar sobre algum recente avanço obtido pelo seu grupo em espectrometria e eletroquímica?
Atualmente, meu grupo tem por volta de 20 pesquisadores, incluindo alunos de graduação, pós-graduação e pós-doutorados. Nosso foco é na preparação de nanomateriais metálicos, estudo das suas propriedades e aplicações. Materiais metálicos (particularmente Au e Ag) adquirem propriedades especiais (óticas, químicas e eletrônicas) quando eles estão em regime nanométrico. Nosso grupo tenta explorar essas propriedades.

Alguns exemplos dos avanços que obtivemos: 1) Nosso grupo desenvolveu uma série de biossensores baseados em pequenas aberturas em filmes finos de ouro. Esses sensores foram usados para detecção de biomarcadores de câncer em sistemas microfluídicos. 2) Nós desenvolvemos um método digital para a análise de soluções bem diluídas usando nanoestruturas de ouro. 3) Desenvolvemos também sensores de baixo custo baseado em nanoestruturas de ouro e prata para detecção de dengue e zika. 4) E também desenvolvemos vários métodos para melhor entendimento e aplicações de espectroscopia de uma molécula (single molecule spectroscopy) em combinação com métodos eletroquímicos.

O sr. tem feito uma carreira destacada fora do Brasil. Tem sido fácil? Quais os maiores desafios?
A carreira acadêmica nunca é fácil. Existem vários desafios na parte de conseguir dinheiro para sustentar a pesquisa, coordenar alunos e projetos, e escrever papers regularmente. Esses desafios são comuns a pesquisadores aqui no Canadá e no Brasil. A vantagem daqui é que o financiamento é mais estável do que no Brasil e as mudanças nos programas de apoio são um pouco mais previsíveis. Sempre que posso, tento colaborar com brasileiros e receber alunos brasileiros no meu grupo. Dessa forma, eu imagino que estou contribuindo um pouco para o avanço da ciência no Brasil também. Programas como o Ciência sem Fronteiras e outras formas de intercâmbio funcionaram muito bem em meu grupo, e vários visitantes e ex-alunos brasileiros são agora professores aí no Brasil.

O sr. fez esta declaração à revista The Ring, da Universidade de Victoria, em 2001: "I want to create new spectroscopic techniques that are laser-based and can give much more information about the dynamics of chiral molecules," Deu certo?
Deu um pouco certo, mas os experimentos eram muito difíceis (muito artefato experimental). Na época, eu estava iniciando e precisava de resultados rápidos. Fizemos a descoberta dos nanoburacos e começamos a publicar naquela área. Então paramos com a espectroscopia quiral. Agora, recentemente, vários grupos publicaram papers relacionado com as ideias que tivemos 17 anos atrás.

O que espera de sua viagem ao Brasil?
Espero poder rever vários amigos e matar saudades da música, comida e cultura brasileira. Também vou aproveitar para divulgar o nosso trabalho, conversar com colaboradores (ver como estão vários trabalhos em andamento) e ex-alunos e visitantes. Finalmente, espero conhecer gente nova, discutir cientificamente com jovens pesquisadores e alunos e, quem sabe, arrumar o terreno para futuras colaborações.

Artigos indicados pelo Professor Brolo

Sobre como aplicar nanoestruturas de ouro/prata como biossensores:
"Plasmonics for future biosensors"
AG Brolo
Nature Photonics 6 (11), 709
"Periodic metallic nanostructures as plasmonic chemical sensors"
C Valsecchi, AG Brolo
Langmuir 29 (19), 5638-5649

Sobre nosso breakthrough com nanoburacos, que ainda esta fazendo bastante sucesso:
"A new generation of sensors based on extraordinary optical transmission"
R Gordon, D Sinton, KL Kavanagh, AG Brolo
Accounts of chemical research 41 (8), 1049-1057

Sobre aplicação de nanopartículas para detecção de câncer:
"Ex Vivo Detection of Circulating Tumor Cells from Whole Blood by Direct Nanoparticle
Visualization"
RG Sobral-Filho, L DeVorkin, S Macpherson, A Jirasek, JJ Lum, AG Brolo
ACS nano 12 (2), 1902-1909

Sobre a implementação de molécula única para análises a concentrações bem baixas (em colaboração com o Brasil):
"Digital Protocol for Chemical Analysis at Ultralow Concentrations by Surface-Enhanced Raman Scattering"
CDL de Albuquerque, RG Sobral-Filho, RJ Poppi, AG Brolo
Analytical chemistry 90 (2), 1248-1254

Finalmente, um em nano-eletroquímica:
"Comparing the Electrochemical Response of Nanostructured Electrode Arrays"
M Atighilorestani, AG Brolo
Analytical chemistry 89 (11), 6129-6135

Página do grupo do Professor Brolo:
http://web.uvic.ca/~agbrolo/

Texto: Mario Henrique Viana (Assessoria de Imprensa da SBQ)