Pesquisador analisa capacidade despoluidora do fluxo da água

Imagem: Estuda a função despoluidora de rios (Arquivo pessoal)

José Rafael Bordin é graduado e mestre em Física pela Universidade Federal de Pelotas (UFPel). Em 2013, concluiu o doutorado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), com estágio na Universidade de Stuttgart, na Alemanha.

Desde 2022, é coordenador do Programa de Pós-Graduação em Física da UFPel, onde também fez pós-doutorado. E em toda a trajetória acadêmica, do mestrado ao pós-doutorado, a bolsa CAPES esteve presente. Atualmente, quase todos os seus alunos de pós-graduação recebem o benefício da Fundação. Bordin, ao longo da sua carreira científica, estuda os mecanismos do fluxo de líquidos em locais pequenos tanto como função despoluidora de rios quanto para criar novos materiais e entender a evolução de doenças.

Como surgiu o seu interesse em estudar o fluxo da água?
O trabalho nasceu pelo meu interesse em entender o que acontece quando colocamos água em lugares muito pequenos, como nanotubos de carbono. Podemos imaginá-los como canudinhos cujo diâmetro é um bilhão de vezes menor que a espessura de um fio de cabelo. Assim, no mestrado e doutorado, me dediquei a compreender como era o comportamento de fluidos dentro de nanomateriais. Se a água dentro de um copo tem propriedades fascinantes, quando confinada em espaços muito pequenos aparecem fenômenos ainda mais inusitados. O superfluxo da água dentro de nanotubos escoa centenas de vezes mais rápido do que o esperado. É uma propriedade da água bastante interessante. Quando apertadas as suas moléculas, elas se movem mais rápido. É como se aumentássemos o número de carros em um engarrafamento e o trânsito fluísse com mais agilidade. Além disso, quando condensada, a água se expande e flutua, por isso que o gelo não afunda diferentemente de outras substâncias que imergiriam na mesma situação.

Imagem: Pesquisador José Rafael Bordin (Arquivo pessoal)

Qual é a aplicabilidade desse conhecimento?
São várias. Ver rios inteiros morrendo pela poluição causada pelos desastres da Samarco e da Vale, em Minas Gerais, me motivou a usar o que conhecia sobre água nanoconfinada em algo que pudesse prevenir e remediar esses tipos de desastre. Por exemplo, o superfluxo que a água possui dentro de espaços nanométricos pode ser usado para desenvolver filtros onde a água passa muito rápido e os poluentes, como os metais pesados, não. Em parceria com outros pesquisadores, foi possível propor nanomateriais à base de grafeno para descontaminação da água, dando um enfoque em contaminantes emergentes - produtos tóxicos que não são removidos ou eliminados pelos processos tradicionais de tratamento de água para consumo humano. Tudo isso com redução de custo, tempo e quantidade de resíduos gerados.

Esse comportamento da água também pode ser utilizado para compreender a evolução de doenças?
Sim! O comportamento da água, poluentes, fluidos e nanomateriais não é meu único tópico de pesquisa. Nos anos mais recentes, também tenho me dedicado a problemas inspirados na Biologia – afinal, a vida depende da água e do seu comportamento. Por exemplo, uma das habilidades mais fundamentais necessárias para a sustentabilidade de formas de vida complexas é a migração celular ativa, que é essencial em diversos processos, desde a formação e diferenciação dos tecidos e dos órgãos e o processo de invasão da metástase de câncer até a quimiotaxia de leucócitos na resposta imune. O movimento de uma célula é o resultado de mecanismos intrincados que envolvem a coordenação entre forças mecânicas, vias reguladoras bioquímicas e sinais ambientais, tudo isso imerso na água. Utilizando modelagem computacional tento entender como ocorre essa coordenação no processo de invasão da metástase do câncer. Também, a difusão macromolecular dentro das células ocorre em solução aquosa, em geometrias fortemente confinadas e ambientes lotados. Então busco compreender não somente como células biológicas se movem, mas como moléculas dentro das células se movem. Outro fenômeno que estudo e que ocorre no crescimento de tumores e em outras doenças é o crescimento anormal de vasos sanguíneos, como a endometriose. Há também a associação de macromoléculas que ocorre em doenças neurodegenerativas. Em todos esses processos a água possui um papel fundamental.

Imagem: Pesquisador durante o estudo (Arquivo pessoal)

De que forma a sua pesquisa pode contribuir para a sociedade? E para o Brasil?
A pesquisa que desenvolvo pode levar a processos inovadores e novas tecnologias, e busca solucionar problemas atuais e urgentes que vão desde à descontaminação de água até a compreensão dos processos envolvidos em doenças – e possíveis novos tratamentos para estas doenças.

Qual é a importância da bolsa da CAPES para a sua carreira científica?
Afirmo sem medo de exageros: a bolsa CAPES mudou a minha vida. Sem ela, não poderia ter cursado a pós-graduação e me tornado o professor e cientista que sou hoje. E estando agora como coordenador PPG vejo que não é só a minha vida que a CAPES mudou. São diversos alunos que estão se tornando mestres e doutores graças aos investimentos no crescimento e consolidação do Sistema Nacional de Pós-Graduação. Sem as bolsas da CAPES, não poderia ter estudado e chegado onde cheguei, e como orientador e como coordenador eu sigo vendo o papel fundamental que as bolsas desempenham em permitir o acesso e permanência na pós-graduação da nova geração de pesquisadores brasileiros.

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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