O CENIMAT - Centro de Investigação de Materiais é um laboratório da Universidade Nova de Lisboa que está na primeira linha da investigação científica mundial. Nos últimos anos, tem sido premiado internacionalmente pelas suas descobertas na área da microeletrónica e nanotecnologia. A Revista N foi conhecê-lo.

No Laboratório de Tecnologia de Películas Finas, Raquel Barros continua uma tarefa meticulosa: analisar as propriedades elétricas de semicondutores em filme, dispostos em mínimas placas de vidro, com um centímetro de diâmetro. Sentada a uma mesa, a investigadora de 26 anos, a terminar um doutoramento em Nanotecnologia, organiza com uma pinça os diferentes quadradinhos de vidro que tem à sua frente.

Estamos numa das quatro áreas de investigação do centro, a de Eletrónica e Optoeletrónica, da qual é responsável Elvira Fortunato, a directora do CENIMAT. A cientista de 45 anos, igualmente Professora Associada no Departamento de Investigação de Materiais, tem uma carreira repleta de distinções. Mais recentemente, ganhou em 2008 a maior distinção mundial na área da Engenharia, o 1º prémio do European Research Council, no valor de 2,5 milhões de euros. Foi o maior prémio de sempre atribuído a um cientista português.

“O laboratório integra 90 por cento dos docentes do Departamento de Ciência dos Materiais, ao qual pertence” explica Elvira Fortunato à Revista N. Neste centro, o ensino surge articulado com uma investigação interdisciplinar: “Temos pessoas de várias áreas: engenheiros eletrotécnicos, físicos, biólogos. E além dos portugueses, de várias zonas do país, temos muitos investigadores estrangeiros a trabalhar connosco: espanhóis, italianos, polacos… romenos, indianos, chineses”, enumera, com visível orgulho. A cientista fala com rapidez, num tom de voz moderado, sublinhando as palavras com gestos decididos. Enquanto explica, tem um olhar fixo e concentrado.

O CENIMAT foi criado em 1994, tendo a engenheira de materiais assumido a sua direcção quatro anos depois. Em 2006, o centro é integrado no Laboratório Associado I3N - Instituto de Nanoestruturas, Nanomodelação e Nanofabricação, do qual a cientista é igualmente diretora. É uma parceria desenvolvida com outros dois centros de investigação, das universidades do Minho e de Aveiro. O estatuto de Laboratório Associado permite a estas unidades um maior financiamento público, através da Fundação para a Ciência e Tecnologia, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (MCTES).

Tem sede num pequeno edifício de desenho geométrico e funcional, pintado de branco, situado no campus da Caparica da Faculdade de Ciências e Tecnologia. No 1º andar, plenamente iluminado por luz natural, localizam-se os gabinetes onde são dadas aulas aos mestrandos e doutorandos do Departamento, e um anfiteatro para encontros científicos.

Em destaque, numa das paredes, vêem-se dois grandes quadros totalmente preenchidos com recortes de jornais, ou impressões da Internet. Um deles está assinalado com o letreiro “Notícias do CENIMAT”. Não há mais espaço para pôr artigos. Num terceiro quadro ao lado, vê-se uma série de fotografias da festa de Natal do laboratório, com um retrato de toda a equipa junta. Segue-se uma sequência de retratos individuais, de cada funcionário a desembrulhar o seu presente.

A análise dos materiais

No piso térreo do edifício, após a entrada, vê-se um largo corredor iluminado por luz natural. Ao longo das paredes, pintadas em tons amenos de branco e verde claro, dispõem-se uma série de seis vitrinas. É uma espécie de minimuseu da instituição, que apresenta objectos como alguns cristais de silício, uma caneca termocrómica, que muda de cor quanto preenchida com líquido quente, ou a primeira célula fotovoltaica de grande área feita em Portugal.

À esquerda e à direita, ao longo do corredor, vêem-se as portas de entrada para os diferentes laboratórios. O silêncio é total. Não se vê ninguém a passar. No laboratório de Películas Finas, Raquel Barros prossegue a sua tarefa de análise, com o auxílio de um computador e de um equipamento parecido com um “scanner”, que testa o “efeito de Hall” dos materiais.

Repetidamente, a investigadora submete as amostras de película a um campo magnético, nesse equipamento, para analisar propriedades importantes como a resistência, ou a mobilidade. No fundo, faz uma espécie de diagnóstico ou controlo de qualidade dos materiais. Indispensável para a rapidez de processamento de transístores alojados, por exemplo, no ecrã do nosso computador portátil.

“Antes de vir para cá trabalhei numa empresa de energia solar térmica”, revela. “Mas estava a ver o meu cérebro a parar… E pensei, ‘Vou mesmo tentar a investigação’”. Raquel fala despreocupadamente, sem hesitar nas palavras. Trocou assim o emprego pelo doutoramento e investigação em laboratório. “O problema é que em Portugal não há empresas que apostem na investigação e desenvolvimento. Nas empresas, os engenheiros vão todos para lugares comerciais” diz, em jeito de desabafo.

Entretanto, a investigadora coloca outra amostra de filme no equipamento de “efeito de Hall”, com os resultados a aparecem quantificados em formato tabela, num monitor ao lado. Trabalha numa invenção que constituiu um dos primeiros sucessos de investigação do CENIMAT, apresentado em 2004: o transístor de filme fino, totalmente transparente, feito com base de óxidos como o de zinco, de custo muito baixo, e produzido à temperatura ambiente. As suas potencialidades na indústria são inúmeras, levando uma série de multinacionais a interessarem-se pela descoberta, como a Hewlett Packard, a Fiat, a Samsung ou a Saint-Gobain.

“Uma das coisas mais importantes neste centro é o ambiente. Se aqui precisas de ajuda, os outros estão sempre disponíveis”, revela a cientista, com vivacidade. “Uma vez consegui um bom resultado com um transístor, e a Prof. Elvira chamou logo toda a gente para ver, foi uma festa!”. As condições materiais também são muito satisfatórias, e únicas no país. “Temos tudo o que precisamos para trabalhar nesta área. Por exemplo, temos uma câmara limpa como não há outra em Portugal”.

Investigação com fins práticos

Numa das salas do mesmo laboratório, destacam-se duas impressoras a jacto de tinta, modificadas com uma série de dispositivos acoplados. Foi com elas que no ano passado o CENIMAT desenvolveu o sensor de ADN. Como explica Elvira Fortunato, foram introduzidos nos tinteiros da impressora uma solução à base de óxido de titânio, um material barato e amigo do ambiente, usado normalmente nos cosméticos e nas pastas de dentes. Constituiu-se assim uma técnica de processamento e deteção que terá futuro certo na Medicina, no diagnóstico e prevenção de doenças.

“No fundo, não nos limitamos a fazer a caraterização dos materiais - inovamos até ao produto final”, sublinha Elvira Fortunato. “Por isso costumo dizer que temos um laboratório de A a Z. Tenho um gosto pessoal pela parte aplicada… sou engenheira de formação, gosto de fazer coisas”, revela, com um brilho nos olhos.

“Research for Practical Ends” é o lema da instituição, como é visível no sítio da Internet - http://www.cenimat.fct.unl.pt. Por isso, é uma prioridade para a investigadora o desenvolvimento de parcerias com as empresas. É o caso, por exemplo, do projeto Solar Tiles, desenvolvido com a Revigrés: a ideia é produzir um revestimento cerâmico, azulejos e telhas, que não só proteja os edifícios, mas que também seja capaz de produzir energia fotovoltaica, como um vulgar painel solar.

Mais adiante no corredor, situa-se o Laboratório de Tratamentos Térmicos, uma sala de uso comum das quatro áreas de investigação. É um espaço amplo, que alberga uma prensa hidráulica e vários fornos de alta temperatura, grandes volumes de aço, alguns de cor garrida. Na sala, sente-se um cheiro intenso a metal queimado.

“Aqui preparam-se amostras de metais com ‘memória de forma’ ”, explica Elvira Fortunato. São ligas que depois de distorcidas podem recuperar a forma original através do aquecimento. Estes metais são muito utilizados em Medicina; é o caso do “stent” vascular, por exemplo, em que um pequeno tubo metálico é introduzido na artéria bloqueada, e através do calor corporal recupera a sua forma original “memorizada”, alargando-se ao diâmetro da veia e restabelecendo o fluxo de sangue.

A câmara limpa

“Uma câmara limpa é um espaço que tem a pressão, a humidade e a temperatura controladas”, explica Sergej Filonovich, engenheiro físico de 34 anos, nascido em Brest, na Bielorrússia. “Preserva os materiais de impurezas, do pó, partículas ínfimas que são pequeninas para nós, mas para o trabalho que fazemos conta muito”. Sergej é especializado na área de filmes finos e células solares, e fez o doutoramento e pós-doutoramento em Guimarães, num pólo da Universidade do Minho. Reside em Portugal desde 1999, com a esposa Marina, bielorussa também, que no campus da Caparica conclui um doutoramento em Hidráulica.

O Laboratório de Microeletrónica, que os investigadores referem como “câmara limpa”, situa-se num outro edifício gémeo do CENIMAT, logo ao lado. À entrada do laboratório, o investigador digita um código de segurança num pequeno mostrador, ao lado da porta. Mas antes, é preciso vestir uma bata azul clara, uma touca de plástico e proteção para o calçado. Transposta a entrada, ouve-se o som contínuo da ventilação da sala, onde se vêem alojados no teto filtros especiais, de cerca de um metro de comprimento. Dispersos pelo espaço, vêem-se grandes aparelhos metálicos, reluzentes, que são bombas ou câmaras de vácuo, utilizadas na produção de toda a espécie de dispositivos eletrónicos.

“No caso da célula solar, para fazer a sua estrutura é preciso que viaje por três câmaras desta sala”, revela o cientista. Sergej vai buscar às gavetas alguns materiais para explicar melhor. “Nesta câmara central, especificamente, podemos controlar as propriedades elétricas do material, e constituir a sua estrutura”, diz. Sergej fala com gestos largos, inclinando o corpo para a frente, tentando escolher as melhores palavras em português.

Aponta para uma série de tubagens alinhadas no topo do equipamento: “Esta máquina liberta gases perigosos, como o silano ou o hidrogénio, que em contato com o ar provocam explosão”. É o maior aparelho da sala, como que um polvo de aço inoxidável, com várias cabeças cilíndricas, donde irrompem ao centro quatro ou cinco tubos anelados.

Noutro espaço anexo, a sala de fotolitografia, a estrutura dos materiais é passada para película, a partir de um layout feito em computador. É um processo análogo ao da fotografia, na qual se transpõe o negativo para o papel. De resto, a sala é em tudo semelhante a um laboratório fotográfico analógico, mas tem a particularidade de estar iluminado por tubos de luz amarela, no teto, que filtram os raios ultravioleta.

Sergej tem um contrato no âmbito do programa Ciência 2008, com financiamento público do MCTES, que tem o objectivo de integrar no sistema científico 1000 doutorados. “A grande vantagem de Portugal foi poder dedicar-me exclusivamente à investigação”, diz o engenheiro bielorrusso. “Fiz praticamente toda a minha formação científica cá… os termos científicos que utilizo são todos em português, já não sei como se diz em russo”, revela, a sorrir. Que diferenças encontra para a sua terra natal? Sergej explica sem hesitar: “Aqui é mais ‘peaceful’, é mais devagar, as coisas fazem-se com calma… com algum atraso, mas no final fazem-se”.