Nos últimos anos, polímeros e biopolímeros ganharam destaque como soluções inovadoras para indústrias, medicina e meio ambiente. De plásticos tradicionais a materiais biodegradáveis, essas moléculas são essenciais na fabricação de produtos como embalagens, tecidos e dispositivos médicos. Enquanto os polímeros sintéticos continuam sendo amplamente utilizados devido à sua versatilidade e resistência, os biopolímeros emergem como alternativas sustentáveis, alinhadas com a crescente preocupação ambiental.

No Centro de Ciências Naturais e Exatas (CCNE) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), o Laboratório de Superfícies e Macromoléculas (SM Lab), coordenado pelos professores Daiani Canabarro Leite e Paulo Ricardo de Souza, está á frente desse desenvolvimento. O grupo composto por professores e estudantes, tem se dedicado à criação e organização de sistemas baseados em (bio)polímeros, desenvolvendo materiais inovadores como filmes, hidrogéis e nanopartículas.

O que são polímeros e biopolímeros?

Os polímeros são grandes moléculas formadas pela repetição de unidades menores chamadas monômeros. Imagine um polímero como uma corrente, em que cada elo é um monômero, e juntos formam uma estrutura maior e mais complexa. Esses materiais estão por toda parte: em plásticos, borrachas, tecidos e até no nosso corpo.

Assim, os biopolímeros são uma categoria especial de polímeros encontrados na natureza. Eles são produzidos por organismos vivos, como plantas, animais e bactérias. Exemplos de biopolímeros incluem o DNA, que armazena as informações genéticas, e a celulose, presente nas plantas. A grande vantagem dos biopolímeros é que eles são biodegradáveis, ou seja, podem se decompor naturalmente no meio ambiente, sendo uma alternativa mais sustentável em comparação com os polímeros sintéticos, que muitas vezes são derivados do petróleo e demoram muito para se decompor.

Desenvolvimento de sistemas baseados em biopolímeros:

De acordo com os coordenadores do grupo, a Prof(a). Daiani Leite e o Paulo de Souza, o processo de criar sistemas baseados em biopolímeros começa a partir da identificação de um problema específico que pode ser algo relacionado à saúde, ao meio ambiente ou até à tecnologia. A partir disso, a equipe busca desenvolver materiais que tenham as propriedades físico-químicas ajustadas para solucionar esses desafios em um processo que envolve a moldagem, organização e combinação dos biopolímeros com outras substâncias, o que permite, por exemplo, a criação de materiais mais resistentes, biodegradáveis e biocompatíveis.

Biodegradabilidade e biocompatibilidade 

A prioridade do SM Lab é desenvolver materiais biodegradáveis e biocompatíveis, essenciais tanto para a sustentabilidade quanto para a segurança em aplicações biomédicas. Além disso, os polímeros possuem propriedades antimicrobianas, adsorventes e protetoras, mantendo o foco na simplicidade de produção e no baixo custo. Para garantir a eficácia desses materiais, o laboratório utiliza uma série de testes e técnicas de caracterização. Isso inclui técnicas de imagem para analisar a morfologia, testes espectroscópicos e mecânicos, além de testes térmicos e de estabilidade. Em colaboração com outros grupos de pesquisa, são realizados testes específicos, como a atividade antimicrobiana em culturas bacterianas.

Desafios científicos na produção de biopolímeros:

Entretanto, o desenvolvimento de biopolímeros enfrenta desafios. Os coordenadores explicam que a variabilidade dos polímeros naturais e a dificuldade de escalabilidade são obstáculos importantes. Mesmo assim, o projeto tem avançado na criação de materiais que podem ser aplicados em diversas áreas, desde a proteção de compostos bioativos na indústria farmacêutica até a remoção de contaminantes em águas residuais no setor ambiental. Embora jovem, com menos de um ano de funcionamento, o SM Lab já está plenamente operacional e ativo em projetos de pesquisa e divulgação científica. O grupo tem desenvolvido materiais com um vasto leque de aplicações, desde curativos e engenharia de tecidos até encapsulamento de fármacos.

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Por fim, o SM Lab visa atender às demandas da sociedade por meio de parcerias com indústrias, órgãos governamentais e sistemas de saúde. Com financiamento de instituições como o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), o laboratório segue na vanguarda da pesquisa em biopolímeros, promovendo inovação e sustentabilidade.

Texto: Maria Eduarda Silva da Silva, acadêmica de jornalismo e bolsista da Subdivisão de Comunicação do CCNE.

Revisão e edição: Hans Rogerio Zimmermann, vice-diretor do CCNE.