Por Dentro do CNPEM #3 2020 / Inside CNPEM #3 2020 by CNPEM

03 2020

distribuição gratuita

free distribuition

POR DENTRO DO INSIDE

SIRIUS SIRIUS Primeiros testes e primeiras imagens First tests and first images

PAINEIS DE IMPACTOS IMPACT PANELS Pesquisas internas em áreas estratégicas para o Brasil Internal research in Brazilian strategic areas

ÚLTIMA HORA COVID-19 LAST MINUTE COVID-19 Fique por dentro das ações do CNPEM Stay on top of CNPEM’s actions

Alexandre Cassago faz a transferência de um conjunto de grades com amostras crio-preparadas para análises automatizadas no interior do microscópio eletrônico de transmissão Alexandre Cassago transfers a set of grids with cryo-prepared samples for automated analysis inside the transmission electron microscope

ÍNDICE TABLE OF CONTENTS # 03 | 2020

O CNPEM continua sua trajetória de excelência na ciência brasileira e os avanços no desenvolvimento do Sirius. Confira estas e outras conquistas do Centro.

06 08 10 14 28

PALAVRA DO DIRETOR-GERAL

PAINÉIS DE IMPACTOS

GREETINGS FROM THE DIRECTOR-GENERAL

IMPACT PANELS

O CNPEM / CNPEM OS LABORATÓRIOS NACIONAIS CNPEM EM NÚMEROS

O QUE ELES DIZEM SOBRE O CNPEM

Esforços conjuntos no combate ao vírus

LAST MINUTE: COVID-19

Joint efforts to combat the virus

INTERCÂMBIO DE CONHECIMENTOS ECOS / ECHOES OF SUCCESS ROTAS DE CONHECIMENTO

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS

SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS Publicações de destaque Highlight papers

ROUTES OF KNOWLEDGE

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS - PÍLULAS

EM BUSCA DE SOLUÇÕES & CASES DE INOVAÇÃO IN SEARCH OF SOLUTIONS & INNOVATION CASE STUDIES

96 100

several projects in key areas

ÚLTIMA HORA: COVID-19

SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS - PILLS

Check out some highlights among

CNPEM NUMBERS

KNOWLEDGE EXCHANGE

40 50

Dentre diversos projetos em áreas estratégicas, confira alguns destaques

THE NATIONAL LABORATORIES

WHAT DO THEY SAY ABOUT CNPEM

CNPEM continues its trajectory of excellence in Brazilian science and takes further steps towards the completion of Sirius. Check out these and other achievements of the Center.

SEJAM BEM-VINDOS/WELCOME DRIBLANDO O FUSO HORÁRIO DODGING TIME ZONES

USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS USERS & OPEN FACILITIES Uma pequena amostra de pesquisas externas que utilizam o CNPEM Users' research at CNPEM

UMA LUZ NO FIM DO TÚNEL

THE LIGHT AT THE END OF THE TUNNEL

Os primeiros testes no Sirius e mais avanços Sirius first tests and more advances

EXPEDIENTE | EDITORIAL BOARD AND STAFF

Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações

Fernando

Diretores

Biociências - LNBio

Ferreira Costa

Directors

Brazilian Ministry of Science,

Director – Brazilian

Helena Bonciani Nader

Antonio José

Biosciences National

Jailson Bittencourt

Roque da Silva

Laboratory – LNBio

de Andradre

Diretor Geral

João Evangelista

Director-General

Steiner

Cleonice Ywamoto

Julio Francisco Semeghini Neto

José Fernando Perez

Diretora de Administração

Secretário Executivo

Liu Lin

Management Director

Executive Secretary

Luiz Eugênio Araújo

Harry Westfahl Jr.

Biorenewables National

de Moraes Mello

Diretor do Laboratório Nacional de Luz

Laboratory - LNBR

Marcelo Knobel

Technology and Innovations Marcos Cesar Pontes

Ministro de Estado Minister of State

Conselho de Administração do CNPEM

Marcia Cristina Bernardes Barbosa

CNPEM Management Board

Marco Antonio Raupp

Rogério Cezar de Cerqueira Leite

Maurilio Biagi Filho

Presidente

Oswaldo Luiz Alves

President

Reginaldo dos Santos

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Eduardo do Couto e Silva

Diretor do Laboratório Nacional de Biorrenováveis - LNBR Director – Brazilian

Síncrotron – LNLS

Adalberto Fazzio

Director - Brazilian

Diretor do Laboratório

Synchrotron Light

Nacional de

Laboratory - LNLS

Nanotecnologia – LNNano

Kleber Gomes Franchini

Director - Brazilian

Diretor do Laboratório

Nanotechnology National

Nacional de

Laboratory – LNNano

Por Dentro do CNPEM – Terceira edição Inside CNPEM – Third edition

Realização e Textos Initiative and Texts Assessoria de Comunicação do CNPEM

Produção e Edição Production and Editing Maria Livia Ramos Gonçalves Cristiane Delfina Duarte

Desenvolvimento Development Amanda Coltro Ariane Almeida Dora Aquino Erik Nardini Medina Gustavo Martins Moreno Lucas Dias Luciana Noronha MTB 0026595/RJ Murilo Oliveira Renan Picoreti

Estagiário Intern Luiz Nascimento

Colaboraram com os textos e imagens Contributors Adriana Paes Leme Alexandre Cassago Alisson Cardoso Ana Carolina Zeri Andrea Dessen Andrey Nascimento Antônio Borges Arline Melo Beatriz Forcato Camila Korber Carlos Driemeier Celisa Tonoli Celso Benedetti Daniela Trivella Deivany de Lima Douglas Paixão Eduardo Miqueles Emerson Gomes Gabriel Claudiano

Gilberto Martinez Junior Giovanna Gielfi Graziela Esteves João Batista Souza Junior Juciane André Kleber Santos Leticia Zanphorlin Marilia Meira Mario Murakami Marjorie Cavalheiro Matheus Fonseca Micael Nagai Murilo de Carvalho Paola Rosa Patricia Toledo Priscila Alves Raquel Scatolin Reberson Ricci Renata Rocha Renato Sousa Lima Ricardo Bordonal Rodrigo Portugal Santiago Figueroa Selma Tsuda Thiago Spina Valber Ferreira Vera Gouveia

Projeto Gráfico Design Andréa Miranda

Painéis de Impactos / Impact Panels Créditos e referências das imagens / Images credits and references SAÚDE EM FOCO

Biocombustíveis

HEALTH IN FOCUS

Avançados

Novos alvos terapêuticos New therapeutic targets Cardoso, AC et al.,

Advanced Biofuels Tim Marshall

Sensores e Dispositivos

Structure, 2016.

Sensors & Devices

Sensores e Dispositivos Sensors & Devices

Renato Sousa Lima

Winck, FV et al., Scientific Reports, 2015.

AGRICULTURA & MEIO

Nanopartículas Funcionalizadas Functionalized Nanoparticles

AMBIENTE EM FOCO AGRICULTURE AND ENVIRONMENT IN FOCUS

Química de Nutrientes

Cardoso, MB et al., The

Nutrient Chemistry:

Journal of Material

Nascimento et al.,

Chemistry B 2017.

em preparação.

Biofármacos Biopharmaceuticals

Recuperação de aquíferos

Polygon Medical Animation.

Aquifers recovery:

Bioimagem Bioimaging

Pak, T et al., Proceedings

Matheus de Castro

of Sciences (PNAS)

of the National Academy

Fonseca

Descontaminação

Nanotoxicologia Nanotoxicology

da água e do ar Decontamination

Latif U. Khan et al.,

of water and air:

Ilustrações

ACS Applied Nano

Illustration

Materials. 2019

Fingolo, AC et al., Waste

ENERGIA & MATERIAIS

Controle de pragas e

EM FOCO

doenças de plantas

ENERGY AND MATERIALS

Pests and Plant

IN FOCUS

disease control:

Biomass Valor, 2019

Caio Beltrão Amanda Coltro

Fotografia Photography Guilherme Galembeck Giancarlo Giannelli Julio Fujikawa Assessoria de Comunicação CNPEM

Tradução Translation Andrew William Bullock

Fotossíntese Artificial Artificial Photosynthesis

Polo, CC et al., Scientific Reports, 2020

Kyle Szegedi

Plataformas biotecnológicas para a indústria química Biotechnological platforms for the chemical industry Mario Murakami

2020

Catalisadores para reduzir a poluição Catalysts to reduce pollution Barrett, DH et al., Chemical Science, 2016

POR DENTRO DO CNPEM

PALAVRA DO DIRETOR-GERAL | GREETINGS FROM THE DIRECTOR-GENERAL

Realizações nos motivam a trabalhar para levar a ciência brasileira a um novo patamar Achievements motivate us to bring Brazilian science to the next level

esta terceira edição apresentamos as principais realizações do CNPEM - Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, em 2019. Com o início do comissionamento do Sirius, foi encerrada a operação do UVX – o primeiro acelerador de elétrons da América Latina, projetado e montado entre o final da década de 80 e a década de 90. Toda a infraestrutura e as competências existentes no CNPEM foram constituídas a partir deste acelerador que, ao longo de 22 anos de atividades, beneficiou milhares de pesquisadores do Brasil e do mundo. Uma história de sucesso que continuará com o Sirius. A nova fonte de luz síncrotron atingiu marcos importantes no último ano, como o acúmulo do feixe de elétrons em seu acelerador principal e a obtenção das primeiras imagens em testes de tomografia de raios X. Os trabalhos continuam em ritmo acelerado visando o início da operação do Sirius para a comunidade científica. Em 2019, as 32 instalações laboratoriais do CNPEM somaram 47 mil horas de experimentos em suas áreas de atuação. As ações nas áreas de saúde, sustentabilidade e novos materiais apresentaram avanços importantes. Três de nossos projetos de pesquisas foram selecionados para obter recursos provenientes de incentivos fiscais que apoiam as áreas de oncologia e a saúde da pessoa com deficiência. O desenvolvimento sustentável de biocombustíveis avançados, bioquímicos e biomateriais ganhou força e parcerias com a China e a Índia. Nanopartículas antibióticas, nova estratégia para fotossíntese artificial, sensores desenvolvidos com a indústria de óleo e gás representam avan-

POR DENTRO DO CNPEM

2020

ços importantes em materiais avançados. Outra importante conquista de 2019 foi o recorde histórico em transferência e proteção de tecnologias. O CNPEM licenciou duas enzimas para uma startup de biotecnologia e uma tecnologia de aquisição de dados (hardware e software) – que foi desenvolvida para o Sirius – para o GSI FAIR, Centro de Pesquisa alemão, membro da Helmholtz Association. Há que se mencionar também 16 novas tecnologias que foram protegidas no ano no Brasil, além de 13 depósitos internacionais de tecnologias desenvolvidas anteriormente. A maior aproximação do CNPEM com empresas, tanto para a criação quanto para a transferência de tecnologias, amplia o impacto das pesquisas realizadas no Centro e a geração de valor para a sociedade. Adicionalmente, em 2019, o CNPEM renovou seu credenciamento junto à EMBRAPII - Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial, após completar seu primeiro plano de ação, e estendeu a área de competência da Unidade EMBRAPII CNPEM para biotecnologia, que irá incorporar o desenvolvimento de drogas e anticorpos monoclonais, dispositivos e métodos farmacológicos e diversos tipos de materiais avançados. Novamente, o ano exigiu enormes esforços face às restrições orçamentárias, no entanto, o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), principal fomentador de recursos financeiros do CNPEM, tem desempenhado um papel decisivo para o país por proporcionar a continuidade das realizações que nos motivam a trabalhar para levar a ciência brasileira a um novo patamar.

ANTONIO JOSÉ ROQUE DA SILVA

Diretor Geral Director-General

Imagem do campus do CNPEM em Fevereiro de 2020 Photo of CNPEM´s campus in February 2020

en In this third edition, we present CNPEM - Brazilian Center for Research in Energy and Materials main achievements in 2019. Due to the beginning of Sirius’ commissioning, the operation of UVX - the first electron accelerator in Latin America, designed and assembled between the end of the 80s and the 90s - was terminated. All the existing infrastructure and competencies acquired by CNPEM was built thanks to this accelerator that, over 22 years of activities, benefited thousands of researchers from Brazil and many countries. A successful story which will continue with Sirius. The new synchrotron light source has reached important milestones in the past year, such as the storage of electron beam in its main accelerator and the generation of the first images in X-ray tomography tests. The work continues at a quick pace, aiming at the opening of Sirius’ operations for the scientific community. In 2019, CNPEM’s 32 laboratory facilities reached 47,000 hours of experiments in its areas of expertise, helping studies in health, sustainability and new materials. Three of our research projects were selected to receive funds from tax incentives supporting works in oncology and the health of people with disabilities. The sustainable development projects of advanced biofuels, biochemicals and biomaterials have signed partnerships with China and India. Antibiotic nanoparticles, a new strategy for artificial photosynthesis, sensors developed with the oil and gas industry were some developments in advanced materials. Another important achievement of 2019 was the historical record in technology transfer and protection. CNPEM licensed two enzymes for a biotechnology startup and a data acquisition technology (hardware and software) - which was developed for Sirius - to the GSI FAIR, German Research Center, a member of the Helmholtz Association. It should also be mentioned that 16 new technologies were protected in Brazil in 2019, in addition to 13 international patent deposits of previously developed technologies. CNPEM’s closer relationship with companies for the creation and transfer of technologies increases the impact of the research carried out in the Center and generates value for the society. CNPEM also renewed its accreditation with EMBRAPII - Brazilian Company of Research and Industrial Innovation, after completing its first action plan, and extended the competence field of the EMBRAPII CNPEM Unit to biotechnology, which will incorporate the development of drugs and monoclonal antibodies, devices and pharmacological methods. and several types of advanced materials. The year demanded enormous efforts facing budget restrictions, however, the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovations (MCTI), CNPEM’s main financial sponsor, has played a decisive role for the country, by providing continuity of the activities and achieving goals which motivate us to work towards taking Brazilian science to a new level.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

O CNPEM | CNPEM

DO BRASIL PARA O MUNDO UM CENTRO DE PESQUISAS SINGULAR NO PAÍS E MUNDIALMENTE COMPETITIVO. FROM BRAZIL TO THE WHOLE WORLD A UNIQUE AND WORLDWIDE COMPETITIVE BRAZILIAN RESEARCH CENTER.

O CNPEM - Uma instituição única no Pa s CNPEM - A unique Brazilian institution

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais é uma Organização Social financiada pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI). Formado por quatro Laboratórios Nacionais e berço de um dos mais complexos projetos da ciência nacional – o Sirius, o CNPEM apresenta condições singulares para a ciência e tecnologia. A coexistência de equipes multitemáticas altamente especializadas e de infraestruturas laboratoriais modernas e diversificadas constitui rara vantagem competitiva, presente em poucos polos científicos no mundo. Esta diversidade e complementaridade favorece as interações e trocas de informação, viabilizando a aceleração do desenvolvimento e da aplicação de tecnologias na fronteira do conhecimento. O CNPEM reúne mais de 40 instalações de pesquisa, que representam diferentes ferramentas experimentais dedicadas à busca de respostas em inúmeras áreas da ciência. Sob o modelo de Organização Social, a forma de operação do CNPEM permite integrar esforços de P&D e estreitar as relações entre a esfera científica e empresarial, constituindo ambiente fértil para a busca e desenvolvimento de soluções para os setores de energia, agricultura, saúde, meio ambiente, químico, aeroespacial, entre outros. A atuação do CNPEM se traduz em quatro frentes:

The Brazilian Center for Research in Energy and Materials is a Social Organization financed by the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovations (MCTI). Formed by four National Laboratories and the birthplace of one of the most complex Brazilian science projects - Sirius, CNPEM presents a unique environment for science and technology. The coexistence of highly specialized multi-thematic teams, allied to modern and en

operação de instalações abertas às comunidades acadêmica e empresarial, do Brasil e do exterior;

execução de projetos de pesquisa e desenvolvimento internos em suas áreas de competência;

III

estabelecimento de parcerias com empresas dos setores de Agricultura, Indústria e Serviços para apoiar os processos de inovação;

promoção de atividades de treinamento e capacitação das comunidades acadêmica e empresarial.

Essas frentes se inter-relacionam, compondo um ambiente de pesquisa, desenvolvimento e inovação complexo e efervescente, único no País, como mostrado no diagrama.

diversified laboratory infrastructure, is a rare competitive advantage which is present in few scientific centers in the world. This diversity and complementarity favor interactions and exchanges of knowledge, enabling the acceleration of the development and application of technologies at the frontier of knowledge. CNPEM brings together more than 40 research facilities, which house several different experimental tools dedicated to searching for

answers in numerous areas of knowledge. Under the Social Organization model, CNPEM’s way of operating allows it to integrate R&D efforts and strengthen the relationship between the scientific and business spheres, offering a fertile environment for the search for and development of solutions for the sectors of energy, agriculture, health, environment, chemicals and aerospace, among others. CNPEM’s activities are split into four fronts:

III

operation of facilities

execution of

establishment of partnerships

promotion of

open to the Brazilian

internal R&D

partnerships with companies

training and capacity

and international

projects in

in the Agriculture, Industry and

building activities for

academic and

its areas of

Services sectors to support

the academic and

business communities;

expertise;

innovation processes; and

business communities.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

These fronts are interconnected, composing complex and effervescent research, development, and innovation environment, unique in Brazil, as shown in the diagram.

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais é uma organização social vinculada ao Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI).

The Brazilian Center for Research in Energy and Materials is a Social Organization financed by the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovations (MCTI).

2020

POR DENTRO DO CNPEM

OS LABORATÓRIOS NACIONAIS | THE NATIONAL LABORATORIES LNLS

QUATRO LABORATÓRIOS, INFINITAS POSSIBILIDADES. FOUR LABORATORIES, ENDLESS POSSIBILITIES.

LABORATÓRIO NACIONAL DE LUZ SÍNCROTRON | BRAZILIAN SYNCHROTRON LIGHT LABORATORY

Estações experimentais da nova fonte de luz síncrotron Sirius, em processo de montagem Beamlines of the new synchrotron light source Sirius, during the assembly process

MAIS BRILHO PARA A CIÊNCIA BRASILEIRA

COMPETÊNCIAS CORE CAPABILITIES

More brilliance for Brazilian science

Instrumentação Científica

Em 1987, o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) deu início ao projeto de construção da primeira grande infraestrutura científica brasileira, a pioneira fonte de luz síncrotron do Hemisfério Sul, aberta em 1997 às comunidades científicas e industriais. Ao longo da trajetória do Laboratório, áreas estratégicas de pesquisa ganharam destaque, dando origem aos demais Laboratórios Nacionais e configurando o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais. Trinta anos depois, o LNLS segue sua vocação pioneira com a construção do Sirius, a nova fonte de luz síncrotron, de última geração, planejada para ser uma das mais avançadas do mundo. O Sirius funcionará como um laboratório aberto e multiusuário, fornecendo infraestrutura de ponta para realizar experimentos que investigam diversas propriedades da matéria e colaborando para a resolução de problemas científicos e o desenvolvimento de novos produtos e tecnologias.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Espalhamentos de raios X X-ray scattering Scientiﬁc Instrumentation

In 1987, the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) started the project to build the first major Brazilian scientific infrastructure, the pioneer synchrotron light source in the Southern Hemisphere. In 1997, it opened its doors to the scientific and industrial communities. Throughout the Laboratory’s trajectory, strategic research areas gained prominence, giving rise to the forthcoming National Laboratories and CNPEM. Thirty years later, LNLS continues its pioneering vocation with the construction of Sirius, the new, next-generation synchrotron light source, planned to be one of the most advanced in the world. Sirius will operate as an open, multi-user laboratory, providing state-of-the-art infrastructure for carrying out experiments that investigate various properties of matter and collaborating to solve scientific problems and develop new products and technologies. en

Física e Engenharia de Aceleradores / Accelerator Physics and Engineering Fluorescência e Absorção de raios X / X-ray absorption and fluorescence Difração de raios X X-ray diffraction Cristalograﬁa de Macromoléculas Macromolecular crystallography Espectroscopia de ultravioleta e de raios X moles / Ultraviolet and soft X-ray spectroscopy Nanoespectroscopia de Infravermelho Infrared nanospectroscopy Microtomograﬁa de raios X X-ray microtomography

De saúde à energia, de materiais avançados a meio ambiente, do macro ao nano.

LNBio

From health to energy, from materials to the environment, from macro to nano.

LABORATÓRIO NACIONAL DE BIOCIÊNCIAS | BRAZILIAN BIOSCIENCES NATIONAL LABORATORY

Bancadas de uso dos grupos de pesquisadores do LNBio Benches used by LNBio’s research groups

SOLUÇÕES PARA A SAÚDE

COMPETÊNCIAS CORE CAPABILITIES Cristalograﬁa de Proteínas Protein crystallography Bioensaios / Bioassays

Solutions for health O Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) dedica-se a solucionar desafios e promover desenvolvimento e inovação nas áreas de saúde e biotecnologia. Sua plataforma de pesquisa permite investigações sistemáticas - das moléculas aos organismos vivos. As pesquisas do LNBio visam desvendar os mecanismos moleculares de doenças como câncer, doenças cardíacas, neurodegenerativas e negligenciadas, além de identificar compostos bioativos que podem levar ao desenvolvimento de novos medicamentos. Os esforços do Laboratório são especialmente dirigidos às demandas que possam beneficiar o sistema público de saúde. O LNBio lidera a frente de descoberta de fármacos contra a COVID-19 no âmbito da Rede Vírus MCTI. Diferentes técnicas são integradas pelo Laboratório para avaliar o potencial de medicamentos, já disponíveis para tratar outras doenças, em atuar contra o SARS-CoV-2.

Anticorpos Monoclonais Monoclonal Antibodies

The Brazilian Biosciences National Laboratory (LNBio) is committed to solving challenges and promoting development and innovation in the areas of health and biotechnology. Its research platform allows systematic investigations - from single molecules to living organisms. LNBio’s research aims to unravel the molecular mechanisms of diseases such as cancer, as well as cardiac, neurodegenerative, and neglected diseases. It also identifies bioactive compounds that can lead to the development of new drugs. The Laboratory’s efforts are mainly directed to addressing demands that may benefit the Brazilian public health system. LNBio led the drug discovery front against COVID-19 within the scope of the MCTI Virus Network. Different techniques were integrated by the Laboratory to assess the potential of drugs already available to treat other diseases, to act against SARS-CoV-2. en

2020

Química Medicinal e Produtos Naturais Medicinal Chemistry & Natural Products Proteômica / Proteomics Computação Científica Computational Biology Organs-on-a-chip Organs-on-a-chip Espectroscopia e Calorimetria Spectroscopy and Calorimetry Organismos modelo Animal Models Puriﬁcação de Proteínas Protein puriﬁcation Ressonância Magnética Nuclear (RMN) / Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Bioimagens / Biological imaging Biologia Molecular e Cultura de Células Molecular Biology and Cell Culture

POR DENTRO DO CNPEM

OS LABORATÓRIOS NACIONAIS | THE NATIONAL LABORATORIES

LNBR

LABORATÓRIO NACIONAL DE BIORRENOVÁVEIS | BRAZILIAN BIORENEWABLES NATIONAL LABORATORY

POR UMA PRODUÇÃO INDUSTRIAL MAIS LIMPA E SUSTENTÁVEL

COMPETÊNCIAS CORE CAPABILITIES

For cleaner and more sustainable industrial production

Plataformas Microbianas

O Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR) utiliza a biodiversidade e a biomassa brasileiras para desenvolver novos modos de produção de tecnologias limpas para novos modelos de desenvolvimento sustentável. O Laboratório emprega pesquisa e tecnologia para criar alternativas na produção de energia, como combustíveis, e produtos químicos que não dependam do uso de petróleo. Para tanto, desenvolve biotecnologias em escala semi-industrial, que convertem biomassa em produtos de alto valor agregado. O LNBR é singular na medida em que emprega dados experimentais em níveis atômicos e moleculares para desenvolver biotecnologias, que são validadas na Planta Piloto e submetidas para avaliação dos impactos econômicos, ambientais e sociais. Essa agenda traz perspectivas promissoras para os setores de biotecnologia industrial e sucroenergético e cria oportunidades para a produção sustentável de itens que fazem parte do nosso cotidiano.

The Brazilian Biorenewables National Laboratory (LNBR) uses Brazilian biodiversity and biomass to develop a clean technologies for new sustainable development models. The Laboratory employs research and technology to create alternatives in the production of energy, such as fuels, and chemical products that do not depend on the use of oil. To that end, it develops biotechnologies at the semi-industrial scale that convert biomass into added-value products. LNBR is unique as it employs experimental data at atomic and molecular levels to develop biotechnologies that are validated at the Pilot Plant and sujected to assessment of their economic, environmental and societal impacts. This agenda brings promising perspectives for the sectors of industrial biotechnology, sugar and energy and creates opportunities for the sustainable production of items that are part of our daily lives. en

Enzimologia Estrutural e Engenharia de Proteínas Structural Enzymology and Protein Engineering

Microbial Platforms Ômicas Integradas Integrative Omics Química Sustententável Sustainable Chemistry Avaliação Tecnoeconômica e Ambiental Techno-economic and Environmental Assessment Avaliação de Ecossistemas Ecosystem Assessment Biotecnologia para Agricultura Biotechnology for Agriculture Escalonamento de Processos / Process Scaling Análise Físico-química Physical-chemical analysis Bioprocessos / Bioprocesses

A Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos é usada para testar pesquisas realizadas no LNBR em escala semi-industrial. The Pilot Plant is a facility in which the research carried out at LNBR is tested on a semi-industrial scale.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

LNNano

LABORATÓRIO NACIONAL DE NANOTECNOLOGIA | BRAZILIAN NANOTECHNOLOGY NATIONAL LABORATORY

MATERIAIS EM ESCALA NANOMÉTRICA Manipular a matéria na escala atômica pode trazer surpresas, como novos fenômenos físico-químicos e processos para inovação tecnológica. O Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) está aberto para atender a comunidade científica, desenvolver projetos de inovação e pesquisas internas em diferentes campos. Na área da saúde, o laboratório atua na funcionalização de nanopartículas que encapsulam antibióticos e agem de forma seletiva rumo ao alvo desejado. Na área de energia, sintetiza e funcionaliza materiais com eficiência para produzir fotossíntese artificial. Na área de nanotoxicologia, o Laboratório desenvolveu um protocolo para avaliação da toxicidade de nanomateriais: método fundamental para o oferecimento de ensaios de nanotoxicidade a usuários externos na direção do conceito Safety by Design. Ademais, foi dado início a um projeto de cooperação internacional para harmonização de metodologias em nanossegurança no contexto Brasil-União Europeia e regulação de nanomateriais.

en To manipulate matter at the atomic scale can bring surprises which come across as new physical-chemical phenomena or new processes for technological innovation. The Brazilian Nanotechnology National Laboratory (LNNano) serves the scientific community, developing projects involving technological innovation and internal research in different fields. In the Healthcare area, the Laboratory works on the functionalization of nanoparticles that encapsulate antibiotics and act selectively, directly reaching the desired targets. In the Energy area, LNNano performs processes to synthesize and functionalize materials for artificial photosynthesis. In the area of nanotoxicology, a protocol was developed at LNNano to assess the toxicity of nanomaterials: a fundamental methodology to offer quality nanotoxicity tests to external users according to the Safety by Design concept. In addition, an international cooperation project to harmonize nanosecurity methodologies within the Brazil-European Union context and to regulate nanomaterials has been recently launched.

Materials on a nanometer scale COMPETÊNCIAS CORE CAPABILITIES Nanomateriais a partir da Biomassa (Nanocelulose e derivados) / Nanomaterials from Biomass (Nanocellulose and Derivatives) Nanotoxicologia e Nanomedicina Nanotoxicology and Nanomedicine Nanomembranas e Eletrônica Flexível / Nanomembranes and flexible electronics Nanoestruturas Semicondutoras Semiconductor Nanostructures Nanomateriais a partir de Resíduos Nanomaterials from waste Nanosensores e Nanodispositivos Nanosensors and Nanodevices Microfabricação e Filmes Finos Microframes and Thin Films Microﬂuídica / Microfluidics Caracterização Avançada de Materiais / Advanced Material Characterization Microscopias (SEM, TEM, AFM, CryoEM) / Microscopies (SEM, TEM, AFM, CryoEM) Síntese de Nanomateriais Synthesis of Nanomaterials

O criomicroscópio eletrônico de última geração Titan Krios G3i único na América Latina e aberto a usuários. The electronic cryomicroscope Titan Krios G3i is unique in Latin America and it´s open for external users

2020

POR DENTRO DO CNPEM

CNPEM EM NÚMEROS | CNPEM IN NUMBERS

103

ABERTAS

494 USUÁRIOS atraídos 2.019* EXTERNOS

*com a base de 2010 – 2018. Esta estatística utiliza como base de referência os dados a partir de 2010 e a base comparativa para os anos subsequentes é cumulativa.

335 330 por

pesquisadores EXTERNOS

por

pesquisadores INTERNOS

artigos

4312 NOVOS

VIGENTES

CONTRATOS e

35 EMPRESAS ENERGIAS RENOVÁVEIS

FÁRMACOS E MEDICAMENTOS

com

pesquisadores EXTERNOS 14

POR DENTRO DO CNPEM 2020

3 3

QUÍMICA VERDE

do Brasil

do exterior

PRONON e PRONAS

*Em 2019 as atividades do UVX foram encerradas, reduzindo o número de usuários e propostas recebidas para uso das linhas de luz.

selecionados para

*Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica (PRONON) e Programa Nacional de Apoio à Atenção da Saúde da Pessoa com Deficiência (PRONAS)

487

FUNCIONÁRIOS

dedicados às atividades de PESQUISA, desenvolvimento e INOVAÇÃO

A PARTICIPAÇÃO de + de 1.000 pesquisadores EXTERNOS com

EDUCAÇÃO

15 eventos

CIENTÍFICOS

ALIMENTOS

EXTERNAS

projetos

INSTRUMENTAÇÃO AVANÇADA

de PROPOSTAS de PESQUISAS

PETRÓLEO E GÁS AGRICULTURA E AGROPECUÁRIA

+ 750 envolvendo

1.550

PESQUISADORES externos,

PEDIDOS de registro de PROPRIEDADE INTELECTUAL

MINUTOS DE

SIRIUS EM HORÁRIO nobre na TV ABERTA

3.372 visitantes BRASILEIROS

18 ESTADOS

37646visitantes PA Í S E S INTERNACIONAIS

MIL

VISITANTES

no CIÊNCIA ABERTA*

19 CAPACITAÇÃO 550

experimentos

MATERIAIS AVANÇADOS

publicados de

horas

projetos

CIENTÍFICOS

eventos

mil

THE NUMBERS REFLECTING CNPEM´S INITIATIVES IN 2019.

2,6 TONELADAS

alimentos doados *Evento aberto à sociedade para visita às instalações do CNPEM

3 GeV * do

INSTALAÇÕES

NÚMEROS QUE REFLETEM AS AÇÕES DO CNPEM EM 2019.

Booster

SIRIUS

*Gigaeletron volts / O Booster é responsável por dar aos elétrons a energia necessária para que sejam transferidos ao acelerador principal, a partir de onde será emitida a luz síncrotron.

Recorde em número de patentes e passos importantes no desenvolvimento do Sirius são só alguns saldos positivos do CNPEM.

AND

32 OPEN 103 FACILITIES

494 USERS attracted 2.019

EXTERNAL

*in comparison with the period between 2010 and 2018. These statistics use 2010 data as the reference baseline. Values for subsequent years are cumulative.

335 330 by

EXTERNAL researchers

CNPEM researchers SCIENTIFIC

papers

projects 4312 NEW CONTRACTS and

35 COMPANIES RENEWABLE ENERGY

MEDICINAL DRUGS

experim ents

OIL AND GAS

projects SELECTED FOR

PRONON PRONAS and

*National Program to Support Oncological Care (PRONON) and National Program to Support Health Care for People with Disabilities (PRONAS)

487 EMPLOYEES

dedicated TO RESEARCH, development and

ADVANCED INSTRUMENTATION

GREEN CHEMISTRY

FOOD

THE PARTICIPATION

1,000 EXTERNAL researchers

of more THAN

15 SCIENTIFIC events with

EDUCATION

than

Brazilian

and

international

RESEARCHERS

*In 2019, UVX activities were closed, reducing the number of users and proposals received for the use of beamlines.

PATENT applications

MINUTES OF

SIRIUS ON PRIMETIME Brazilian TV

INNOVATION

ORGANIZATION OF

ACTIVITIES

AGRICULTURE AND FARMING

750 EXTERNAL MORE

RESEARCH PROPOSALS involving MORE than 1.550

3.372 visitors 18 FROM

BRAZILIAN STATES

37646visitors COUNTRIES INTERNATIONAL

from

thousand

VISITORS at CIÊNCIA ABERTA*

2,6 TONS OF

with more

food donated

EXTERNAL researchers

*Event open to society to visit CNPEM facilities

THAN

ADVANCED MATERIALS

and

19 TRAINING 550

,000 hours

ONGOING

PUBLISHED

events

A record number of patents and relevant steps towards Sirius launch are only a few signs of CNPEM’s positive balance in 2019.

3 GeV * Booster

SIRIUS

*Gigaelectronvolts / The Booster is responsible for giving electrons the necessary energy to be transferred to the main accelerator, from where the synchrotron light will be emitted.

2020 POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS

MAS O QUE É FEITO NO CNPEM? But what is done at CNPEM? Dentre diversos projetos em áreas estratégicas, confira alguns destaques das pesquisas do CNPEM.

Among several projects in key areas, check out some highlights of CNPEM research.

MICROFABRICAÇÃO E ENGENHARIA DE TECIDOS E ÓRGÃO HUMANOS

O desenvolvimento, fabricação e caracterização de tecidos e órgãos humanos tridimensionais em laboratório tem potencial para revolucionar o sistema de ensaios funcionais e toxicológicos, além de atender à tendência de redução do uso de animais em pesquisas. A engenharia de tecidos e órgãos humanos representa ainda um caminho para

Tecidos são mantidos vivos em chips controlados por computadores. Tissues are kept alive on computer-controlled chips

os avanços da medicina customizada, baseada em procedimentos individuais e mais eficientes. Ainda nesta frente, está a produção de tecidos biológicos dedicados a restaurar ou substituir tecidos lesados.

NOVOS ALVOS TERAPÊUTICOS

Descoberta e validação de novos alvos terapêuticos são passos-chave para desenvolver novos tratamentos de doenças como câncer, insuficiência cardíaca, autismo, doença de Chagas e doenças

SAÚDE EM FOCO

causadas por vírus. A exploração dos mecanismos

HEALTH IN FOCUS

o desenvolvimento de novos fármacos, métodos e

das doenças sob uma perspectiva multiescala, do nível molecular aos aspectos sistêmicos do orga-

Complexo molecular é alvo para insuficiência cardíaca. The molecular complex is a target for heart failure

nismo, identifica e valida alvos promissores para dispositivos de diagnóstico.

O CNPEM dispõe de plataformas tecnológicas avançadas, corpo técnico-científico altamente qualificado e competências integradas em biotecnologia, nanotecnologia, engenharia de materiais e instrumentação avançada. Esse conjunto de atributos foi estrategicamente concebido para promover pesquisa e inovação em temas prioritários e de vanguarda na área de saúde, principalmente aqueles pertinentes às necessidades do Sistema Único de Saúde – SUS.

NANOPARTÍCULAS FUNCIONALIZADAS

Medicamentos seletivos que agem diretamente em células tumorais, bactérias resistentes a antibióticos e vírus são um desafio em saúde. Um potencial nesse campo é o uso de nanopartículas sintetizadas em laboratório. Elas são funcionalizadas para alcançar com eficiência e precisão as regiões-alvo, sem interagir com células sadias.

Nanopartículas antibióticas em contato com bactérias. Antibiotic nanoparticles in contact with bacteria

NANOTOXICOLOGIA

O crescente desenvolvimento de nanomateriais

CNPEM comprises advanced technological platforms, highly qualified technical and scientific staff, and integrated competences in biotechnology, nanotechnology, materials engineering, and advanced instrumentation. This set of attributes was strategically designed to promote research and innovation in priority and cutting-edge themes in the health area, especially those relevant to the needs of the Brazilian Public Health System - SUS. en

POR DENTRO DO CNPEM 2020

traz novas perspectivas para diversos setores industriais. Contudo, possíveis efeitos adversos e impactos destes nanomateriais sobre seres humanos e meio ambiente ainda são pouco conhecidos. O CNPEM atua na avaliação integrada dos impactos de materiais nanométricos na saúde e no meio ambiente. O desenvolvimento de nanomateriais também segue o conceito Safety by Design, que visa uma mitigação proativa de seus efeitos adversos, bem como de seus subprodutos e resíduos gerados durante processos de produção e aplicações.

Modelo animal usado para avaliação de nanopartículas híbridas. Animal model used for evaluation of hybrid nanoparticles

MICROFABRICATION AND ENGINEERING OF HUMAN TISSUES AND ORGANS en The development, manufacture, and charac-

terization of three-dimensional human tissues and organs in a laboratory has the potential to revolutionize the functional and toxicological tests industry. Moreover, it meets the trend of reducing animal experimentation. The engineering of human tissues and organs also represents a path for advances in customized medicine, based on personalized and more efficient procedures. Also on this front, there is the production of biological tissues dedicated to restoring or replacing damaged ones.

NEW THERAPEUTIC TARGETS en Discovery and validation of new therapeutic

targets are key steps in developing new treatments for diseases and conditions such as cancer, heart failure, autism, Chagas disease and diseases caused by arboviruses. The exploration of disease mechanisms from a multiscale perspective, from the molecular level to the systemic aspects of the organism, identifies and validates promising targets for the development of new drugs, methods and diagnostic devices.

FUNCTIONALIZED NANOPARTICLES en Selective drugs that act directly on tumor

cells, bacteria resistant to antibiotics and viruses are a challenge. One potential in this field is the use of nanoparticles synthesized in the laboratory. They are functionalized to efficiently and accurately reach the target cells without affecting the healthy tissue.

NANOTOXICOLOGY en The growing development of nanomaterials

brings new perspectives to several industrial sectors. However, possible adverse effects and detrimental impacts of these nanomaterials on humans and their surroundings are still poorly understood. Thus, an integrated assessment of the effect of nanometric materials on health and the environment is essential. The development of nanomaterials also follows the Safety by Design concept, which aims to proactively mitigate the adverse effects associated with these nanomaterials as well as its by-products and waste during production processes and applications.

2020 POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS BIOIMAGEM

A representação visual do organismo é um dos principais meios utilizados para entender mecanismos e diagnosticar doenças. Iniciativas inovadoras, com o uso de luz síncrotron e técnicas complementares, geram imagens de órgãos e organismos em alta resolução espacial e temporal. Assim, torna-se possível compreender processos físicos e bioquímicos envolvidos em eventos biológicos e patológicos e promover a descoberta e validação de novos alvos terapêuticos em câncer,

Microscopia de fluorescência para estudo de doenças neurodegenerativas. Fluorescence microscopy for the study of neurodegenerative diseases

doenças neurodegenerativas e do neurodesenvolvimento e doenças cardiovasculares.

FÁRMACOS

A geração de novos princípios farmacologicamente ativos se dá a partir da triagem de coleções de moléculas sintéticas e de produtos naturais. Sofisticadas tecnologias detectam a interação estrutural e funcional de compostos identificados como bioativos com alvos terapêuticos, impulsionando a geração de novos fármacos. Em cooperação com empresas do setor farmacêutico, o CNPEM gerencia uma biblioteca de produtos naturais, com mais de 10.000 frações de plantas coletadas na

Compostos da biodiversidade brasileira armazenados em placas. Compounds from the Brazilian biodiversity stored in plates

Amazônia, Mata Atlântica, Caatinga e Cerrado.

SENSORES & DISPOSITIVOS

Sensores inteligentes podem diagnosticar doenças e apoiar profissionais da saúde na indicação de tratamentos mais precisos, personalizados e eficientes. Os dispositivos são desenvolvidos para serem portáteis, de fácil operação, baixo custo e com mesmo nível de confiabilidade, comparável ao de equipamentos sofisticados. A tecnologia pode ser aplicada, por exemplo, para detecção precoce do câncer de mama, ampliando as chances de sucesso de tratamento. O conceito pode ser

Microscopia eletrônica ajuda a revelar marcadores de câncer oral na saliva. Electron microscopy helps to reveal oral cancer markers in saliva

estendido também a dispositivos vestíveis para monitorar tratamentos ou controlar a liberação de drogas.

BIOFÁRMACOS

Biofármacos, e particularmente anticorpos monoclonais, vêm sendo crescentemente utilizados no tratamento de doenças como o câncer, doenças inflamatórias articulares e outras, com benefícios clínicos surpreendentes. A cadeia de produção de anticorpos monoclonais apresenta uma série de desafios tecnológicos, uma vez que essas moléculas farmacológicas são geradas em células. A plataforma dedicada à geração de linhagens celulares aptas para a produção industrial de anticorpos monoclonais biossimilares e inovadores tem como objetivo superar as barreiras tecnológicas e contribuir para viabilizar essa cadeia de produção no Brasil.

POR DENTRO DO CNPEM 2020 2020

Representação de anticorpo monoclonal. Representation of a monoclonal antibody

BIOIMAGING en The visual representation of the organism is one of the

primary means used to understand disease mechanisms and diagnosis. Innovative initiatives, using synchrotron light and complementary techniques, generate images of organs and organisms in high spatial and temporal resolution. It enables the understanding of the physical and biochemical processes involved in biological and pathological events. It also facilitates the discovery and validation of new therapeutic targets in cancer, neurodegenerative, neurodevelopmental and cardiovascular diseases.

MEDICINES en The generation of new pharmacologically active mol-

ecules occurs through the screening of collections of synthetic molecules and natural products. Sophisticated technologies detect the structural and functional interaction of compounds identified as bioactive in relation to a given therapeutic target, driving the generation of new drugs. In cooperation with companies in the pharmaceutical sector, CNPEM manages a library of natural products, with more than 10,000 plant samples collected in the Amazon, Atlantic Forest, Caatinga and Cerrado.

SENSORS & DEVICES en Intelligent sensors can diagnose diseases and support

healthcare professionals in recommending more accurate, personalized, and efficient treatments. These devices are designed to be portable, easy to operate, low cost, and as reliable as standard, sophisticated equipment. This technology can be applied, for example, for the early detection of breast cancer, increasing the chances of successful treatment. The concept can also be extended to wearable devices to monitor treatments or control drug release.

BIOPHARMACEUTICALS en Biopharmaceuticals, and particularly monoclonal antibod-

ies, have been increasingly used in the treatment of diseases such as cancer and inflammatory joint diseases, with surprising clinical benefits. The monoclonal antibody production chain presents a series of technological challenges since these pharmacologically-active molecules are produced by specialized cells. Our platform is dedicated to the generation of cell lines suitable for the industrial production of biosimilar and innovative monoclonal antibodies, and aims to overcome technological barriers and to contribute to making this production chain in Brazil feasible.

2020 2020 POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS

ENERGIA E MATERIAIS EM FOCO ENERGY AND MATERIALS IN FOCUS A demanda mundial por energia tem aumentado significativamente, induzida pelo crescimento da população e da industrialização. Este cenário exige programas científicos avançados dedicados ao desenvolvimento de novas fontes sustentáveis de energia, seja por meio do aproveitamento da palha da cana-de-açúcar ou produção de hidrogênio a partir da água. O contexto requer ainda o desenvolvimento de novos materiais, tecnologicamente projetados para poupar energia, reduzir a pegada de carbono e promover a economia circular e bioeconomia. Investigações e desenvolvimento em biorrenováveis e nanomateriais respondem a esses desafios e contribuem para a jornada de um mundo cada vez mais sustentável.

Produção de cana-de-açúcar tem enorme potencial de geração de bioeletricidade limpa e sustentável. Sugarcane production has enormous potential for generating clean and sustainable bioelectricity

en The world's demand for energy has increased significantly, induced by population growth and industrialization. This scenario requires advanced scientific programs dedicated to the development of new sustainable sources of energy, whether through the use of sugarcane straw or the production of hydrogen from water. The context also requires the development of new materials, technologically designed to save energy, reduce the carbon footprint, and promote circular economy and bioeconomy. Research and development in bio-renewable and nanomaterials respond to these challenges and contribute to the journey of an increasingly sustainable world.

POR DENTRO DO CNPEM

FOTOSSÍNTESE ARTIFICIAL

2020

ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS

O hidrogênio pode ser utilizado em células com-

en Hydrogen can be used in fuel cells as an

bustíveis, como fonte de energia. Materiais na-

energy source. Nanostructured materials

noestruturados têm sido desenvolvidos para

have been engineered to promote “artificial

promover a “fotossíntese artificial” – geração de

photosynthesis” - generation of hydrogen

hidrogênio a partir da eletrólise da água induzida

from water electrolysis induced by sunlight.

pela luz solar. Técnicas de vanguarda resultam no

Cutting-edge techniques result in pure hy-

gás de hidrogênio puro, diferente do gás produzi-

drogen gas, different from the gas currently

do atualmente, por meio de processos que envol-

produced, through processes involving ele-

vem elementos derivados do petróleo.

ments derived from oil.

PLATAFORMAS BIOTECNOLÓGICAS PARA BIOCOMBUSTÍVEIS AVANÇADOS E VÁRIOS SETORES INDUSTRIAIS

Desenvolvimento de plataformas biotecnológicas customizadas para a produção de enzimas e microrganismos com foco na descons-

Bioquímicos e biomateriais avançados podem ser obtidos e funcionalizados com aplicações em embalagens, solventes, adesivos, lubrificantes e outros. Advanced biochemicals and biomaterials can be obtained and functionalized, and used in packaging, solvents, adhesives, lubricants, among other products.

trução e bioconversão da biomassa, isolando de forma eficiente seus constituintes mais abundantes e promissores – celulose e lignina – e convertendo-os em produtos de maior valor agregado, de relevância para o setor químico, dentre outros.

BIOTECHNOLOGICAL PLATFORMS FOR ADVANCED BIOFUELS AND THE INDUSTRIAL SECTOR en Development of customized biotechnological platforms for the

production of enzymes and microorganisms for the deconstruction and bioconversion of biomass, efficiently isolating its most abundant and promising constituents - cellulose and lignin - and converting them into high added-value products of relevance to the chemical industry and others sectors.

ELETROQUÍMICA

Usando o negro de fumo, material obtido como resultado da queima do bagaço da cana-de-açúcar, é possível criar trilhas que conduzem eletricidade sobre o papel. Resultados obtidos recentemente apontam

Nanopartículas de carbono obtidas a partir do bagaço da cana conferem novas funcionalidades aos materiais. Carbon nanoparticles obtained from sugarcane bagasse give new properties to the materials

para futuras aplicações desta tecnologia em dispositivos dobráveis. As trilhas condutivas podem ser usadas também como células eletroquímicas, feitas por impressão 3D. A combinação de nanomateriais obtidos a partir do carbono com a celulose, presente no papel, mostrou um alto desempenho de condutividade, com baixa resistência do material.

ELECTROCHEMISTRY en Using carbon black, a material obtained as a result of burning

sugarcane bagasse, it is possible to create trails that conduct elec-

Ao ser separado do gás, o MEG apresentase em meio líquido. When separated from gas, MEG presents itself as a liquid

tricity on paper. Recently results indicate future applications of this technology in foldable devices. Conductive tracks can also be part of 3D-printed electrochemical cells. The combination of nanomaterials obtained from carbon with cellulose, present in the paper, showed a high conductivity performance with low resistance.

SENSORES & DISPOSITIVOS

SENSORS & DEVICES

Desenvolvimento de sistemas microfluídicos customizados para

en Development of customized microfluidic systems for different

diferentes aplicações na área de petróleo e gás. Por exemplo, para

applications in the oil and gas industry. Applications include quan-

a quantificação de monoetilenoglicol (MEG) presente no proces-

tification of monoethylene glycol (MEG) present in the processing of

samento de gás natural liquefeito (GNL). O MEG evita a obstrução

liquefied natural gas (LNG). MEG avoids the obstruction of the gas

das tubulações de gás, contudo pode gerar efeitos adversos nas

pipes, but it can generate damage to the pipes, environmental con-

tubulações, contaminação ambiental e perda de qualidade do gás.

tamination, and loss of gas quality.

Assim, monitorar a concentração de MEG é importante para

Thus, monitoring the concentration of MEG is essential to ensure

garantir sua dosagem ideal, preservando a qualidade do combus-

its ideal dosage, preserving the quality of the fuel and preventing

tível e prevenindo danos ao meio ambiente.

damage to the environment.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS

MATERIAIS DE ALTO DESEMPENHO

HIGH-PERFORMANCE MATERIALS

Lignina e nanoceluloses provenientes do bagaço de cana-de-açúcar têm

en Lignin and nanocelluloses from sugarcane bagasse can form

a capacidade de formar materiais estruturados de relevância industrial,

structured materials of industrial relevance, particularly for the

em particular, para os setores aeroespacial, automobilístico e da defe-

aerospace, automobile, and defense sectors. Nanocellulose de-

sa. Derivados de nanocelulose têm, por exemplo, a capacidade de for-

rivatives have, for example, the ability to form translucent hy-

mar hidrogéis translúcidos que podem servir para aprisionar moléculas

drogels that can serve to trap active molecules, such as drugs,

ativas, como fármacos, enzimas, proteínas, entre outros. Os hidrogé-

enzymes, proteins, among others. Hydrogels are also capable of

is são capazes de promover uma liberação prolongada de fármacos.

promoting a prolonged release of drugs.

A nanocelulose, associada ao grafeno, subsidia o desenvolvimen-

Nanocellulose, associated with graphene, supports the develop-

to de materiais avançados mais leves e resistentes e com baixo cus-

ment of advanced materials that are lighter, more resistant, and

to energético de produção, que podem beneficiar avanços na indús-

with low energy production costs, which can benefit industry. Nano-

tria. Cerâmicas nanoestruturadas têm o potencial de revolucionar o

structured ceramics have the potential to revolutionize the use of

uso de materiais em condições extremas de pressão e temperatura.

materials in extreme conditions of pressure and temperature.

O CNPEM aplica o estado da arte em biologia sintética, como microrganismos e ezimas, para desenvolver tecnologias e processos até a escala de relevância industrial. CNPEM applies state-of-the-art synthetic biology, such as microorganisms and enzymes, to develop technologies and processes up to industrial scale

BIOCOMBUSTÍVEIS AVANÇADOS

Nanoestrutura confere novas propriedades aos materiais. Nanostructure gives new properties to materials

ADVANCED BIOFUELS

O Brasil é um dos pioneiros e líderes mundiais em biocombustíveis avan-

en Brazil is one of the pioneers and world leaders in advanced

çados e possui uma matriz energética limpa e diversificada. O transporte

biofuels and has a clean and diversified energy matrix. However,

de carga terrestre, marítimo e aéreo tem forte dependência de combus-

terrestrial, maritime, and air cargo transport is highly dependent

tíveis fósseis. Os biocombustíveis líquidos a partir de resíduos agroin-

on fossil fuels. Liquid biofuels from agro-industrial waste can

dustriais podem aumentar a disponibilidade energética e são integráveis

increase energy availability and be integrated (dropped-in) into

(drop-in) no sistema de produção e distribuição atual. O CNPEM aplica o

the current production and distribution system. CNPEM applies

estado da arte em biologia sintética, como microrganismos e enzimas,

state-of-the-art synthetic biology, such as microorganisms and

para desenvolver tecnologias e processos até a escala de relevância in-

enzymes, to develop technologies and processes up to industrial

dustrial visando a produção de biocombustíveis avançados como o eta-

scale, aiming for the production of advanced biofuels such as etha-

nol e também precursores para bioquerosene de aviação e diesel verde.

nol and also precursors for aviation biokerosene and green diesel.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

BIOELECTRICITY

BIOELETRICIDADE

Palha e bagaço da cana-de-açúcar são capazes de suprir 80% do con-

en Sugarcane straw and bagasse are capable of supplying 80% of

sumo elétrico residencial brasileiro, além de reduzir emissões de ga-

the Brazilian residential electricity consumption, in addition to re-

ses de efeito estufa. O Projeto SUCRE (Sugarcane Renewable Electricity)

ducing greenhouse gas emissions. The SUCRE Project (Sugarcane Re-

é uma iniciativa em parceria com usinas do setor sucroenergético

newable Electricity) is an initiative in partnership with power plants

brasileiro, que utilizam palha na geração de eletricidade, para desen-

in the Brazilian sugar-energy sector, which uses straw to generate

volver soluções que elevem tal geração à plenitude da tecnologia dis-

electricity. It aims to develop solutions that elevate such generation

ponível. Projeto gerido em parceria com o Programa das Nações Uni-

to the fullness of the available technology. This project is managed in

das para o Desenvolvimento (PNUD) e financiado pelo Fundo Global

partnership with the United Nations Development Program (UNDP)

para o Meio Ambiente (GEF, sigla em inglês para Global Environment

and financed by the Global Environment Facility (GEF). It involves

Faciliy). Envolve 14 empresas do setor sucroenergético e já alavancou

14 companies in the sugar-energy sector. It has already leveraged

US$ 160 milhões em investimentos no setor privado em melhorias de

US$ 160 million in investments from the private sector in process

processo baseadas em resultados gerados pelo projeto.

improvements based on the results generated by the project.

Nanodispositivos podem transportar rapidamente um grande volume de informações. Nanodevices can quickly transport a large volume of information

DISPOSITIVOS NANOFOTÔNICOS

NANOPHOTONIC DEVICES

A Fotônica - ciência que investiga fenômenos relacionados à luz – deu origem

en Photonics - a science that investigates phenomena related to

às mais variadas tecnologias que impactam diretamente nosso cotidiano: de

light - gave rise to technologies that directly impact our daily lives:

lasers para cirurgias à telas de TVs de alta definição. A atual fronteira da área

from lasers to surgery to high-definition TV screens. The current

é a produção de dispositivos nanométricos capazes de transmitir informação

frontier in the area is the production of nanometric devices capa-

por meio de sinais de luz. Esses nanodispositivos podem transportar um vo-

ble of transmitting information through light signals. These nan-

lume maior de informações, e de forma mais rápida, que os já estabelecidos

odevices can carry a higher volume of data more quickly than the

componentes eletrônicos. Dispositivos ultracompactos baseados em grafe-

established electronic components. Ultracompact graphene-based

no permitem estabelecer as bases para desenvolvimentos de dispositivos

devices provide the basis for the development of nanophotonic com-

nanofotônicos que integrarão equipamentos amplamente utilizados na so-

ponents that can integrate pieces of equipment widely used in soci-

ciedade, incluindo smartphones e fibras ópticas para transmissão de dados.

ety, such as smartphones and optical fibers for data transmission.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS

AGRICULTURA E MEIO AMBIENTE EM FOCO Apesar da grandeza da agricultura brasileira, solos tropicais impõem desafios como baixos teores de matéria orgânica, alta incidência de pragas e doenças. Isso leva ao uso intensivo de fertilizantes químicos importados e altas concentrações de pesticidas. Nesse campo, há uma premissa disruptiva que o microbioma do solo, a fisiologia vegetal e os agentes microbianos de-

AGRICULTURE AND ENVIRONMENT IN FOCUS

vem pautar o desenvolvimento de tecnologias avançadas para o futuro da agricultura e a preservação do meio ambiente. As ações do CNPEM abrangem também avaliações robustas relativas às análises de ciclo de vida, iniciativas para redução de gases de efeito estufa, elaboração de novas formas de manejo agrícola e técnicas inovadoras para recuperação de recursos hídricos.

BACTÉRIAS SUBSTITUEM FERTILIZANTES QUÍMICOS

Bactérias podem induzir o crescimento e a produtividade de culturas agrícolas, sem a necessidade de expansão da área cultivada. Substitutos aos fertilizantes convencionais podem ser produzidos a partir de plataformas micro-

Bactérias isoladas do solo promovem o crescimento de plantas. Bacteria isolated from the soil promote plant growth

bianas customizadas. O CNPEM já identificou milhares de bactérias para o desenvolvimento dessas plataformas microbianas, que podem atuar como substituintes de fertilizantes e promotores de crescimento e de resistência vegetal a pragas e doenças.

QUÍMICA DE NUTRIENTES

Técnicas de luz síncrotron permitem simular e observar em 3D e em tempo real as interações entre nutrientes essenciais para agricultura, as raízes das plantas e as partes sólidas do solo. Esse conhecimento, altamente específico, da química

Imagens obtidas em fonte de luz síncrotron revelam distribuição de nutrientes nas plantas. Images obtained in synchrotron light source reveal distribution of nutrients in plants

de nutrientes e contaminantes nos solos, com resolução de poucos nanômetros, permite o desenvolvimento de modelos e tecnologias de manejo do solo para aumentar a absorção de nutrientes pelas raízes, assim como contribuem para o desenvolvimento de fertilizantes mais eficientes, baratos, menos poluentes e mais apropriados para o solo brasileiro. A tecnologia permite também a localização de nutrientes em vegetais, possibilitando otimizar o processamento e aumentar o valor nutricional dos alimentos, sem aumento de custo.

SENSORES & DISPOSITIVOS

A miniaturização de dispositivos eletrônicos pode beneficiar diferentes tipos de controle e monitoramento ambientais. Sensores funcionais nanofabrica-

Nanoarquitetura em dispositivos microfluídicos beneficiam sensores. Nanoarchitecture in microfluidic devices benefits sensors

dos permitem, por exemplo, monitorar contaminantes da água, quantificar a concentração de CO2 em florestas tropicais, avaliar a propagação de doenças na agricultura, classificar e mensurar microrganismos no solo e elencar efeitos decorrentes do uso de defensivos agrícolas.

RECUPERAÇÃO DE AQUÍFEROS

Técnicas avançadas de luz síncrotron geram imagens 3D com resolução temporal que permitem avaliar a dinâmica de fluídos no solo, aspecto importante para modelar a contaminação e recuperação de aquíferos. Avanços tecnológicos na área de remediação de águas subterrâneas apontam para o uso de nanopartículas metálicas para a degradação in situ de aquíferos contaminados, assim como para a aplicação de microrganismos na degradação de contaminantes.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Técnica com luz síncrotron permite avaliar a dinâmica de fluídos no solo. Synchrotron light technique allows the assessing of fluid dynamics in soil

en Despite the magnitude of Brazilian agriculture, tropical soils impose challenges such as low levels of organic matter and high incidence of pests and diseases. This leads to the intensive use of imported chemical fertilizers and high concentrations of pesticides. In this field, there is a disruptive premise that the soil microbiome, plant physiology and microbial agents must guide the development of advanced technologies for the future of agriculture and the preservation of the environment. CNPEMâ&#x20AC;&#x2122;s actions also include robust assessments related to life-cycle analyses, initiatives to reduce greenhouse gases accumulation, the development of new forms of agricultural management, and innovative techniques for the recovery of water resources.

BACTERIA REPLACE CHEMICAL FERTILIZERS en Bacteria can promote growth and increase in productivity, without

requiring additional cultivated area. Customized microbial platforms can produce substitutes for conventional fertilizers. CNPEM has already identified thousands of bacteria for the development of customized microbial platforms, which can act as substitutes for fertilizers and growth promoters, also making plants resistant to pests and diseases.

NUTRIENT CHEMISTRY en Synchrotron light techniques allow simulation and observation of the in-

teractions between essential nutrients for agriculture, plant roots, and solid parts of the soil in 3D and in real-time. They provide highly specific knowledge on the chemistry of nutrients and contaminants in soils, with a resolution of a few nanometers. It allows the development of models and technologies for soil management to increase the absorption of nutrients by the roots, as well as contributing to the development of more fertilizers that are more efficient, cheaper, less polluting, and more suitable for Brazilian soil. This technology also allows the localization of nutrients in vegetables, making it possible to optimize the uptake of these nutrients and to increase the nutritional value without increasing the costs associated with production.

SENSORS & DEVICES en Miniaturization of electronic devices can benefit different types of en-

vironmental control and monitoring strategies. Functional nanofabricated sensors allow us, for example, to monitor water contaminants, to quantify the concentration of CO2 in tropical forests, to evaluate the spread of diseases in the field, to classify and to measure microorganisms in the soil, and list the effects resulting from the use of pesticides.

AQUIFERS RECOVERY en Advanced synchrotron light techniques generate 3D images with a tem-

poral resolution that allows the assessment of fluid dynamics in the soil, a critical parameter to model contamination and recovery of aquifers. Technological advances in the groundwater remediation field indicate the use of metallic nanoparticles as well as for selected microorganisms for the in-situ recovery of contaminated aquifers.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

PAINEIS DE IMPACTOS | IMPACT PANELS DESCONTAMINAÇÃO DA ÁGUA E DO AR

Resíduo abundante da indústria sucroalcooleira, o bagaço da cana-de-açúcar é a base para a produção de carvão bioativo, destinado para a descontaminação da água e do ar. Avançadas tecnologias transformam o bagaço em um novo material funcionalizado com nanopartículas de prata, conferindo a ele propriedades antibacterianas. O novo material desponta como uma alternativa economicamente viável e

Microscopia revela estrutura de macroporos do carvão ativo. Microscopy reveals macroporous structure of active carbon

com a mesma eficiência, se comparada aos produtos importados já existentes no mercado.

VALOR PARA RESÍDUOS AGRÍCOLAS

O CNPEM promove o desenvolvimento de novos materiais, inclusive pela transformação dos resíduos, para reduzir a pegada de carbono e promover a economia circular e a bioeconomia. Investigações e desenvolvimento em biorrenováveis e nanomateriais contribuem para a jornada de um mundo cada vez mais sustentável.

A palha da cana-de-açúcar passa de resíduo à estrela na produção de novos materiais. The sugar cane straw goes from waste to the star in the production of new materials

CATALISADORES PARA REDUZIR POLUIÇÃO

Um catalisador que utiliza nanopartículas de ouro pode reduzir em até 95% dos poluentes emitidos por motores de veículos. Sua vantagem é a capacidade de funcionar mesmo em temperatura ambiente, o que não ocorre nos catalisadores veiculares usados atualmente, que só funcionam em altas temperaturas e com o motor aquecido. Até atingir a temperatura ideal para os atuais catalisadores, os veículos emitem a

Estrutura de óxido de titânio com nanopartículas de ouro. Titanium oxide structure with gold nanoparticles

maioria dos poluentes que vão para o meio ambiente. O novo desenvolvimento também diminuiria os custos de produção, uma vez que substituiria o uso da platina, paládio e rádio.

CONTROLE DE PRAGAS E DOENÇAS DE PLANTAS

Estudos dos mecanismos de ação de fungos e bactérias em plantas podem auxiliar no desenvolvimento de métodos para a mitigação de pragas e outras doenças que impactam a agroindústria nacional. Um exemplo destes esforços é o estudo do “Amarelinho”, doença causada pela bactéria Xylella fastidiosa, que causa prejuízos à produção do suco concentrado de laranja, importante produto nacional de exportação. Após desvendar mecanismos moleculares da infecção, pesquisas buscam inibir sistema essencial para a respiração da bactéria.

POR DENTRO DO CNPEM 2020 2020

Luz síncrotron revela ultraestrutura celular para estudos da fisiologia das plantas. Synchrotron light reveals cellular ultrastructure for plant physiology studies

DECONTAMINATION OF WATER AND AIR en An abundant residue of the sugar and alcohol indus-

try, sugarcane bagasse is the basis for the production of bioactive charcoal, destined for the decontamination of water and air. Advanced technologies transform the bagasse into a new material functionalized with silver nanoparticles, thereby acquiring antibacterial properties. This new material emerges as an economically viable alternative, as efficient as imported products available in the Brazilian market.

VALUE FOR AGRICULTURAL WASTE en CNPEM promotes the development of new materials,

including the transformation of waste, to reduce the carbon footprint, and to support the circular economy and bioeconomy. Research and development in bio-renewable and nanomaterials contribute to the journey of an increasingly sustainable world.

CATALYSTS TO REDUCE POLLUTION en A Catalyst that uses gold nanoparticles can reduce by

up to 95% the emission of pollutants by vehicles. ItÂ´s advantage is the ability to work even at room temperature, in contrast with the catalysts currently used, which only work at high temperatures generated by the engine operation. Vehicles emit most of the pollutants that go into the environment before reaching the ideal temperature for current catalysts. This new development would also lower production costs, as it would replace the use of platinum, palladium, and radium.

PESTS AND PLANT DISEASE CONTROL en Studies on the mechanisms of action of fungi and bac-

teria in plants can assist in the development of methods for the mitigation of parasites and other diseases that impact the national agribusiness. An example of these efforts is the study of variegated chlorosis, a disease caused by the bacteria Xylella fastidiosa, which causes damage to the production of concentrated orange juice, an important Brazilian export product. After unraveling the molecular mechanisms of the infection, researchers are seeking a way to inhibit an essential system for the bacteriaâ&#x20AC;&#x2122;s respiration.

2020 2020 POR DENTRO DO CNPEM

O QUE ELES DIZEM SOBRE O CNPEM | WHAT DO THEY SAY ABOUT CNPEM relacionados à produção e comercialização de biocombustíveis avançados a partir de biomassa, tive a oportunidade de apoiar várias atividades lideradas pelo CNPEM. No mais recente projeto de Análise do Ciclo de Vida (ACV) liderado pelo LNBR, o grupo usou sua reconhecida experiência global em biocombustíveis, rotas e cadeias de produção para pesquisar, desenvolver e realizar

JACK SADDLER

Co-líder da rede de biocombustíveis líquidos da IEA Bioenergy. Professor de biotecnologia na University of British Columbia Co-leader of the Liquid Biofuels network of IEA Bioenergy. Professor of Biotechnology at the University of British Columbia

avaliações de sustentabilidade. A experiência e a excelência do CNPEM aprimoraram a comparação de diferentes modelos de ACV de países como EUA

(GREET),

Canadá

(GHGenius)

e Europa (BioGrace). Através deste

trabalho, foi possível mostrar que o Como um dos coordenadores da

aparente “desacordo” nos resultados

agenda 39 de Bioenergia da Agência In-

fornecidos pelos diferentes modelos

ternacional de Energia (IEA), que está en-

poderia ser superado através da har-

volvida em pesquisa e desenvolvimento

monização de alguns parâmetros.

sas áreas do conhecimento a uma forte interação com a indústria, uma combinação que se mostrou vitoriosa em diversos países. O CNPEM tem se destacado tanto pelas publicações em revistas de grande prestígio quanto por suas contribuições valiosas para a indústria nacional e para a sociedade brasileira, em temas como energia, saúde e meio ambiente.

Com pesquisadores de alta competência em diversas áreas da ciência e da tecno-

LUIZ DAVIDOVICH

Presidente da Academia Brasileira de Ciências, Professor no Instituto de Física Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ President of the Brazilian Academy of Sciences, Professor at the Institute of Physics - Federal University of Rio de Janeiro

logia trabalhando cooperativamente, demonstra que é possível realizar projetos no país que estejam na fronteira do conhecimento internacional. A realização do ambicioso projeto Sirius, uma das primeiras fontes de luz síncrotron de quarta geração e o mais brilhante de todos os equipamen-

O CNPEM alia a ciência básica e aplicada de qualidade internacional em diver-

POR DENTRO DO CNPEM

2020

tos em sua classe de energia, é uma vitória da ciência e da engenharia nacionais.

en As one of the coordinators of the International Energy Agency’s (IEA) Bioenergy Task 39, which is involved in Research, Development & Deployment related to the production and commercialization of advanced biofuels from biomass, I have had the opportunity to support several activities led by CNPEM. In the most recent Life Cycle Analysis (LCA) project led by LNBR, the group used their well-recognized global expertise in biofuels, routes and production chains to research, develop and carry out sustainability assessments. CNPEM’s expertise and excellence enhanced the comparison of different LCA models from countries such as the US (GREET), Canada (GHGenius) and Europe (BioGrace). Through this work, It was possible to show that the apparent “disagreement” in the results provided by the different models could be overcome by harmonizing a few parameters.

en CNPEM combines fundamental and applied science of international quality in several areas of knowledge with a strong interaction with the industry, a combination that has proved successful in several countries. CNPEM has stood out both for its publications in highly prestigious journals and its valuable contributions to the national industry and Brazilian society, in topics such as energy, health, and the environment. With highly competent researchers in several areas of science and technology, working cooperatively, it demonstrates that it is possible to carry out projects in Brazil that are at the forefront of international knowledge. The achievement of the ambitious Sirius project, one of the first fourth-generation synchrotron light sources and the brightest of all equipment in its energy class, is a victory for Brazilian science and engineering.

A atuação do CNPEM reflete na Ciência, Tecnologia, Indústria e Educação. Confira o que alguns nomes desses setores têm a dizer sobre o Centro.

CNPEM’s performance reflects in Science, Technology, Industry and Education. Check out what some names of these sectors have to say about the Center

TANESKA SANTANA CAL

SUZANA PEREIRA NUNES

Professora do Colégio Estadual Alberto Santos Dumont, Salvador - BA

Professora de Ciência e Engenharia Química e Ambiental da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), Arábia Saudita

Professor at Alberto Santos Dumont State School, Salvador - BA

Professor, Chemical and Environmental Science and Engineering. King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Saudi Arabia

A trajetória do CNPEM e o uso da luz síncrotron mudou o rumo da história da física nacional, a partir das perspectivas inter e

Meu grupo desenvolve membranas para sepa-

multidisciplinares, oferecendo exemplos reais de como as ciências

ração de proteínas e outras moléculas biológicas, para

produzem em conjunto. Para o ensino de educação básica, técnica e

biossensores, recuperação de catalisadores químicos, e

superior, o CNPEM promove para além do treinamento tecnológico

outras aplicações. O controle estrito da morfologia dos

e científico, a continuidade de sonhos alinhados com o desenvolvi-

nanoporos é essencial. Um dos sistemas mais promisso-

mento estratégico e sustentável. A Escola Sirius para Professores

res baseia-se na auto-organização de copolímeros em

do Ensino Médio (ESPEM) permite que a experiência dos profes-

blocos. Entender o mecanismo de formação de poros

sores do ensino de física seja diferente. Esta citada escola cria

nestas membranas é fundamental para assegurar o

estratégias políticas, pedagógicas e de formação docente no ensino

progresso nesta área e transferir o conceito para outros

de física, mobilizando professores para construírem práticas para

materiais. A tecnologia disponível no CNPEM tem

o ensino da física das partículas, para que jovens e adultos enten-

sido valiosa para avaliar a ordem destes sistemas e

dam que os fenômenos físicos estão presentes na vida cotidiana.

a dinâmica de formação de poros.

The journey of the Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) and the use of synchrotron light changed the course of the history of Brazilian physics, from the Inter and Multidisciplinary perspectives, it offers real samples of the applications of the sciences in the real world. For teaching basic, technical and higher education, CNPEM promotes, in addition to technical and scientific training, the pursuing of dreams aligned with strategic and sustainable development. The Sirius School for High School Teachers (ESPEM) allows the experience of high-school teachers to be different. This school creates political, pedagogical and training strategies in the teaching of physics, mobilizing teachers to build practices for schooling particles physics to children, young people and adults, showing how physical phenomena is part of everyday life.

My group at KAUST develops membranes for molecular separations. Providing pore morphology with controlled size and distribution in the nanoscale level is important to enable effective separations of proteins and other biomolecules, recovery of catalysts for the chemical industry, or applications, such as biosensors and scaffolds for biomedical purposes. A system we have been investigating is based on the self-assembly of block copolymers. Understanding the mechanism of pore formation has been fundamental for us to progress, and transfer this concept to other materials. The collaboration with CNPEM has been valuable for following the order and dynamics of the assembly, leading to the membrane formation.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

O QUE ELES DIZEM SOBRE O CNPEM | WHAT DO THEY SAY ABOUT CNPEM

Após visitar (e trabalhar) em vários laboratórios de grande escala, em diferentes continentes, como brasileiro morando no exterior sinto-me orgulhoso de ver um conjunto de laboratórios como o CNPEM ter tanto sucesso, com um enorme impacto tanto em nível nacional quanto internacional. Acompanhei de perto os desenvolvimentos do CNPEM nos últimos anos e é impressionante o impacto positivo que isso traz à educação brasileira e às pesquisas acadêmicas e industriais. Os laboratórios são bem gerenciados por cientistas de

classe alta, a operação diária da instrumentação é realizada por profissionais qualificados experientes, a maioria deles com doutorado nos respectivos campos de especialização. A variedade de operações, o número de equipamentos

MAURO SARDELA

Diretor, Instalações Centrais de Pesquisa Laboratório de Pesquisa de Materiais - Universidade de Illinois em Urbana-Champaign - Estados Unidos Director, Central Research Facilities - Materials Research Laboratory - University of Illinois at Urbana-Champaign – United States

de ponta e as instalações computacionais estão em pé de igualdade com outros grandes centros ao redor do mundo. A localização do CNPEM é particularmente importante - na região estratégica de Campinas, perto de várias instituições acadêmicas de alta classe. Encorajo a comunidade científica e as agências de fomento brasileiras a continuarem apoiando o CNPEM nos próximos anos.

Having visited (and worked in) several large-scale laboratories in different continents, and as a Brazilian living abroad, I feel proud to see a suite of laboratories such as CNPEM to be so successful with a huge impact both at national and international levels. I have closely followed the developments of CNPEM over the past years, and it is amazing the positive impact it brings to Brazilian education and both academic and industrial research endeavours. High-class scientists manage the laboratories, the day-to-day operation of the instrumentation is carried out by experienced, qualified en

professionals, most of them with Ph.D. degrees in the respective fields of expertise. The sheer size of the operation, the number of state-of-the-art equipment and computational facilities are on an equal footing with other large centers around the world. The location of the CNPEM is particularly important – in the very strategic region of Campinas, close to several high-class academic institutions. I encourage the scientific community and Brazilian funding agencies to continue supporting CNPEM in the years to come.

Minha interação com o CNPEM se faz através do LNNano, que se destaca no cenário nacional por sua infraestrutura de ponta em pesquisa científica e tecnológica no campo das nanociências, utilização multiusuária e seu caráter multidisciplinar. Uma característica marcante do LNNano é o envolvimento da coordenação e da equipe técnico-científica com o constante aprimoramento do plano de gestão dos equipamentos e com a disponibilização de uma infraestrutura de exELIZABETH RIBEIRO DA SILVA

celência em microscopia de alta resolução.

Professora do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG

implantou a criomicroscopia eletrônica, de

Professor at the Institute of Biological Sciences at the Federal University of Minas Gerais - UFMG

O cuidado minucioso com que a equipe forma inédita no país, tem permitido a execução de projetos de pesquisa com repercussão internacional em diversos campos do conhecimento.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

en My interaction with CNPEM takes place through the Brazilian Nanotechnology National Laboratory , which stands out for its state-ofthe-art infrastructure for scientific and technological research in the field of nanosciences, multi-user facilities, and its multidisciplinary character. A striking feature of LNNano is the level of engagement of the management and the technical-scientific team with the constant improvement of the equipment management plan and the availability of excellent infrastructure for high-resolution microscopy. The meticulous care with which the team implemented electronic cryomicroscopy, unprecedented in the country, has allowed the execution of research projects with international repercussions in several fields of knowledge.

FOTO: MARCOS SANTOS/USP IMAGENS

Meu curso e campo de pesquisa lidam com tecnologia, inovação e desenvolvimento e, acredito, é muito difícil qualquer reflexão sobre a ciência brasileira sem conhecer um pouco do CNPEM por dentro. Certamente é o centro mais avançado da pesquisa brasileira, com alto padrão de excelência. O que sempre me chamou atenção, no entanto, é que o CNPEM nunca se propôs a ser apenas mais um centro no sistema de produção científica brasileiro. É bom lembrar que os obstáculos foram gigantescos, tanto financeiros, tecnológicos e de estratégias de C&T. A ambição inicial, no entanto, superou esses desafios, qualificou uma nova geração de pesquisadores, abriu campos novos de pesquisa, alcançou resultados que repercutiram na vida econômica e ajudaram até GLAUCO ARBIX

Professor do Departamento de Sociologia, Observatório da Inovação Universidade de São Paulo – USP Professor at the Department of Sociology, Innovation Observatory University of São Paulo - USP

mesmo a capacitar uma malha de empresas brasileiras. A visão atual do Sirius, ainda em fase de comissionamento, desperta a esperança de que a ciência brasileira ainda receberá o mesmo reconhecimento e tratamento que levaram vários países a se tornarem avançados. Falamos de ciência de ponta, mais necessária do que nunca no mundo de hoje em que o conhecimento é chave para a construção de um país educado, justo e decente. É base e exemplo

para uma educação de qualidade. O CNPEM é a ponta mais avançada da ciência brasileira.

My module and research field deal with technology, innovation, and development. I believe that any reflection on Brazilian science is very difficult without knowing a little about CNPEM from the inside. It is certainly the most advanced Brazilian research center, with a high standard of excellence. What has always caught my attention, however, is that CNPEM never set out to be just another center in the Brazilian scientific production system. It is good to remember that the financial and technological obstacles and S&T strategies challenges have been gigantic. The initial ambition, however, overcame these challenges, en

qualified a new generation of researchers, opened up new fields of research, achieved results that had an impact on economic life and even helped to train the staff of a network of Brazilian companies. Sirius’ current vision, although unfinished, raises the hope that Brazilian science will one day receive the same recognition and treatment that led several countries to become scientific leaders. We speak of cutting-edge science, more necessary than ever before in today’s world, in which knowledge is key to building an educated, fair and decent country. It is the basis and example for a quality education. CNPEM is the most advanced edge of Brazilian science.

A pesquisa na Universidade Federal do Ceará tem se beneficiado bastante por meio do acesso às instalações multiusuárias sediadas no CNPEM. Em 2019 celebramos um acordo de mobilidade acadêmica para estudantes da UFC realizarem mestrado e doutorado sanduíche no LNNano. O programa iniciou com quatro estudantes de doutorado das áreas de Engenharia Química, Biotecnologia e Farmacologia com a oportuANTÔNIO GOMES DE SOUZA FILHO

Professor no Instituto de Física da Universidade Federal do Ceará - UFC Professor at the Physics Institute of the Federal University of Ceará - UFC

nidade de desenvolver parte das suas teses em um ambiente de pesquisa de nível internacional e a uma infraestrutura que é o estado da arte na área de nanociência e nanotecnologia, que vai desde a carac-

terização avançada por meio das técnicas modernas de microscopia eletrônica até a nanofabricação e a nanotoxicologia.

en The research at the Federal University of Ceará has significantly benefited from access to multi-user facilities based at CNPEM. In 2019, we signed an academic mobility agreement for UFC students to do part of their MSc. And PhD degrees at LNNano. The program started with four doctoral students from the areas of Chemical Engineering, Biotechnology and Pharmacology who have the opportunity to develop part of their theses in an international level research environment and in an infrastructure that is the state-ofthe-art in the area of nanoscience and nanotechnology, ranging from advanced characterization using modern electron microscopy techniques to nanofabrication and nanotoxicology.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

INTERCÂMBIO DE CONHECIMENTOS | KNOWLEDGE EXCHANGE INFRAVERMELHO

CURSOS, WORKSHOPS E ENCONTROS PROMOVIDOS PELO CNPEM COURSES, WORKSHOPS AND MEETINGS ORGANIZED BY CNPEM

INFRARED

O evento reuniu especialistas e autoridades internacionais em espectroscopia de infravermelho The event brought together specialists and international authorities of infrared studies and practices

The tenth edition of the International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources - WIRMS 2019 was held in Campinas and Ubatuba, from September 23rd to 27th 2019. The event took place in Brazil for the first time. Participants were able to present

WIRMS 2019

NANOFILTROS

and discuss their projects with A décima edição do International Workshop on Infrared Microscopy and

peers working in topic areas

Spectroscopy with Accelerator Based Sources – WIRMS 2019 aconteceu

such as vibrational analysis

pela primeira vez no Brasil, em Campinas e Ubatuba, de 23 a 27 de

setembro de 2019. Os participantes puderam apresentar e discutir

THz spectroscopy, new infra-

seus projetos com pares também envolvidos com temas como aná-

red sources and detectors,

lise vibracional em ambientes extremos, espectroscopia THz, novas

time-resolved chemical anal-

fontes e detectores de infravermelho, análises químicas resolvidas

yses, infrared spectral tomog-

no tempo, tomografia espectral infravermelha, entre outros.

raphy, among others.

NANOFILTERS

GRUN workshop O evento Groundwater Remediation using nano/biotechnology with focus on the Contaminated Resources in Brazil - GRUN aconteceu de 24 a 26 de junho de 2019. Organizado em parceria com a Universidade de Teesside (Reino Unido), o evento reuniu pesquisadores de diversos países para discutir o estado da arte em tecnologias de remediação de águas de subsolo.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

GRUN foi o primeiro evento no País a ter como tema o uso de nanopartículas para a degradação in situ de contaminantes de águas subterrâneas GRUN was the first event in the country on nanoparticles use for in situ degradation of contaminants in groundwater

extreme

environments,

Treinamento e capacitação de pesquisadores do setor produtivo e acadêmico fazem parte da atuação do CNPEM, construindo, renovando e expandindo conhecimento.

Training and qualification of researchers in the productive and academic sectors is part of the work of CNPEM, building, renewing and expanding knowledge.

ENSINO

TEACHING

ESPEM 2020 A segunda Escola Sirius para Professores do Ensino Médio – ESPEM ocorreu de 20 a 24 de janeiro

Realizado entre 31 de julho e 2 de agosto de 2019, o curso reuniu pesquisadores de referência mundial na área de ciências de altas pressões. Held between July 31st and August 2nd, 2019, the workshop brought together world-leading researchers in the field of high-pressure sciences

de 2020, e ofereceu a 35 professores de Física vindos de 20 Estados e do DF, e principalmente da rede pública, uma imersão em uma atmosfera de pesquisa e desenvolvimento de fronteira, com aulas ex-

CONDIÇÕES EXTREMAS

EXTREME CONDITIONS

PRESSYNC

positivas, demonstrações e visitas. The second Sirius School for High School Teachers (ESPEM) was held

O objetivo do workshop Synchrotron Techniques Under High

from the 20 th to the 24th of Janu-

Pressure - PRESSYNC foi discutir o potencial de técnicas ba-

ary 2020. It offered to 35 physics

seadas em luz síncrotron em condições extremas, nas novas

teachers from 20 states and the

fontes de quarta geração, como o Sirius. Este foi um curso sa-

Federal District (mainly from the

télite da 27ª Conferência Internacional sobre Ciência e Tecno-

public schools) immersion in an

logia de Alta Pressão (AIRAPT27), realizado no Rio de Janeiro.

atmosphere of frontier research and development, with lectures,

The goal of the Synchrotron Techniques Under High Pressure -

demonstrations, and visits.

PRESSYNC workshop, was to discuss the potential of techniques based on synchrotron light in extreme conditions, using new fourth-generation sources, such as Sirius. This event was a satellite workshop, part of the 27th International Conference on High-Pressure Science and Technology (AIRAPT27), held in Rio de Janeiro.

The

Groundwater

Remediation

O evento ocorreu em parceria com a Sociedade Brasileira de Física (SBF) e com financiamento do MCTI. The event happened in partnership with the Brazilian Physical Society (SBF) and with funding from the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovations (MCTI).

Nossos estudantes verão que nosso pa s tem um grande potencial de crescimento cient fico e muitas perguntas que ainda não foram respondidas. São eles que vão respondêlas. “Our students will understand that our country has great potential for scientific growth, and it has many questions that have not yet been answered. They are the ones who will address them.” ALEXANDRE CAMPOS

Professor – CE/ Teacher - Ceará Brazilian state

using

nano/biotechnology with focus on the Contaminated Resources in Brazil - GRUN, took place at CNPEM from 24th to 26th of June 2019. Organized in partnership with the University of Teesside (United Kingdom), the event brought together researchers from many countries to discuss the state-of-the-art in underground water remediation technologies.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

INTERCÂMBIO DE CONHECIMENTOS | KNOWLEDGE EXCHANGE

tro de curta duração para danos oculares e epitélio corneano humano reconstruído”, no mês de maio, e Sistemas Microfisiológicos Humanos – Fundamentos e Perspectivas, no mês de novembro. Os cursos reuniram participantes de universidades e empresas de vários estados brasileiros, que além das aulas teóricas, puderam acompanhar a confecção de organoides e a operação da tecnologia na realização de testes de absorção, distribuição, metabolização e toxicológicos in vitro aplicáveis a medicamentos. In Brazil coordinated by the Brazilian Ministry of Sciences, Technology and Innovations (MCTI), the Regional Platform for Alternative Methods to Animal Experimentation, a MERCOSUR initiative, meets the international scenario that promotes and privileges the principle of 3Rs in the use of animals in experiments: Reduction, Refinement

Participantes do curso em aula prática no laboratório de engenharia de tecidos do LNBio Course participants in a practical class at the tissue engineering laboratory

and Replacement. In 2019, CNPEM provided two courses on the platform: ‘Methods for assessing eye safety using in vitro corneal models - short-term in vitro

PREMASUL

Alternativa a testes em animais Alternatives to animal testing

CARACTERIZAÇÃO DE MOLÉCULAS

A Plataforma Regional de Métodos Alternati-

test for eye damage and reconstructed human

vos ao Uso de Animais de Experimentação, ini-

corneal epithelium’, in May, and ‘Human Micro-

ciativa do Mercosul coordenada no Brasil pelo

physiological Systems - Fundamentals and Out-

MCTI, vem ao encontro do panorama interna-

look’, in November. The courses brought togeth-

cional que fomenta e privilegia o princípio dos

er participants from universities and companies

3Rs no uso de animais em experimentos: Re-

from several Brazilian states, who, in addition

duction ou Redução; Refinement ou Refinamen-

to the lectures, were able to shadow the experi-

to e Replacement ou Substituição.

ments for the production of organoids and their

Em 2019, o CNPEM sediou dois cursos da pla-

use in experiments to evaluate in vitro absorp-

taforma: Métodos de avaliação de segurança ocular

tion, distribution and metabolization, as well as

que utilizam modelos in vitro de córnea - teste in vi-

toxicological tests applicable to medicines.

MOLECULES CHARACTERIZATION

Aconteceu nos dias 12 e 13 de novembro a nona edição do Proteomics Workshop, no campus do CNPEM. Cerca

IX Proteomics Workshop

de cinquenta e dois participantes de diversos estados brasileiros apresentaram seus trabalhos e tiveram au-

O curso abordou os métodos de integração de dados, computacional e estatística aplicados a Omics. The course covered the data integration, computational and statistical methods applied to Omics.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

las práticas e teóricas com palestrantes de instituições conceituadas do Brasil, Estados Unidos e Canadá. A reunião foi uma oportunidade de treinamento para usuários atuais e futuros de proteômica e espectrometria de massas, promovendo a interação entre pesquisadores brasileiros e internacionais, além da disseminação de conhecimento especializado na comunidade científica.

BIOMOLÉCULAS

BIOMOLECULES

Workshop de Caracterização de Macromoléculas com foco em afinidade de interações

Macromolecule Characterization Workshop focusing on interaction affinity

RAIOS X

X-RAYS

Carnaúba Workshop A primeira edição do Sirius Workshop on X-ray Nanospectroscopy, Nanodiffraction and Nanoimaging - Carnaúba Workshop trouxe cerca de 130 participantes às novas instalações do Sirius entre os dias 8 e 9 de outubro

48 inscritos do Brasil, Peru, Colômbia e Venezuela participaram do curso. 48 participants from Brazil, Peru, Colombia and Venezuela attended the lectures

de 2019. O evento contou com a participação de especialistas que trabalham na área de espectroscopia de raios X, difração

Dia 7 de agosto de 2019, o workshop apresen-

e imagem nas principais

tou trabalhos e a técnica de termoforese em mi-

instalações do mundo,

croescala: movimento direcionado de partículas

para apresentar e discu-

em um gradiente microscópico de temperatura,

tir as novas oportunida-

que gera informação sobre mudanças na camada

des científicas oferecidas

de hidratação de biomoléculas e em suas estru-

pelas nanossondas de

turas e conformações.

raios X com capacidade de varredura em energia.

On August 7th, 2019, the workshop presented works and the technique of microscale thermophoresis:

The first edition of the

the directed movement of particles in a microscopic

Carnaúba Workshop (Sir-

temperature gradient, generating information about

ius Workshop on X-ray

changes both in the hydration layer of biomolecules

Nanospectroscopy,

and in their structure and conformation.

odiffraction and Nanoim-

Nan-

aging) brought about 130 participants to the new Sirius facilities between October 8th-9th, 2019. The The ninth edition of the Proteomics Workshop took

event was attended by

place on November 12th and 13th 2019 at CNPEM cam-

specialists working in the

pus. Around fifty two participants from various Brazil-

field of X-ray spectroscopy,

ian states presented their work and had practical and

diffraction and imaging

theoretical classes with speakers from prestigious insti-

from the main facilities

tutions in Brazil, the United States and Canada.

across the world, to pres-

The meeting was a training opportunity for cur-

A linha de luz Carnaúba pode contribuir para a construção de baterias melhores (…) Com um entendimento das baterias atuais, podemos projetar recursos para aprimorar seu ciclo de vida, com o objetivo de gerar um setor de transporte e energia recarregáveis. “The Carnaúba Beamline can contribute to building better batteries (…) With a fundamental understanding of today’s batteries, we may be able to engineer features to enhance their life cycle, towards the goal of a rechargeable transportation and energy generation sector.”

ent and discuss the new

rent and future users of proteomics and mass spec-

scientific

trometry, promoting interaction between Brazilian

offered by X-ray scanning

and international researchers, in addition to the

nano-probes.

ANDREW ULVESTAD

Palestrante convidado da Tesla Inc., Estados Unidos Carnaúba's guest speaker from Tesla Inc., USA

opportunities

dissemination of specialized knowledge across the scientific community.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

INTERCÂMBIO DE CONHECIMENTOS | KNOWLEDGE EXCHANGE

O curso foi uma oportunidade para os participantes conhecerem as atualizações na infraestrutura do laboratório de microscopia de força atômica, que recentemente adquiriu novos equipamentos The course was an opportunity for participants to learn about the latest improvements in the Laboratory’s infrastructure, which recently acquired new pieces of equipment

NOVOS MICROSCÓPIOS

NEW MICROSCOPES

IV AFM Workshop

The fourth edition of the Atomic Force Microscopy workshop was held on July 4 th - 5th, 2019. As in previous years, the event introduced students and researchers to the concept of probe scanning microscopy and its applications in various

A quarta edição do Atomic Force Microsco-

conhecerem as atualizações na infraes-

areas. This edition was also an opportunity for

py - AFM Workshop aconteceu nos dias 4 e

trutura do laboratório, que recentemen-

participants to learn about the latest improve-

5 de julho de 2019. Como em outros anos,

te adquiriu novos equipamentos. Os no-

ments to the laboratory’s infrastructure, which

o evento introduziu a estudantes e pes-

vos microscópios possibilitam estudos

recently acquired new pieces of equipment. The

quisadores os conceitos de microscopia

em nanomecânica, medidas elétricas,

new microscopes allow nanomechanics studies,

de varredura por sonda e suas aplicações

imageamento por infravermelho e, ain-

electrical measurements, infrared imaging, live-

em várias áreas. Esta edição também foi

da, imageamento de estruturas biológi-

cell imaging in liquid medium for the observa-

uma oportunidade para os participantes

cas (células vivas), em meio líquido.

tion of biological structures.

BIOTECNOLOGIA

Em maio de 2019, o CNPEM organizou o Workshop de Químicos e Com-

BIOTECHNOLOGY

bustíveis Sustentáveis através da Biologia Sintética. Realizado em par-

Workshop sobre Biotecnologia Industrial Workshop on Industrial Biotechnology

ceria com o Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas do Reino Unido e a Universidade de Nottingham, o fórum explorou desafios científicos complexos e que requerem trabalho integrado: plataformas microbianas, intermediários químicos e biocombustíveis avançados, novas aplicações da lignocelulose e conversão de CO2, temas que envolvem colaborações, financiamentos de projetos entre Brasil e Inglaterra e troca de know-how.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

BIOMASSA

BIOMASS

Curso de Caracterização Qu mica de Bagaço e Palha de Cana-de-açúcar

SUSTENTABILIDADE SUSTAINABILITY

IV Workshop de Resultados do Projeto SUCRE

Course on Chemical Characterization of Bagasse and Sugarcane Straw

IV SUCRE Project Results Workshop

Lamia Zuniga Linan

O objetivo do projeto SUCRE é reduzir

é professora da Uni-

as emissões de gases de efeito estufa

versidade Federal do

por meio do uso da palha de cana-de-

Maranhão (UFMA).

-açúcar para geração de eletricidade.

Seu projeto envol-

Dentre os destaques do workshop de

ve o potencial da fi-

2019, esteve a nova rota de processa-

bra do caroço do açaí

mento de palha da cana-de-açúcar,

na produção de ligni-

que dobra a quantidade de biomassa

na e nanocristais de

usada nas usinas para produção de

celulose, e teve como

energia elétrica. Durante o evento foi

referência o trata-

lançada a PalhaCalc, plataforma onli-

mento do bagaço da

ne que permite estimar a viabilidade

cana-de-açúcar.

da geração de eletricidade.

gia de determinação dos constituintes

Lamia Zuniga Linan is a

The SUCRE project aims to reduce green-

da biomassa, o que torna possível a com-

professor at the Feder-

house gas emissions through the use of

paração entre processos para o desen-

al University of Maran-

straw for electricity generation. Among

volvimento de produtos sustentáveis.

hão (UFMA).

the 2019 workshop´s highlights is the

Participantes da última edição de 2019. Participants of the last 2019 edition Promovido três vezes ao ano, desde 2018, este curso apresenta a metodolo-

Her project involves

novel sugarcane straw processing route,

Since 2018, this course has been of-

the potential of açaí

doubling the amount of biomass used in

fered three times a year and presents

seed fiber for the pro-

the power plants to produce electricity.

methodologies for determining biomass

duction of lignin and

During the event, PalhaCalc, an online

constituents, which makes it possible to

cellulose nanocrystals,

platform that allows estimating the viabil-

compare processes for the development

and had as reference

ity of electricity generation, was launched.

of sustainable products. The event is very

the treatment of sug-

popular and receives an average of 300

arcane bagasse.

registrations per year.

Além de participarem do curso, os inscritos visitaram as instalações do Sirius. In addition to participating in the course, the attendees visited Sirius facilities

In May 2019, CNPEM organized the Workshop on Sustainable Chemicals and Fuels through Synthetic Biology. Held in partnership with the UK Biotechnology and Biological Sciences Research Council and the University of Nottingham, the forum explored complex scientific challenges that require integrated work: microbial platforms, advanced chemical and biofuel intermediates, new applications of lignocellulose

O evento reuniu participantes de vários estados. The event gathered participants from many Brazilian states

and CO2, topics involving collaborations, funding streams between Brazil and England and knowledge exchange.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

INTERCÂMBIO DE CONHECIMENTOS | KNOWLEDGE EXCHANGE

NOVOS HORIZONTES

Participantes do Sinc-Natal, na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Participants of the Synchrotron Light Techniques workshop at the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN)

NEW HORIZONS

Caravana de cientistas A Caravan of scientists Com o objetivo de estender as ações do

(XAS - Ceará) aconteceu em Fortaleza, junto

lém e Salvador, receberam o evento LN-

CNPEM para pesquisadores e instituições

à Universidade Federal do Ceará (UFC), com

Nano: Instalações abertas e pesquisa. A

das mais diversas regiões brasileiras, o

a participação de setenta e quatro estudan-

programação incluiu capacitação na área

Centro tem promovido eventos externos,

tes e profissionais interessados na técnica.

de criomicroscopia e preparo de amos-

em parceria com instituições de ensino e

Na sequência, de 10 a 14 de junho, em

pesquisa de outros estados do País. As

parceria com a Universidade Federal do

Finalmente, em novembro de 2019, a

iniciativas visam, principalmente, divulgar

Rio Grande do Norte (UFRN), aconteceu

XXXI Semana de Química da Universidade

as competências e as instalações abertas

em Natal o Curso Introdutório a Técnicas

Federal do Mato Grosso do Sul (UFMS) re-

do CNPEM, capacitar pesquisadores de

de Luz Síncrotron – Sinc-Natal. O evento

cebeu pesquisadores do CNPEM oferecen-

outras regiões e atrair usuários externos

abordou desde conceitos básicos da in-

do um curso sobre ferramentas avançadas

localizados fora da região Sudeste.

teração radiação-matéria até exemplos

de biologia sintética e biologia industrial.

Em março de 2019, o Curso de Capacitação

avançados de caracterização de materiais.

Esses eventos atenderam 361 jovens pes-

em Espectroscopia de Absorção de raios X

Já no mês de agosto, as cidades de Be-

Com vagas disputadas, o Intronanotox atrai interessados de diversas áreas. With places in high demand, Intronanotox attracts people from various fields.

NANOTOXICOLOGIA NANOTOXICOLOGY

IV Intronanotox

POR DENTRO DO CNPEM

2020

tras para microscopia de força atômica.

quisadores dos cinco estados brasileiros.

Em agosto de 2019, o CNPEM sediou a quarta edição do Curso de Introdução à Nanotecnologia e Nanotoxicologia para 100 pessoas das mais diversas áreas e locais, interessadas em adentrar o universo dos nanomateriais, de suas possíveis aplicações, processos de produção

Intending to extend CNPEM’s actions to researchers and institutions from more Brazilian regions, the Center has been promoting external events, in partnership with teaching and research institutions from other states. The initiatives aim, mainly, to disseminate the competences and CNPEM open facilities, training researchers from the whole country and attracting external users located outside the Southeast region. In March 2019, the Training Course in X-ray Absorption Spectroscopy (XAS - Ceará) took place in Fortaleza, at the Federal University of Ceará (UFC), with the participation of seventy-four students and professionals interested in the technique. From June 10 th to 14 th, in partnership with the Graduate Program of the Center for Exact and Earth Sciences at the Federal University of Rio Grande do Norte, the Introductory Course on Synchrotron Light Techniques took place. The event covered topics from basic concepts of radiation-matter interaction to advanced examples of material characterization. In August, the cities of Belém (Pará state) and Salvador (Bahia State), received training on the latest generation

A apresentação das instalações de pesquisas permitiu abrir os campos e horizontes de aplicações dentro das análises qu micas e de materiais. “The presentation of the research facilities opened the horizons and fields of applications within the chemical and material analysis.”

Fiquei super entusiasmada com o potencial da instituição, de seus profissionais. Saber da abertura para nós estudantes é maravilhoso. “I was super-excited to learn about the potential of the institution and its professionals. Knowing how the center is open for students has been wonderful.”

cryo-microscope, Cryo-TEM, and on the preparation of samples for atomic force microscopy. Finally, in November 2019, during the XXXI Chemistry Week, at the Federal University of Mato Grosso do Sul (UFMS), researchers from CNPEM offered a course on advanced tools in synthetic and industrial biology. These events attended 361 young researchers from five Brazilian states.

ALDENOR GOMES SANTOS

O doutor em química participou do curso em Salvador em busca de mais conhecimentos no campo de análises químicas. The doctor in Chemistry attended the course in Salvador to expand his knowledge in the field of chemical analysis.

JAQUELINE RODRIGUES

A estudante de doutorado da Universidade Federal do Pará (UFPA) busca um nanocarregador originário de planta amazônica. The doctoral student at the Federal University of Pará, Jaqueline Rodrigues, looks for a nature-derived nanocarrier.

challenges and safety.

e desafios de regulamentação e segurança.

In August 2019, CNPEM hosted the fourth

Ministrado por pesquisadores do Centro

edition of the Introduction to Nanotech-

Taught by researchers from the Center

com a participação de professores da Uni-

nology and Nanotoxicology Course for

with the participation of Unicamp profes-

camp, o curso foi gratuito e proporcionou

100 people from diverse areas and loca-

sors, the course was free of charge, pro-

aos inscritos dois dias de discussões rele-

tions interested in entering the universe

viding attendees with two days of relevant

vantes sobre o tema e também a oportuni-

of nanomaterials, their possible applica-

discussions on the topic and also the oppor-

dade de conhecer as instalações do LNNano.

tions, production processes, regulatory

tunity to visit LNNano facilities.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ECOS | ECHOES OF SUCCESS

A MOTIVAÇÃO FAZ A FORÇA. MOTIVATION IS A STRENGTH.

RECONHECIMENTO

ACKNOWLEDGEMENT

Prêmios e conquistas de 2019 Prizes and accomplishments in 2019

ALEXANDRE CASSAGO FLÁVIA REGINA ESTRADA

GISELE CRISTINA DE LIMA

RODRIGO PORTUGAL

DIONÍSIO PEDRO AMORIM NETO

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Um ambiente que desafia e incentiva seus colaboradores propicia a solução de questões nas mais diversas áreas. Confira as premiações de 2019.

An environment that challenges and encourages its professionals and fellows at all times provides the solution to issues in the most diverse areas. Check out the 2019 awards.

MANOEL REGIS LIMA VERDE LEAL

LEANDRO MERCÊS

ADRIANA FRANCO PAES LEME

NARIÊ RINKE DIAS DE SOUZA DAWOOD ALNAJJAR

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ECOS | ECHOES OF SUCCESS

Destaque na Iniciação Cient fica e Tecnológica CNPq

Artigo do ano na revista Cytoskeleton Cytoskeleton Journal paper of the year

Dionísio foi premiado por sua participação no artigo “Microtomografia de raios X de alta resolução baseada em luz síncrotron

Highlight in Scientific and Technological Initiation CNPq

RODRIGO PORTUGAL E/AND ALEXANDRE CASSAGO

para o estudo tridimensional da morfologia neuronal em tecidos inteiros”, publicado em 2018 na revista Scientific Reports, do grupo Nature. O trabalho gerou,

LNNano

pela primeira vez, imagens 3D

doi.org/10.1002/cm.21569

DIONÍSIO PEDRO AMORIM NETO

Financiamento | Funding: FAPESP

Bolsista

Scientific Initiation Scholarship holder

Pesquisa em parceria com a

LNBio

USP São Carlos demonstrou

saudáveis e com epilepsia.

nas (proteínas que formam

Evento | Event: 71ª Reunião anual da SBPC/

o citoesqueleto) ocorre de forma invertida do que foi

71st SBPC annual meeting

estabelecido até então na literatura científica. A correta compreensão deste processo impacta no conhecimento da formação da estrutura celular.

Dionísio was awarded for his participation in the article “High-res-

Supervisor | Supervisor: Matheus de Castro Fonseca

que a formação das septi-

em alta resolução de neurônios

olution X-ray microtomography based on synchrotron for the three-dimensional study of neuronal morphology in whole tissues”, published in 2018 in the journal Scientific Reports, of the

doi.org/10.1038/s41598018-30501-x

Nature group. The work generat-

Financiamento | Funding: CNPq

lution 3D images of healthy neu-

ed, for the first time, high-resorons and with epilepsy.

O trabalho levanta ainda uma questão mais abrangente sobre como a ciência se corrige, nem sempre de forma simples.

Participação no Workshop Internacional EXPO&More

The research, in partnership

Participation in the EXPO & More International Workshop

with the University of São Paulo - São Carlos, demonstrated that the formation of septins (proteins that are part of the

os pesquisadores do instituto apresentaram

FLÁVIA REGINA ESTRADA

cytoskeleton) occurs in reverse order when compared to what

a fundamentação teórica, novos desenvolvimentos e exemplos de aplicação para trata-

LNLS

had been previously described

mento de dados de difração de pó.

in literature until then. The

correct understanding of this

Flávia foi uma das Jovens

Flávia was one of the Young Scientists award-

process impacts the knowledge

Cientistas premiadas pela

ed the opportunity offered by the International

of the formation of the cellular

União

Union of Crystallography (IUCr) to attend the

structure. The study also raises

Cristalografia (IUCr) para

International Workshop EXPO&More, organized

a broad question about how

participar do Workshop

by the Institute of Crystallography (IC) in Bari,

science corrects itself, not al-

Internacional EXPO&Mo-

Italy. At the event, the institute’s researchers

ways in a simple way.

re organizado pelo Insti-

presented the theoretical foundation, new de-

tuto de Cristalografia (IC)

velopments and applications in processing

de Bari, Itália. No evento,

powder diffraction data.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Internacional

Painel premiado em genética de microorganismos

Scientific Initiation Best Panel - Genetics of Microorganisms Visando tornar a fermentação de xilose

In order to make xylose fermentation

mais eficiente para a produção de biorre-

more efficient for the production of

nováveis derivados da biomassa vegetal,

bio-renewable products derived from

Gisele realizou modificações genéticas

plant biomass, Gisele genetically mod-

na levedura S. cerevisiae. O estudo iden-

ified the yeast S. cerevisiae. The study

Supervisor | Supervisor: Leandro Vieira dos Santos

tificou mutações que alteraram os níveis

identified mutations that altered the

intracelulares de metais e a capacidade

intracellular levels of metals and the

Evento | Event: 65º Congresso Brasileiro de Genética/ 65th Brazilian Congress of Genetics

fermentativa das linhagens mutantes, de-

fermentative capacity of the mutant

monstrando a influência da disponibilida-

strains, demonstrating the role of

Financiamento | Funding: FAPESP, CNPq, Instituto Serrapilheira/ Serrapilheira Institute

de de metais na conversão da biomassa

metals availability in the conversion of

em biocompostos.

biomass into biocomposites.

GISELE CRISTINA DE LIMA

Bolsista de Iniciação Científica

Scientific Initiation Scholarship holder LNBR

Melhor tese de doutorado IFGW-Unicamp Best IFGW-Unicamp doctoral thesis

por moléculas semicondutoras. Leandro desvendou o

Melhor Pôster ICALEPCS Best Poster ICALEPCS

transporte eletrônico em estruturas moleculares desor-

DAWOOD ALNAJJAR

denadas, foi possível também LEANDRO MERCÊS

Bolsista de Pós-Doutorado

Post-doc Scholarship holder LNNano

aplicar tal conhecimento para

LNLS

o desenvolvimento de dispositivos funcionais, tais como sensores e biosensores. Besides receiving the award

Supervisor | Supervisor: Carlos César Bof Bufon

for best thesis from the Phys-

Financiamento | Funding: FAPESP, CAPES

dro’s work was also the winner

ics Institute at Unicamp, Lean-

Evento | Event: 17ª ICALEPCS - Conferência Internacional sobre Aceleradores e Grandes Sistemas de Controle Físico Experimental/ 17th ICALEPCS International Conference on Accelerators and Large Experimental Physics Control Systems

of three awards at interna-

Dawood Alnajjar foi premiado na conferência inter-

tional congresses and enabled

nacional ICALEPCS por seu trabalho em um sistema

Além de receber o prêmio de

a collaboration between CN-

de software desenvolvido no CNPEM, que permite

melhor tese do Instituto de

PEM and the University of Al-

enviar e receber dados de dispositivos Compac-

Física da Unicamp, o trabalho

garve, in Portugal.

tRIO através do EPICS, uma plataforma aberta de

de Leandro foi também ven-

The study presents theo-

controle distribuído. Essas ferramentas estão na

cedor de três premiações em

retical and experimental ap-

base do sistema de controle das linhas de luz do Si-

congressos internacionais e,

proaches to charge transport in

rius e possibilitam algumas operações de controle

ainda, abriu portas para uma

systems based on semiconduc-

na escala de algumas dezenas de nanossegundos.

colaboração de pesquisa entre

tor molecules. Leandro clarified

o CNPEM e a Universidade do

electronic transport in disor-

Dawood Alnajjar was awarded the Best Poster prize at

Algarve, em Portugal.

dered

structures,

the international conference ICALEPCS for his work on

Seu estudo apresenta abor-

and it was also possible to

a software system developed at CNPEM, which allows

dagens teóricas e experimen-

apply this knowledge to the de-

the sending and receiving of data from CompactRIO

tais acerca do transporte de

velopment of functional devices

devices through EPICS, an open distributed control

carga em sistemas compostos

such as sensors and biosensors.

platform. These tools are at the base of Sirius’ beam-

molecular

line control system and enable some control operations in the range of a few tens of nanoseconds.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ECOS | ECHOES OF SUCCESS

Seleção para treinamento internacional CD LINKS CD LINKS international training selection NARIÊ RINKE DIAS DE SOUZA

Finalista do Prêmio Octavio Frias de Oliveira para pesquisa em oncologia Finalist of the Octavio Frias de Oliveira prize for Oncology Research ADRIANA FRANCO PAES LEME

LNBR Evento | Event: Escola de verão CD LINKS em modelos de avaliação integrada: uma ferramenta para elaboração de políticas com base científica / CD LINKS summer school on integrated assessment models: a tool for science-based policy making

LNBio Evento | Event: 10ª edição do Prêmio Octavio Frias de Oliveira/ 10th Octavio Frias de Oliveira Award

doi.org/10.1038/s41467-018-05696-2

Com o projeto de doutorado sobre demandas fu-

A pesquisa coordenada por Adriana identificou e quantificou

turas de alimentos e energia, buscando analisar

proteínas associadas à agressividade do câncer de boca, que

como e quanto o modelo de integração bioenergia-

causa cerca de 145 mil mortes por ano no mundo. O uso do

-pecuária pode contribuir para suprir tais deman-

espectrômetro de massas, instrumento que mede íons ba-

das, Nariê foi uma das 20 pessoas selecionadas,

seando-se na sua razão massa/carga, foi essencial para a

dentre cerca de mil candidatos, a participar de um

identificação de assinaturas de proteínas que podem ser as-

treinamento avançado para jovens de todo o mun-

sociadas à agressividade do câncer oral.

do em modelos de avaliação integrada. The research coordinated by Adriana identified and quantified proWith her PhD project on future demands for food and

teins associated with the aggressiveness of oral cancer, which causes

energy, seeking to analyze in what way and how much

about 145 thousand deaths per year in the world. The use of the mass

the bioenergy-livestock integration model can contrib-

spectrometer, an instrument that measures ions based on their mass/

ute to meet these demands, Nariê was one of the 20

charge ratio, was essential for the identification of protein signatures

people selected from a thousand candidates across

that can be associated with the aggressiveness of this tumor.

the globe, to participate in advanced training for young researchers in integrated assessment models.

100 Mais Influentes da Energia 100 Most Influential in Energy MANOEL REGIS LIMA VERDE LEAL

Líder Nacional do Projeto SUCRE - LNBR National Leader of the SUCRE Project - LNBR

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Regis foi homenageado com o Prê-

Regis was presented with the

mio 100 Mais Influentes da Energia

Most Influential in Energy Award

de 2019, concedido pela revista Full

of 2019, granted by Full Energy

Energy, pelos esforços e comprome-

magazine, for his efforts and

timento no setor de energia brasi-

commitment to the Brazilian en-

leiro. Diretor Nacional do Projeto

ergy sector. National Director of

SUCRE, Regis tem uma trajetória

the SUCRE Project, Regis has an

profissional extensa em áreas rela-

extensive professional career in

cionadas à energia, trabalhando na

areas related to energy, work-

coordenação de grandes projetos

ing in the coordination of major

de otimização do aproveitamento

projects to optimize the use of

energético da cana-de-açúcar.

sugarcane for energy.

Contemplada Global Scholar - In -Training Awards - GSITA

Menção Honrosa Prêmio CAPES

Granted the Global Scholar-InTraining Awards - GSITA

Honorable Mention CAPES Award

ANA KARINA OLIVEIRA

CAROLINA CARNIELLI

Bolsista de Pós-Doutorado

Post-doc Scholarship holder

LNBio

Supervisora | Supervisor: Adriana Franco Paes Leme

Evento | Event: 110ª Reunião Anual da AACR, Atlanta, EUA/110th AACR Annual Meeting, Atlanta, USA

Evento | Event: Prêmio CAPES de Melhor Tese/CAPES Award for Best Thesis

Financiamento | Funding: FAPESP

Ana está entre os 15 jovens pesquisadores de nove países

Ainda colhendo frutos de um trabalho promissor para a pes-

em desenvolvimento selecionados pela Associação Ameri-

quisa e busca de soluções contra o câncer de boca, Caroli-

cana de Pesquisa do Câncer (AACR) pelo seu desempenho e

na Carnielli, bolsista de doutorado do CNPEM conquistou a

carreira promissora com pesquisas em câncer.

Menção Honrosa do prêmio CAPES de Tese 2019 para pesqui-

Sua pesquisa mostrou que vesículas extracelulares originadas de câncer de boca modulam células do sistema imune. Além disso, Ana também foi indicada no mesmo congres-

sas na área de Farmácia. A pesquisa de Carolina revelou a identificação e quantificação de proteínas no tecido de câncer de boca e na saliva

so ao prêmio Woman in Cancer Research - WICR.

com potencial de indicar a agressividade desse tumor.

Ana Karina is among 15 researchers from nine developing countries

Still reaping benefits of a promising work for research and search

selected by the American Association for Cancer Research (AACR) for

for solutions against oral cancer, Carolina Carnielli, PhD student

their promising performances and careers within cancer research.

at CNPEM won the Honorable Mention of the CAPES Thesis 2019

Ana’s research showed that extracellular vesicles originating from

award for research in the field of Pharmacy.

oral cancer interfere with change in the function of immune cells.

Carolina’s research addressed the identification and quanti-

Furthermore, Ana was also nominated at the same congress

fication of proteins present in saliva with the potential to inform

for the Woman in Cancer Research - WICR award.

the severity of oral cancer.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ECOS | ECHOES OF SUCCESS

SUSTENTABILIDADE

SUSTAINABILITY

SUCRE | Projeto é destaque em relatório da COP25 SUCRE | Project featured in COP25 report

O Projeto trouxe contribuições significativas sobre o potencial de uso da palha da cana-deaçúcar para geração de energia elétrica limpa. The Project brought significant contributions about the potential of sugarcane straw for generating clean energy

A publicação “South-South and Triangular Cooperation on the Bioeconomy”,

The publication “South-South and Triangular Cooperation on the

lançada durante a Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças

Bioeconomy”, launched during the United Nations Conference on

Climáticas, realizada em dezembro de 2019, no Chile, apresentou o Pro-

Climate Change, presented the SUCRE Project as one of the nine

jeto SUCRE como um dos nove casos de sucesso na implementação do

successful cases in the implementation of the Paris Agreement

Acordo de Paris e dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável defi-

and the Sustainable Development Goals defined by the UN. The

nidos pela ONU. O relatório fornece insights para soluções de desenvol-

report provides insights into practical and effective development

vimento práticas e eficazes empreendidas por países do hemisfério Sul.

solutions undertaken by countries in the southern hemisphere.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

ÚLTIMA HORA COVID-19 LAST MINUTE COVID-2019

Sem precedentes, a pandemia causada pelo surto de SARSCoV-2 evidencia a importância da ciência e da tecnologia para conter ameaças à saúde global. O CNPEM está mobilizado para atuar neste momento crítico. Unprecedented, the pandemic caused by the SARS-CoV-2 outbreak highlights the importance of science and technology in containing threats to global health.CNPEM is mobilized to act in this critical moment.

O mais complexo projeto da ciência brasileira, Sirius recebe os primeiros experimentos. A primeira amostra analisada é uma proteína de SARS-CoV-2. A resolução da estrutura já conhecida mostra que o novo acelerador de partículas gera dados confiáveis e competitivos. Ainda em comissionamento científico, em resposta à pandemia o CNPEM abre chamada excepcional para pesquisadores que atuam com COVID-19 utilizarem a linha de luz Manacá no Sirius. The most complex project in the Brazilian science, Sirius receive its first experiments. The first sample analyzed is a SARS-CoV-2 protein. The resolution of the well-known structure shows that the new particle accelerator generates reliable and competitive data. While in scientific commissioning, in response to the pandemic CNPEM opens an exceptional call for researchers working with COVID-19 to use the Manacá beamline at Sirius.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ÚLTIMA HORA – COVID-19 | LAST MINUTE - COVID-19

RESPOSTAS PARA OS DESAFIOS DO PRESENTE E DO FUTURO

Cristalografia de proteínas, biologia computacional, triagens de fármacos em larga escala, criomicroscopia e outras técnicas avançadas, já estabelecidas no CNPEM, apoiam pesquisas e desenvolvimento contra o nova coronavírus. Protein crystallography, computational biology, large-scale drug screening, cryomicroscopy and other advanced techniques already established at CNPEM, support research and development against the new coronavirus.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Viroses humanas emergentes, como a COVID-19, devem continuar a ameaçar a saúde pública global, com implicações socioeconômicas e de bem-estar significativas. A resposta adequada aos surtos epidêmicos exige, dentre outros, a instituição permanente de competências científicas e tecnológicas multidisciplinares, voltadas à identificação de agentes etiológicos, ao desenvolvimento de métodos de diagnóstico e estratégias de prevenção e tratamentos de doenças virais. Com financiamento do MCTI, o CNPEM implantará novas infraestruturas e competências, complementares as já existentes no Centro, para avançar ainda mais nas pesquisas com viroses humanas patogênicas. Espera-se, por meio desta iniciativa, contribuir para que o Brasil possa responder rapidamente às necessidades sanitárias e médicas em situações de surtos, mas também garantir uma agenda permanente de pesquisa que resulte no aprofundamento do conhecimento básico sobre viroses humanas patogênicas. O projeto em curso contempla a implantação de Laboratório de Nível de Biossegurança 3 (NB3) no CNPEM, assim como investimentos em infraestrutura e recursos nas seguintes frentes de ação: Biologia Sintética e Engenharia Genética, Virologia Molecular e Estrutural, Imunologia Molecular e Engenharia de Anticorpos, Nanobiologia e Dispositivos Diagnósticos, Farmacologia Molecular e Desenvolvimento de Fármacos, Biologia Computacional e Inteligência Artificial. O andamento dos projetos pode ser conferido em pages.cnpem.br/covid. Seguimos juntos e atentos, mobilizados para responder aos desafios do presente e do futuro!

ANSWERS TO THE CHALLENGES OF THE PRESENT AND THE FUTURE en Emerging human viruses, such as COVID-19, are expected to continue to threaten global public health, with significant socioeconomic and welfare implications. The adequate response to epidemic outbreaks requires, among other measures, the permanent institution of multidisciplinary scientific and technological skills, aimed at the identification of etiological agents, the development of diagnostic methods and strategies for the prevention and treatment of viral diseases. With funding from the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovation - MCTI, CNPEM will implement new infrastructures and skills, complementary to those already existing at the Center, to further advance research on pathogenic human viruses. It is hoped, through this initiative, to contribute to Brazilian quick response to health and medical needs in outbreak situations, but also to guarantee a permanent research agenda that results in the deepening of basic knowledge about pathogenic human viruses. The current project contemplates the implementation of the Biosafety Level 3 Laboratory (NB3) at CNPEM, as well as investments in infrastructure and resources in the following fronts of action: Synthetic Biology and Genetic Engineering, Molecular and Structural Virology, Molecular Immunology and Antibody Engineering, Nanobiology and Diagnostic Devices, Molecular Pharmacology and Drug Development, Computational Biology and Artificial Intelligence. The progress of the projects can be followed at pages.cnpem.br/covid We remain together and attentive, mobilized to respond to the challenges of the present and the future!

A força tarefa contra a COVID-19 envolve dezenas de pesquisadores das mais diversas áreas, aplicando seus conhecimentos em pesquisas que visam o desenvolvimento de tratamentos, métodos de diagnóstico e prevenção. The task force against COVID-19 involves dozens of researchers from the most diverse areas, applying their knowledge in research aimed at developing treatments, methods of diagnosis and prevention.

Confira informações atualizadas sobre as ações do CNPEM contra a COVID-19. / Check it out the updated information on CNPEM's actions against COVID-19 Visite/Visit: pages.cnpem.br/covid

2020

POR DENTRO DO CNPEM

ROTAS DE CONHECIMENTO | ROUTES OF KNOWLEDGE

PARÁ UFOPA - Universidade Federal do Oeste do Pará UFPA - Universidade Federal do Pará UNIFESSPA - Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará

NÃO HÁ FRONTEIRA PARA A TROCA DE CONHECIMENTO Not even borders can prevent the exchange of knowledge Através de dados gerados em suas instalações abertas e colaborações científicas, o CNPEM se faz presente na produção científica no Brasil e no mundo. Through its open facilities and research collaboration, the Center marks its presence in Brazilian and worldwide scientific production.

DISTRITO FEDERAL UnB - Universidade de Brasília

GOIÁS UFG - Universidade Federal de Goiás UFJ - Universidade Federal de Jataí

AMAZONAS Pesquisas da Amazônia UFAM - Universidade Federal do Amazonas UFRA - Universidade Federal Rural da Amazônia

RONDÔNIA UNIR - Universidade Federal de Rondônia

MATO GROSSO UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso

MATO GROSSO DO SUL UFGD - Universidade Federal da Grande Dourados UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

SÃO PAULO

A. C. Camargo Cancer Center Hospital de Amor (Barretos)

de Pesquisas Espaciais UFABC - Universidade Federal do ABC UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos UNESP - Universidade Estadual Paulista USP - Universidade de São Paulo Unicamp - Universidade Estadual de Campinas

... +35

BRASIL

BRAZIL

PARANÁ Universidade Católica UEL - Universidade Estadual de Londrina UEM - Universidade Estadual de Maringá UFPR - Universidade Federal do Paraná UNIOESTE - Universidade Estadual do Oeste do Paraná

... +5

O mapa indica as 143 instituições brasileiras conectadas ao CNPEM em 2019, através dos artigos produzidos por pesquisadores internos e usuários. en The map indicates the 143 Brazilian organizations and companies connected to CNPEM in 2019 through papers, produced by in-house researchers and external users.

POR DENTRO DO CNPEM 2020

SANTA CATARINA UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina UNESC - Universidade do Extremo Sul Catarinense

RIO GRANDE DO SUL UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFSM - Universidade Federal de Santa Maria UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos URI - Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões

... +8

TOCANTINS

AMAPÁ

Universidade Federal do Amapá

MARANHÃO

CEARÁ

UEMA - Universidade Estadual do Maranhão UFMA - Universidade Federal do Maranhão

Centro de Pesquisa Paleontológica da Chapada do Araripe UFC - Universidade Federal do Ceará UFCA - Universidade Federal do Cariri

RIO GRANDE DO NORTE

PIAUÍ

UFERSA - Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte

UFPI - Universidade Federal do Piauí

PARAÍBA UFCG - Universidade Federal de Campina Grande UFPB - Universidade Federal da Paraíba

PERNAMBUCO CETENE - Centro de Tecnologia Estratégica do Nordeste UFPE - Universidade Federal de Pernambuco

ALAGOAS

UFAL - Universidade Federal de Alagoas

SERGIPE

CNPEM

Tecnológico Pesquisa do Estado de Sergipe UFS - Universidade Federal de Sergipe

BAHIA Ciência e Tecnologia da Bahia UFBA - Universidade Federal da Bahia UFOB - Universidade Federal do Oeste da Bahia UFRB - Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

ESPÍRITO SANTO UFES - Universidade Federal do Espírito Santo

RIO DE JANEIRO CBPF - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas

MINAS GERAIS CDTN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear Santa Casa de Belo Horizonte UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais UFV - Universidade Federal de Viçosa

... +11

Qualidade e Tecnologia UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro Vale S.A.

... +17

* Os números nas caixas indicam a quantidade de instituições não nomeadas no mapa por estado brasileiro.

The numbers in the bottom of each Brazilian state box indicate the organizations not named on the map.

2020 POR DENTRO DO CNPEM

ROTAS DE CONHECIMENTO | ROUTES OF KNOWLEDGE

MUNDO

O mapa indica as 405 instituições espalhadas pelo mundo conectadas ao CNPEM em 2019 , através dos artigos produzidos internamente e em parceria.

THE WORLD

NORUEGA | NORWAY University of Oslo

... +1

DINAMARCA | DENMARK University of Copenhagen

... +1

ALEMANHA | GERMANY

DESY - Deutsches Elektronen-Synchrotron European X-Ray Free-Electron Laser Facility

... +22

HOLANDA | NETHERLANDS Utrecht University REINO UNIDO ... +2 | UNITED KINGDOM Imperial College London University of Cambridge

University of Edinburgh

... +11

CANADÁ | CANADA University of Waterloo

... +4

BÉLGICA | BELGIUM Université Libre de Bruxelles

... +3

PORTUGAL

ESTADOS UNIDOS | UNITED STATES

Nanotechnology Laboratory U.Porto - Universidade do Porto

CUBA

... +5

UH - Universidad de la Habana

... +1

Harvard University

ESPANHA | SPAIN

NASA Ames Research Center

VENEZUELA UCLA - Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado

ALBA Synchrotron Universidad de Salamanca Universitat Jaume I

SUÍÇA | SWITZERLAND PSI - Paul Scherrer Swiss Federal

... +10

... +1

FRANÇA | FRANCE

ITÁLIA | ITALY

Yale University

... +48

ESRF - European Syncrotron

MÉXICO | MEXICO ... +1

LENS - European Laboratory for Nonlinear Spectroscopy

... +11

Synchrotron SOLEIL

COSTA RICA

... +19

Universidad de Costa Rica

ÁUSTRIA | AUSTRIA

Graz University of Technology

COLÔMBIA | COLOMBIA Universidad del Valle

... +4

Os números nas caixas indicam a quantidade de instituições por país, não nomeadas no mapa.

PERU

CNPEM

BRASIL | BRAZIL 143

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

The numbers in each country box indicate the organizations not named on the map.

URUGUAI | URUGUAY Universidad Autónoma de Chile Universidad de Valparaiso Universidad Mayor

... +5

POR DENTRO DO CNPEM 2020

UDELAR - Universidad de la República

CHILE

ARGENTINA UBA - Universidad de Buenos Aires

... +18

en The map shows the 405 organizations around the world connected to CNPEM in 2019, through articles produced internally and in partnerships.

SUÉCIA | SWEDEN Lund University

... +3

POLÔNIA | POLAND University of Warsaw

... +2

ESLOVÁQUIA | SLOVAKIA Technical University of Košice

LITUÂNIA | LITHUANIA Vilnius University

FINLÂNDIA | FINLAND University of Helsinki

... +5

RÚSSIA | RUSSIA Space Research

... +1

JAPÃO | JAPAN ... +5

COREIA DO SUL | SOUTH KOREA

GRÉCIA | GREECE

CHINA

Central South University

... +3

ESLOVÊNIA | SLOVENIA for Sustainable Technologies

... +1

ARÁBIA SAUDITA | SAUDI ARABIA

KAUST - King Abdullah University of Science and Technology

ÍNDIA | INDIA ... +1

ÁFRICA DO SUL | SOUTH AFRICA Wits University - University of the Witwatersrand

... +2

AUSTRÁLIA | AUSTRALIA The University of Queensland University of Western Australia

... +5

2020 POR DENTRO DO CNPEM

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS ENERGIA

ENERGY

Cristiane Rodella e Hudson Zanin (Unicamp) posicionam amostra na linha de luz. Cristiane Rodella and Hudson Zanin (Unicamp) fitting a sample in the beamline. doi.org/10.1016/j. ensm.2019.08.007 Financiamento | Funding: FAPESP, CAPES, CNPq, FAPEMIG, ANP, Shell/ National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuels e/and SHELL

A supercapacidade dos supercapacitores

The supercapacity of supercapacitors

grande número de ciclos de carga e descarga.

energy is expected to increase continuously in

Neste contexto, Cristiane B. Rodella,

the coming years. Thus, the development of new

APRIMORAMENTO DO ARMAZENAMENTO

pesquisadora do CNPEM, e colaboradores

systems to store and supply energy for various

DE ENERGIA ELÉTRICA.

investigaram eletrodos à base de carbono

applications, from electric cars and buses to portable electronics, is also part of this evolution.

PESQUISA INVESTIGA NOVOS MATERIAIS À BASE DE NIÓBIO PARA O

Em um cenário em que se deseja a redu-

cobertos de nióbio para serem utilizados

ção dos níveis de emissão de gás carbônico

em supercapacitores. Os pesquisadores

Supercapacitors are a class of energy storage

na atmosfera, a busca por fontes alternati-

verificaram que tais eletrodos possuem

devices that combine the properties of batteries

vas de energia elétrica na matriz energética

excelentes características para serem uti-

(high storage capacity) with those of capacitors

mundial deve aumentar continuamente nos

lizados no dispositivo de armazenamento

(ultra-fast charging and power supply), tolerating

próximos anos. Assim, também faz parte

de energia elétrica, incluindo alta capaci-

a large number of charge and discharge cycles.

dessa evolução o desenvolvimento de novos

tância, longa vida útil e alta densidade de

In this context, Cristiane B. Rodella, a re-

sistemas para armazenar e fornecer energia

energia e potência. A pesquisa foi publica-

searcher from CNPEM, and collaborators in-

para aplicações diversas, desde carros e ôni-

da no periódico Energy Storage Materials.

vestigated the use of carbon-based electrodes covered with niobium as supercapacitors.

bus elétricos até eletrônicos portáteis. RESEARCH INVESTIGATES NEW NIOBIUM-

The researchers found that these electrodes

positivos de armazenamento de energia

BASED MATERIALS FOR IMPROVING

have excellent characteristics for use as elec-

que combina as propriedades de baterias

ELECTRICAL ENERGY STORAGE.

trical energy storage devices, including high

Supercapacitores são uma classe de dis-

(alta capacidade de armazenamento) com as

In a scenario where it is desired to reduce the

capacitance, long service life, and high ener-

de capacitores (ultrarrápido carregamento

levels of carbon dioxide emissions into the atmo-

gy and power density. The research was pub-

e fornecimento de energia), tolerando um

sphere, the role of alternative sources of electric

lished in the Energy Storage Materials journal.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Artigos de destaque em 2019. Pesquisas internas em busca de soluções para questões estratégicas nas áreas da saúde, energia, tecnologia, meio ambiente e muito mais.

FONTES RENOVÁVEIS

Highlight papers in 2019. CNPEM’s research in the quest for solutions to strategic challenges in health, energy, technology, the environment, and much more.

RENEWABLE SOURCES

doi.org/10.1126/sciadv.aaw6619

A busca por células fotovoltaicas mais eficientes

The search for more efficient photovoltaic cells

Financiamento | Funding: FAPESP, Agência Nacional de Petróleo/ National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuels, Swiss National Science Foundation

PESQUISA APRESENTA MAPEAMENTO DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE

A STUDY PRESENTS A MAPPING OF THE

MATERIAIS NA NANOESCALA PARA A PRODUÇÃO DE ENERGIA SOLAR.

CHEMICAL COMPOSITION OF NANOMATERIALS

A busca por fontes limpas e renováveis de energia tem se intensifica-

FOR SOLAR ENERGY PRODUCTION.

do nos últimos anos, incluindo a conversão da luz solar em eletricidade

The search for clean and renewable energy sources has intensi-

através de células fotovoltaicas. A eficiência desse processo aumenta

fied in recent years, including the conversion of sunlight into electricity

ano a ano, em especial com a descoberta de novos e melhores materiais.

through photovoltaic cells. The efficiency of this process increases year

Em poucos anos de pesquisa, estruturas cristalinas chamadas pe-

by year, especially with the discovery of novel and better materials.

rovskitas híbridas orgânico-inorgânicas (OIHP) atingiram eficiência

Crystalline structures called organic-inorganic hybrid perovskites

superior a 20%, se equiparada à eficiência do silício. Além disso, elas

(OIHP) have achieved, during the last few years, efficiency superior

têm baixo custo para a produção industrial e podem ser integradas

to 20%, matching that of silicon. OIHP are inexpensive for industri-

em produtos transparentes ou flexíveis, como janelas e roupas.

al production and can be integrated with transparent and flexible

Apesar disso, o material apresenta diversos problemas de es-

products, such as windows and clothing.

tabilidade que limitam seu uso. Na presença de umidade ou altas

However, the material has several stability issues, which limit its

temperaturas, por exemplo, os átomos que compõem a perovskita

use. In the presence of humidity or high temperatures, for example,

podem passar de uma estrutura com atividade fotovoltaica para

the atoms that constitute perovskite can move from a structure with

uma outra forma, inativa.

photovoltaic activity to an inactive form.

Em pesquisa publicada na revista Science Advances, Rodrigo Szos-

In a study published in the journal Science Advances, Rodrigo Szos-

tak e outros pesquisadores da Unicamp, em conjunto com times do

tak (State University of Campinas - Unicamp), in collaboration with

CNPEM e de instituições alemãs e suíças investigaram os diferentes

teams from CNPEM, Germany and Switzerland, investigated the dif-

estados químicos em amostras de perovskitas, ativos e inativos para

ferent chemical states in samples of perovskites, active and inactive

a atividade fotovoltaica. A pesquisa contribui para uma melhor com-

for photovoltaic activity. The research contributes to a better under-

preensão deste material e de suas propriedades, e, assim, para um me-

standing of this material and its properties, and, as a consequence,

lhor desempenho das futuras placas solares baseadas em perovskitas.

to a better performance of future solar plates based on perovskites.

Essas estruturas cristalinas chamadas perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas (OIHP) atingiram eficiência superior a 20%, se comparada à eficiência do silício. These crystalline structures called organic-inorganic hybrid perovskites (OIHP) have achieved, during the last few years, efficiency superior to 20%, matching that of silicon.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

CÂNCER DE MAMA

BREAST CANCER

Matando de fome o câncer de mama Starving breast cancer RETIRADA DAS FONTES PRINCIPAIS DE ALIMENTAÇÃO DE CÉLULAS TUMORAIS RESISTENTES A MEDICAMENTO PODEM LEVAR A NOVOS CAMINHOS PARA O TRATAMENTO DO CÂNCER DE MAMA TRIPLO-NEGATIVO. O câncer triplo-negativo, o TNBC (sigla em inglês), representa aproximadamente 15% a 20% de todos os cânceres de mama. A doença é mais comum em

Células de câncer de mama apresentam heterogeneidade para expressão de glutaminase C (vermelho) e carnitina-palmitoil-transferase (verde). Núcleo das células corado em azul. Breast cancer cells present heterogeneity for the expression of glutaminase C (red) and carnitine-palmitoyl-transferase (green). Cell nucleus stained blue.

ENGENHARIA

ENGINEERING

Protótipo de detector para o Sirius é testado com sucesso

Sirius Detector prototype is successfully tested PEÇAS CENTRAIS DAS ESTAÇÕES DE

amostras estudadas têm tipicamente ta-

PESQUISA, OS DETECTORES SÃO

manhos micrométricos e nanométricos.

RESPONSÁVEIS POR “FOTOGRAFAR”

O detector foi construído a partir de

O RESULTADO DA INTERAÇÃO

sensores e de um chip de leitura de pi-

ENTRE A LUZ SÍNCROTRON E

xels avançado, desenvolvido a partir de

O MATERIAL EM ESTUDO.

uma colaboração chamada Medipix3,

Em 2019, um modelo protótipo dos

liderada pelo CERN (Suíça). O CNPEM

detectores que serão usados nas esta-

faz parte dessa colaboração, juntamen-

ções de pesquisa do Sirius foi testado

te com a empresa campineira PiTec.

em experimentos reais na antiga fonte

A colaboração Medipix foi criada há

de luz síncrotron do CNPEM, o UVX. Esse

20 anos com o intuito de desenvolver

sistema, feito no Brasil, é considerado

tecnologia para a detecção das partícu-

um “detector de grande área”, já que

las geradas nos experimentos do LHC

tanto o feixe de luz síncrotron quanto as

(grande colisor de hádrons). Com o su-

POR DENTRO DO CNPEM

2020

mulheres afrodescendentes, atinge principalmente jovens e é de difícil tratamento por não ter três marcadores importantes para o emprego das terapias mais

eficazes: a amplificação de um receptor de

sível demonstrar que quando a glutamina e

membrana chamado HER2 e receptores dos

as gorduras são inibidas, a resposta ao trata-

hormônios estrógeno e progesterona.

mento melhora, levando a diminuição da mi-

A partir do conhecimento de que as duas

gração das células em até 50%. O estudo foi

principais fontes de alimento das células tu-

capa da revista Journal of Biological Chemistry.

morais de diversos tipos de câncer são a glutamina e ácidos graxos, através de testes in

Triple-negative cancer (TNBC), represents ap-

vitro (em cultura de células), pesquisadores

proximately 15% to 20% of all breast cancers.

restringiram a utilização destas substâncias

The disease is more common in women of Afri-

pelas células. Utilizando um composto que

can descent, affects mainly young people and is

inibe a capacidade das células cancerosas de

difficult to treat because it does not have three

usar a glutamina como fonte de nutrição, o

important markers for the use of the most ef-

grupo de estudo observou que muitas delas

fective treatments: the amplification of a mem-

variant and resistant to the compound, and we

continuaram fortes. Bloquearam, então, a

brane receptor called HER2 and receptors for

pointed out the path of this resistance, which is

utilização de lipídios. “Há células do câncer

the hormones estrogen and progesterone.

the fact that they are also able to use lipids to sur-

Sandra Dias doi.org/10.1074/jbc. coordena a pesquisa RA119.008180 no LNBio. Sandra Financiamento | Dias coordinates the Funding: FAPESP research at LNBio

que são variantes e resistentes ao composto,

Based on the knowledge that the two main

vive. The evaluation of gene expression in tumor

e a gente apontou o caminho dessa resistên-

sources of nutrient for tumor cells of different

tissues extracted from patients confirmed these

cia, que é o fato de que elas são capazes de

types of cancer are glutamine and fatty acids,

findings ”. Explains Sandra Dias, coordinator of

também utilizar lipídios para sobreviver. A

researchers have restricted the use of these sub-

the study and researcher at CNPEM.

avaliação da expressão de genes em tecidos

stances in cell culture (in vitro). Using a compound

Through the selection of drug-resistant tumor

tumorais extraídos de pacientes confirmou

that is undergoing clinical trials and that inhibits

cells, it was possible to demonstrate that if the

estes achados”, explica Sandra Dias, coorde-

the ability of cancer cells to use glutamine as a

uptake of glutamine and lipids is inhibited, the

nadora do estudo e pesquisadora do CNPEM.

source of nutrition, the research group noted that

response to treatment improves, leading to a de-

Através da seleção de células tumorais

many of them remained viable. They then blocked

crease in cell migration by up to 50%. The study

resistentes ao candidato a fármaco, foi pos-

the use of lipids. “There are cancer cells that are

was cover of the Journal of Biological Chemistry.

O sistema possui um total de 2,4 milhões de pixels e cobre uma área de 84 x 84 milímetros quadrados. The system has a total of 2.4 million pixels and covers an area of 84 x 84 square millimeters.

cesso da colaboração, outras aplicações

chrotron light beam and the studied sam-

foram sendo desenvolvidas, como detec-

ples are typically in the micrometric and

tores para a área médica, por exemplo.

nanometric scales.

A conquista abre novas possibi-

The detector was built from sensors and an

lidades para o desenvolvimento de

advanced pixel reading chip, developed in a col-

ferramentas avançadas para estudos

laboration called Medipix3, led by CERN (Swit-

científicos, impulsionando também a

zerland). CNPEM is part of this collaboration,

tecnologia nacional.

together with the Campinas company PiTec.

Central parts of the research stations, the de-

20 years ago to develop technology for the

tectors are responsible for “photographing”

detection of particles generated in the LHC

the result of the interaction between syn-

(large hadron collider) experiments. With the

chrotron light and the material under study.

success of the collaboration, other applica-

In 2019, a prototype model of the detec-

tions were developed, such as detectors for

The Medipix collaboration was created

tors that will be used at Sirius ‘experimental

the medical field.

stations was tested in real experiments on

This achievement opens up new possibil-

the CNPEM synchrotron light source, UVX.

ities for the development of advanced tools

This system, made in Brazil, is considered

for scientific studies; at the same time, it

a “large area detector”, since both the syn-

boosts Brazilian-led technology.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

CORAÇÃO

HEART

Armadilhas do coração

Heart traps

ARTIGO PUBLICADO PELA REVISTA

da doença escolhe expressar aquele tipo

(MEF2C) genes is associated with the devel-

EBIOMEDICINE EXPLORA A HIPÓTESE

particular de proteína MEF2C g+ repres-

opment of Heart Failure Syndrome, a clinical

DE QUE UM DOS PRODUTOS DO GENE

sora e não outras variantes”, explica um

condition that follows diseases such as arteri-

MEF2C, QUE DETERMINA A FORMA E

dos autores do artigo e diretor do LNBio,

al hypertension, ischaemia and valve disease.

O DESENVOLVIMENTO DO CORAÇÃO,

Kleber Franchini.

Researchers from CNPEM identified the

Os autores sugerem, então, que a pro-

variant protein MEF2C g+, generated by al-

CHAVE NO ESTABELECIMENTO DA

dução exagerada da proteína de MEF2C g+

ternative splicing of RNA transcripts from

SÍNDROME DE INSUFICIÊNCIA CARDÍACA.

no coração de adultos é inadequada e tal-

the MEF2C gene, as a deleterious factor,

Já existem na literatura médica estu-

vez um fator crítico na síndrome de insufi-

mediating Heart Failure-associated dys-

dos que demonstram que a proteína re-

ciência cardíaca. A esse respeito, inibir os

function. The study’s findings showed that

guladora da expressão de genes MEF2C

mecanismos bioquímicos que favorecem o

MEF2C g+ is increased in human and rat

(Myocyte Enhancer Factor 2) está associada

aparecimento desta variante repressora do

hearts affected by the disease.

ao desenvolvimento da Síndrome de In-

gene MEF2C pode potencialmente consti-

“We are interested, from a utilitarian point

suficiência Cardíaca, condição clínica que

tuir uma nova modalidade terapêutica para

of view, to understand why a particular dis-

sucede doenças como hipertensão arte-

interferir na progressão da síndrome.

ease chooses to express that particular type

PODE, NA VIDA ADULTA, SER UM PONTO

of repressive MEF2C (g+) protein and not other

rial, isquemia e doença de válvula. AN ARTICLE PUBLISHED BY THE

variants.” Explains one of the authors of the

ram a proteína variante MEF2C g+, gera-

MAGAZINE EBIOMEDICINE EXPLORES THE

article and director of LNBio, Kleber Franchini.

da por meio de splicing alternativo dos

HYPOTHESIS THAT ONE OF THE PRODUCTS

The authors suggest that the overpro-

transcritos de RNA do gene MEF2C, como

OF THE MEF2C GENE, WHICH DETERMINES

duction of MEF2C g+ protein in the heart of

fator deletério, mediador da disfunção na

THE SHAPE AND DEVELOPMENT OF

adults is inadequate and perhaps a critical

insuficiência cardíaca. As descobertas do

THE HEART, MAY, IN ADULTHOOD, BE

factor in Heart Failure syndrome. In this re-

estudo mostram que MEF2C g+ encontra-

A KEY POINT IN THE ESTABLISHMENT

gard, inhibiting the biochemical mechanisms

-se aumentada em corações humanos e

OF THE HEART FAILURE SYNDROME.

that favor the appearance of this repressive

Pesquisadores do CNPEM identifica-

Studies in medical literature already

variant of the MEF2C gene can potentially

“Nos interessa, do ponto de vista utili-

showed that the protein that regulates the

constitute a new therapeutic modality to in-

tário, entender por que uma determina-

expression of Myocyte Enhancer Factor 2

terfere in the progression of the syndrome.

de ratos acometidos pela doença.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Da esqueda para a direita: WT ( Selvagem), MEF2Cy+ e MEF2CyImagens representativas de corte transversal de corações de camundongos demonstrando que animais que superexpressam MEF2Cy+, mas não o MEF2Cy-, desenvolveram cardiomiopatia dilatada. From left to right: WT (Wild), MEF2Cy + and MEF2CyRepresentative crosssectional images of mice hearts showing that animals that overexpress MEF2Cy +, but not MEF2Cy-, developed dilated cardiomyopathy.

UM DOS PRODUTOS DO GENE MEF2C PODE SER UM PONTO CHAVE NO ESTABELECIMENTO DA SÍNDROME DE INSUFICIÊNCIA CARDÍACA doi.org/10.1016/j. ebiom.2019.11.032 Financiamento | Funding: FAPESP, CNPq

EMISSÃO DE GASES

GAS EMISSION

Análise de Ciclo de Vida do etanol pelo mundo Analysis of ethanol Life Cycle around the world RELATÓRIO INTERNACIONAL COMPARA

INTERNATIONAL REPORT COMPARES

OS PRINCIPAIS MODELOS PARA ESTIMAR A

MAIN MODELS USED TO ESTIMATE

EMISSÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA DO

THE GREENHOUSE GAS EMISSIONS

ETANOL, E PROPÕE RECOMENDAÇÕES PARA

FROM ETHANOL AND MAKE

HARMONIZAR DIFERENÇAS ENTRE OS MODELOS

RECOMMENDATIONS TO HARMONIZE

A discrepância nas Avaliações de Ciclo

DIFFERENCES BETWEEN MODELS

de Vida (ACV) na produção de etanol a partir

The discrepancy in Life Cycle Assessments

de cana-de-açúcar, milho e trigo dificultam o

(LCA) for the production of ethanol from sug-

consenso sobre o cumprimento das metas

arcane, corn and wheat makes it difficult to

de mitigação de gases de efeito estufa (GEE).

reach a consensus on meeting the targets for

Para enfrentar este problema, pesquisadores

mitigating greenhouse gases (GHG). To tackle

do CNPEM realizaram um estudo em parceria

this problem, CNPEM researchers carried out

com a International Energy Agency (IEA). A pes-

a study in partnership with the International

quisa forneceu recomendações para promover

Energy Agency (IEA). The study provides rec-

a transparência nos cálculos e nas premissas

ommendations to promote transparency in

de ACV entre as principais ferramentas utiliza-

LCA calculations and assumptions among the

das em todo o mundo, que foram comparadas

main tools used worldwide, which have been

para identificar os principais elementos que as

compared to identify the main elements that

levam a apresentar valores muito diferentes

lead them to present very different values of

de impactos das emissões de GEE do etanol

impacts of GHG emissions from ethanol pro-

produzido a partir da cana, milho e trigo. Para

duced from cane, corn and wheat. For etha-

o etanol produzido a partir da cana foram uti-

nol produced from sugarcane, assumptions

lizadas premissas do modelo da Biorrefinaria

of the model of the Virtual Sugarcane Biore-

Virtual de Cana-de-açúcar, desenvolvida pelo

finery, developed by CNPEM, were used in the

CNPEM, nos três modelos públicos internacio-

three international public models, which cur-

nais, que são hoje o GHGenius-Canadá, GREET-

rently are the GHGenius-Canada, GREET-Unit-

Estados Unidos e BioGrace-União Europeia, e

ed States and BioGrace-European Union, and

os resultados de emissões de GEE caíram cerca

the results of GHG emissions fell by 38%, from

de 38%, de um intervalo de 16 a 45 para 16 a 17

a 16 to 45 interval to 16 to 17 (grams of CO2

(gramas de CO2 equivalente por mega joule).

equivalent per megajoule).

doi.org/10.1016/j. rser.2019.04.043 Financiamento | Funding: International Energy Agency (IEA), U.S. Department of Energy Bioenergy Technologies Office to the Alliance for Sustainable Energy

A pesquisa foi publicada na revista Renewable and Sustainable Energy Reviews. The research was published in the journal Renewable and Sustainable Energy Reviews

FOTO DE/ PHOTO BY RIA PUSKAS – UNSPLASH

2020

POR DENTRO DO CNPEM

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

NANOANTIBIÓTICOS

NANOANTIBIOTICS

Representação 3D demonstra as nanopartículas de sílica (em branco) ligadas às bactérias. 3D representation demonstrates silica nanoparticles (in white) associated with the bacteria. Equipe coordenada por Mateus Cardoso desenvolveu um novo sistema antibiótico capaz de levar medicamentos com precisão até o alvo de infecções bacterianas. The team, coordinated by Mateus Cardoso have developed a new antibiotic system capable of accurately delivering drugs to the bacterial infections

Nanopart culas de s lica para combater bactérias super-resistentes Silica nanoparticles to fight super-resistant bacteria

COVER STORY OF ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS MAGAZINE PROPOSES NEW ANTIBIOTIC SYSTEM. As a reflection of the misuse and high doses of antibiotics, bacterial resistance is a public health problem, which results in 700,000 fatal cases every year. This scenario demands the development of highly effective therapeutic strategies with low concentrations of antibiotics. Carbohydrate-coated silica nanoparticles may

TRABALHO DE CAPA DA REVISTA ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS PROPÕE NOVO SISTEMA ANTIBIÓTICO.

be a solution to this problem. In partnership with the State University of Campinas

Reflexo do uso indevido e de altas doses de antibióticos, as bactérias resistentes

(Unicamp) and the Federal University of Pernambuco

a essas drogas são um problema de saúde pública, que faz 700.000 vítimas fatais a

(UFPE), the work coordinated by Mateus Cardoso have

cada ano. Nesse cenário, é imprescindível o desenvolvimento de estratégias tera-

developed a new antibiotic system capable of accurate-

pêuticas altamente eficazes com baixas concentrações de antibiótico. Nanopartícu-

ly delivering drugs to the bacterial target.

las de sílica revestidas de carboidratos podem ser uma saída.

Gluconamide-coated

silica

nanoparticles

have

Em parceria com a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e a Univer-

demonstrated a high capacity for binding to bacteria, al-

sidade Federal de Pernambuco (UFPE), trabalho coordenado por Mateus Cardoso

lowing the controlled release of small doses of antibiotics

desenvolveu um novo sistema antibiótico capaz de levar medicamentos com preci-

capable of eliminating infections and minimizing the risks

são até o alvo de infecções bacterianas.

of bacterial resistance. Developed to attack gram-nega-

As nanopartículas de sílica revestidas com gluconamida demonstraram alta capa-

tive bacteria, the most pathogenic type, the nanoparticles

cidade de ligação às bactérias, permitindo a liberação controlada de pequenas doses

also showed high stability in biological media, low cytotox-

de antibióticos, capazes de eliminar infecções, minimizando os riscos do surgimento

icity and negligible non-specific adhesion to other targets.

de resistência bacteriana. Desenvolvidas para atacar bactérias gram-negativas, tipo mais patogênico, as nanopartículas apresentaram ainda alta estabilidade em meios biológicos, baixa citotoxicidade e desprezível adesão inespecífica a outros alvos.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

doi.org/10.1002/adfm.201904216 Financiamento | Funding: FAPESP

APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS

WASTE RECOVERY

Como aumentar o desempenho de uma enzima para uma aplicação industrial?

How to increase the performance of an enzyme for an industrual application? TRABALHO PUBLICADO NA

quantidade de açúcar, uma das enzimas

icals and materials, from agro-industrial waste

REVISTA SCIENTIFIC REPORTS

(GH1 β-glucosidase) presente no coquetel

depends on the synergistic action of the several

DETALHA O REDESENHO DE UMA

sofre inibição e para de trabalhar, colo-

enzymes that make up what we call the enzyme

ENZIMA PARA SUPORTAR ALTAS

cando tudo a perder. Para solucionar esse

cocktail. This cocktail breaks down agro-indus-

CONCENTRAÇÕES DE AÇÚCAR.

problema, a Unicamp e a Universidade de

trial raw materials and releases sugar that is

A obtenção de bioprodutos como com-

Cambridge, em parceria com os pesquisa-

hidden in them. Once released, this sugar can

bustíveis, químicos e materiais a partir

dores do CNPEM, redesenharam a enzima

be used to feed microorganisms that, in turn,

de resíduos agroindustriais depende da

GH1, criando uma variável mais tolerante a

can generate the desired bioproduct. However,

atuação sinérgica de diversas enzimas que

altas concentrações de açúcar, permitindo

in this process of breaking and releasing sugar,

compõem o que chamamos de coquetel

dessa forma o melhor aproveitamento do

one of the enzymes (GH1 β-glucosidase) present

enzimático para quebrar essas matérias

resíduo agroindustrial que, neste caso, foi

in the cocktail undergoes inhibition and stops

primas agroindustriais e liberar o açúcar

bagaço de cana-de-açúcar.

working. To solve this problem, Unicamp and University of Cambridge, in partnership with

que nelas está escondido. Uma vez liberado, esse açúcar pode ser utilizado para

WORK PUBLISHED IN THE SCIENTIFIC

CNPEM researchers, redesigned the GH1 en-

alimentar microrganismos que, por sua

REPORTS DETAILS THE REDESIGN

zyme, creating a variable more tolerant to high

vez, podem gerar o bioproduto desejado.

OF AN ENZYME TO SUPPORT HIGH

concentrations of sugar, thus allowing better

No entanto, nesse processo de quebra e

SUGAR CONCENTRATIONS

use of agroindustrial waste, which in the case of

liberação, a partir de uma determinada

Obtaining bioproducts such as fuels, chem-

this study was sugarcane bagasse.

PESQUISADORES REDESENHARAM A ENZIMA GH1, CRIANDO UMA VARIÁVEL MAIS TOLERANTE A ALTAS CONCENTRAÇÕES DE AÇÚCAR doi.org/10.1038/s41598-019-41300-3

Comparação entre enzima Bgl selvagem e modificada. As mutações alteram as características do sítio ativo da enzima (uma parte essencial), conferindo maior tolerância à glucose. Comparison between wild and modified Bgl enzymes. The altered mutations change the characteristics of the enzyme’s active site (an essential part), improving glucose tolerance.

Financiamento | Funding: CNPq, CAPES, Computational Biology Program e Leverhulme Trust Centre for Natural Material Innovation and the OpenPlant Synthetic Biology Research Center

2020

POR DENTRO DO CNPEM

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

ENERGIAS RENOVÁVEIS

RENEWABLE ENERGY

Fotoss ntese artificial: natureza inspira energias renováveis Artificial photosynthesis: nature inspires renewable energy

O novo sistema de fotossíntese artificial deve agora inspirar o projeto de dispositivos destinados a produzir hidrogênio e oxigênio a partir da água e luz solar. Os desafios do processo incluem aumentar ainda mais a eficiência e fazer com que estes dispositivos sejam duráveis, viáveis e atrativos para a indústria. AVANT-GARDE TECHNIQUES SEEK TO OBTAIN PURE HYDROGEN FROM THE ELECTROLYSIS OF WATER INDUCED BY SUNLIGHT – USING THE SO-CALLED ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS. Hydrogen is a clean energy source, useful for fuel cells. The research coordinated by Edson Leite, showed that combining hematite (iron oxide) and antimony (a semimetal) optimizes the separation process of photogenerated charges, facilitating the generation of

Imagens de microscopia eletrônica de varredura por transmissão e mapeamento químico do fotocatalisador de hematita dopado com antimônio. Transmission scanning electron microscopy images and chemical mapping of the antimony-doped hematite photocatalyst

pure hydrogen from water. The study, published in the Journal of Materials Chemistry A, resulted in a more than six-fold jump in charge separation efficiency compared to the conventional method, which leads to pure hematite. When irradiating hematite, sunlight excites the electron from the valence band to the conduction band, generating a difference in charge that must be maintained for the generation of hydrogen. Antimony promotes a higher flow of electrons, increasing the efficiency of the process. The new artificial photosynthesis

partir da água. O estudo, publicado no Jour-

system should now inspire the design of

HIDROGÊNIO PURO A PARTIR DA ELETRÓLISE

nal of Materials Chemistry A, resultou em um

devices designed to produce hydrogen

DA ÁGUA INDUZIDA PELA LUZ SOLAR – NA

salto de mais de seis vezes na eficiência de

and oxygen from water and sunlight.

CHAMADA FOTOSSÍNTESE ARTIFICIAL.

TÉCNICAS DE VANGUARDA BUSCAM OBTER

separação de carga em comparação ao mé-

The challenges of the process include

O hidrogênio é uma fonte de energia

todo convencional, que leva a hematita pura.

further increasing efficiency and mak-

limpa, útil para abastecer células combustí-

Ao irradiar a hematita, a luz solar excita o

ing these devices durable, viable, and

veis. Pesquisa coordenada por Edson Leite,

elétron da banda de valência para a de condu-

mostrou que aliar hematita (óxido de ferro)

ção, gerando uma diferença de carga que deve

e antimônio (um semimetal) otimiza o pro-

ser mantida para a geração de hidrogênio. O

cesso de separação de cargas fotogeradas,

antimônio promove um maior fluxo de elé-

doi.org/10.1039/C9TA05452A

facilitando a geração de hidrogênio puro a

trons, aumentando a eficiência do processo.

Financiamento | Funding: FAPESP

POR DENTRO DO CNPEM

2020

attractive to the industry.

ílulasCIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | pDESTAQUES Pequenas doses de pesquisa. Uma mostra enxuta das pesquisas que estão em avanço no CNPEM.

s ll i p SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

Small doses of research. Samples of researches in development at CNPEM.

LNLS

Laboratório em um Chip de Grafeno

Laboratory on a Graphene Chip

As pesquisas em ciências biológicas exigem cada vez mais o acesso a processos biológicos nas condições ambientais dos organismos vivos. Por isso, pesquisadores do CNPEM desenvolveram uma plataforma líquida especialmente para análise em infravermelho na nanoescala, com o uso de grafeno como uma janela óptica que faz a interface entre ambientes úmidos e secos no dispositivo. en Research in biological sciences increasingly re-

quires biological processes to be observed in the same environmental conditions found in living organisms. For this reason, researchers at CNPEM developed a

A pesquisadora Amelie Rochet na bancada de montagem. Quando instalado no Sirius, equipamento permitirá análises sem precedentes. The researcher Amelie Rochet on the assembling bench. When installed on Sirius, this piece of equipment will allow unprecedented analysis

liquid platform for infrared analysis at the nanoscale, doi.org/10.1016/j. cattod.2018.12.020 Financiamento | Funding: FAPESP, CNPq, CAPES

LNLS

Novo Reator para Imagens 3D in situ de Catalisadores

New Reactor for in-situ 3D images of catalysts Um novo reator criado no CNPEM permite a observação 3D de catalisadores durante reações químicas, em ambiente controlado de gases e temperatura. Projetado para funcionar no Sirius, com o maior fluxo de raios X coerentes que estará disponível, serão possíveis estudos muito mais rápidos e com resoluções espaciais sem precedentes. en A new reactor created at CNPEM allows the observation of catalysts

in 3D during chemical reactions, in a controlled environment of gases and temperature. Designed to work on Sirius, with the largest flow of coherent

using graphene as an optical window that acts as an interface between wet and dry environments. doi.org/10.1039/C9LC00686A Financiamento | Funding: CNPq, CAPES, FAPEMIG Rede 2D/ 2D Network, INCT/Nanomateriais de Carbono/ INCT/Carbon Nanomaterials

Ingrid Barcellos desenvolve plataforma projetada para análise de biomateriais em ambientes líquidos. Ingrid Barcellos developing a platform designed for analysis of biomaterials in liquid environments.

X-rays available in the world, studies will be carried out at higher speed and with unprecedented space resolutions.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

pills

pílulas

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

LNBIO

Coração Renovado

doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.11.032

Renewed Heart O

coração

Financiamento |Funding: FAPESP, CNPq mamíferos

recém-nasci-

neração das células do coração através do

dos  possui  capacidade regenerativa após

controle genético de uma enzima conheci-

lesão, por um breve período. Essa habilidade

da como piruvato desidrogenase quinase 4

parece ser reduzida após alterações no me-

(PDK4), necessária para que as mitocôndrias

tabolismo cardíaco, quando o processo de

das células cardíacas utilizem ácidos graxos

geração de energia para as células passa de

ao invés de glicose.

anaeróbico (sem oxigênio) a partir da glicose,

As descobertas feitas com os experi-

para a oxidação de ácidos graxos (gorduras).

mentos podem abrir novas possibilidades

A pesquisa realizada no CNPEM buscou

na busca do tratamento das doenças car-

maneiras de estender a janela para a rege-

diovasculares.

en The heart of newborn mammals displays, for a

tend the window for the regeneration of heart cells through

brief period, regenerative capacity after injury. This

the genetic control of an enzyme known as pyruvate dehy-

ability seems to be reduced after changes in cardiac

drogenase kinase 4 (PDK4), necessary for the mitochon-

metabolism, when the process of generating energy for

dria of cardiac cells to use fatty acids instead of glucose. The discoveries made with the experiments may

the cells changes from anaerobic (without oxygen) using glucose, to the oxidation of fatty acids (fats). The research carried out at CNPEM looked for ways to ex-

open new possibilities in the search for the treatment of cardiovascular diseases.

LNBIO

Alisson Cardoso tem pistas de novos caminhos para recuperação da capacidade regenerativa de células cardíacas. Allisson Cardoso has new clues finding ways of recovering the regenerative capacity of cardiac cells

Por anos cientistas buscam meios de “enfraquecer” enzimas funda-

Interação entre prote nas revela novo alvo para estudo do combate de bactérias

Interaction between proteins reveals a new target for the fight against bacteria

mentais para a formação da parede celular de bactérias. Entre os alvos mais frequentes nesses esforços está uma família de enzimas conhecidas como Mur. A partir de técnicas de cristalografia e microscopia eletrônica, pesquisadores do CNPEM e da Université Grenoble Alpes utilizaram proteínas da bactéria Bordetella pertussis, causadora da coqueluche, e demonstraram

Imagem de microscopia eletrônica da proteína MurG de Bordetella pertussis. MurG forma uma estrutura em forma de estrela, uma organização que pode servir de base para a estabilização de um complexo com outras proteínas da família Mur. Electron microscopy image of the MurG protein of Bordetella pertussis. MurG forms a star-shaped structure, an organization that can serve as a basis for the stabilization of a complex with other proteins of the Mur family

POR DENTRO DO CNPEM

2020

que as enzimas Mur, fundamentais para a sobrevivência bacteriana, não atuam de forma individual, e sim como complexos proteicos, dado importante para o desenvolvimento de antibióticos mais eficientes. en For years, researchers have been looking for ways to “weaken” key

enzymes involved in the formation of bacteria cell walls. Among the most frequent targets is a family of enzymes known as Mur. Using crystallography and electron microscopy techniques, researchers from CNPEM and Université Grenoble Alpes studied proteins from the bacterium Bordetella pertussis, which causes whooping cough, and demonstrated that the Mur enzymes, fundamental for bacterial survival, do not act individually but as protein complexes, a relevant data for the development of better antibiotics. doi.org/10.1038/

Financiamento | Funding: FAPESP e/and

s41598-019-40966-z

ANR- Agence Nationale de la Recherche

LNBR

RenovaCalc O CNPEM, em colaboração com a Embrapa e a Unicamp, atuou no desenvolvimento da RenovaCalc, ferramenta que mensura o desempenho e as boas práticas na produção de biocombustíveis, adotada pela Política Nacional de Biocombustíveis. A ferramenta, que apresenta análises agrícolas e industriais baseadas em Avaliações do Ciclo de Vida, começou a ser utilizada oficialmente para certificação da produção de biocombustíveis em 2019. Ela pode ser acessada pelo site da Agência Nacional de Petróleo (ANP): http://bit.ly/RenovaCalc. en CNPEM, in collaboration with Embrapa and Unicamp, worked

on the development of RenovaCalc. This tool, which measures performance and good practices in the production of biofuels, has been adopted by the National Biofuels Policy. RenovaCalc presents agricultural and industrial analyses based on Life Cycle Assessments, and started to be officially used for certification of biofuel production in 2019. It can be accessed on the ANP website: http://bit.ly/RenovaCalc.

Imagem de microscopia eletrônica mostra nanopartículas de lignina de bagaço de cana-de-açúcar que serão empregadas como agentes emulsificantes e encapsulantes. Electron microscopy image shows nanoparticles of sugarcane bagasse lignin to be used as emulsifying and encapsulating agents

Nanopart culas de lignina para encapsulamento de compostos bioativos

Lignin nanoparticles for encapsulation of bioactive compounds A lignina é uma macromolécula abundante na biomassa vegetal, com diversas aplicações potenciais. O CNPEM estudou duas rotas distintas de obtenção deste material para formação de nanopartículas. Foi observado que as nanopartículas de lignina formam emulsões que permitem encapsular compostos bioativos para sua liberação controlada. Essa descoberta revela cenário promissor para a indústria farmacêutica, de cosméticos e alimentícia. en Lignin is a macromolecule abundant in plant biomass,

with several potential applications. CNPEM studied two different routes for obtaining this material for the development of nanoparticles. It was observed that the lignin nanoparticles form emulsions that allow the encapsulation of bioactive compounds, which can be released in a controlled fashion. This discovery reveals a promising scenario for the pharmaceutical, cosmetics, and food industry.

Mateus Chagas atuou no desenvolvimento de cálculos e modelagens da ferramenta. Mateus Chagas worked in the development of calculations and modelling behind the tool

doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111591. Financiamento | Funding: FAPESP, CNPq

2020

POR DENTRO DO CNPEM

pills

pílulas

DESTAQUES CIENTÍFICOS E TECNOLÓGICOS | SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL HIGHLIGHTS

LNNANO

doi.org/10.1002/ cm.21569

Cytoskeleton

Cytoskeleton: Article of the year

Financiamento | Funding: FAPESP

Septinas são proteínas que compõem o citoesqueleto. Elas formam unidades básicas, compostas por seis ou oito proteínas em forma de bastão, que constituem filamentos essenciais para diversos processos biológicos, incluindo a divisão celular. Essa unidade básica é formada por três ou quatro diferentes septinas em uma ordem específica. Pesquisa da USP de São Carlos, em parceria com o CNPEM, demonstrou que a formação destas unidades ocorre de forma invertida do que foi estabelecido, até então, na literatura científica. A correta compreensão deste processo impacta no conhecimento da formação da estrutura celular, incluindo, por exemplo, anomalias causadas pelo Zika vírus em células neuroprogenitoras.

Eleito o artigo do ano pela revista Cytoskeleton, o estudo aponta a necessidade de revisão do mecanismo de polimerização das unidades básicas de septinas. Elected the article of the year by Cytoskeleton magazine, the study points to the need to review the mechanism of polymerization of basic septin units.

en Septins are proteins that are part of the cytoskeleton. They form basic

CNPEM, demonstrated that the formation of these units occurs in a way

units, composed of six or eight rod-shaped proteins which, in turn, form

that is the opposite of what was previously established in the scientific

filaments that are essential for various biological processes, including

literature until then. The correct understanding of this process impacts

cell division. This basic unit is made up of three or four different septins

on the knowledge of the formation of the cellular structure, including,

in a specific order. The research by USP São Carlos, in partnership with

for example, anomalies caused by the Zika virus in neuroprogenitor cells.

LNNANO

Machine learning para novos materiais Machine learning for new materials

Técnicas de machine learning têm protagonizado discussões pertinentes nas últimas décadas. Na área de novos materiais, essas ferramentas computacionais são utilizadas para gerar dados capazes de desvendar complexidades e projetar materiais avançados. Em artigo publicado no Journal of Physics: Ma-

doi.org/10.1088/2515-7639/ab084b

terials, pesquisadores do CNPEM,

Financiamento | Funding: FAPESP

Através de um modelo idealizado de um nanocristal de ZrO2 tetragonal, é possível entender qual o tipo e onde se encontra a desordem estrutural dos nanocristais obtidos em laboratório. Through an ideal model for a tetragonal ZrO2 nanocrystal, it is possible to understand the type and where to find structural disorders of nanocrystals obtained in the laboratory

em parceria com a Universidade Fe-

deral do ABC (UFABC), fazem uma

en Machine learning techniques have led to relevant discussions in recent decades. In the area

revisão abrangente sobre o tema. O

of new materials, these computational tools are used to generate data capable of unraveling

trabalho teve mais de quatorze mil

complexities and designing advanced materials. In an article published in the Journal of Phys-

downloads, conquistando a primei-

ics: Materials, researchers from CNPEM, in collaboration with the Federal University of ABC,

ra posição entre os artigos mais li-

made a comprehensive review on the topic. The work had more than fourteen thousand down-

dos e citados do periódico em 2019.

loads, reaching the first place among the most read and cited articles of the journal in 2019.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS | USERS & OPEN FACILITIES O ano de 2019 foi marcado por primeiros passos e encerramentos, dentre os quais estão a completa implantação de infraestrutura aberta de Criomicroscopia no LNNano, que oferecerá mais ferramentas para o entendimento estrutural de proteínas. Além disso, para dar lugar à nova e avançada fonte de luz síncrotron, Sirius, o UVX encerrou suas atividades em 2019, recebendo seus últimos usuários externos e concluindo sua contribuição em milhares de pesquisas.

FECHANDO COM CHAVE DE OURO

UMA PEQUENA AMOSTRA DOS USUÁRIOS QUE PASSARAM PELO CNPEM EM 2019. USERS WHO PASSED BY CNPEM IN 2019

en The year 2019 was marked by first steps and closures, among which are the complete implementation of the open Cryo Microscopy infrastructure at LNNano, which will offer more tools for the structural understanding of proteins. Also, to make way for the new and advanced synchrotron light source, Sirius, UVX ended its activities in 2019, receiving its last external users and concluding its contribution in thousands of researches.

CLOSING ON A HIGH NOTE BRUNO GUILHERME AGUIAR FREITAS

Proponente | Proponent: Hudson Giovani Zanin Proposta | Proposal: High flux of synchrotron x-ray diffraction of advanced energy storage devices under operating conditions Instalação | Facility: LNLS/Linha de Luz XPD - Difração de raios X em Policristais/ XPD beamline - X-ray Powder Diffraction

Instituição | Institution: Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)/State University of Campinas

Super Carros Elétricos Super-Electric Cars

Bruno utilizou a linha de Difração de raios X do UVX Bruno used the UVX X-ray Diffraction beamline

Financiamento | Funding: Centro de Inovação em Novas Energias (CINE)/ New Energy Innovation Center (CINE)

Bruno Freitas, estudante de doutorado na Universidade Estadual de Cam-

Bruno Freitas, a doctoral student at the State University of

pinas (Unicamp), veio ao CNPEM investigar materiais que são utilizados

Campinas, (Unicamp) came to CNPEM to investigate materi-

como eletrodos em supercapacitores com potenciais aplicações no arma-

als that are used as electrodes in supercapacitors with poten-

zenamento de energia.

tial applications in energy storage.

Esse tipo de dispositivo apresenta características essenciais, por exem-

This type of device has essential characteristics for the

plo, para o fornecimento de energia em carros elétricos, agregando au-

supply of energy in electric cars, adding autonomy and pow-

tonomia e potência. O grupo utilizou a difração de raios X em policristais

er. The group used X-ray Powder Diffraction to assess struc-

para avaliar alterações estruturais do material durante o funcionamento

tural changes in the material during the operation of super-

dos supercapacitores, ou seja, durante ciclos de carga-descarga.

capacitors, that is, during charge-discharge cycles.

Segundo o doutorando “somente uma ferramenta sofisticada como a

According to the doctoral student, “only a sophisticated tool

fonte de luz síncrotron permite estudar o material com a precisão neces-

like the synchrotron light source would allow us to study the ma-

sária para observar essas alterações”.

terial with the necessary precision to observe these changes”.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS | USERS & OPEN FACILITIES

EletroencefaloGrama Electroencephalo-grass As plantas possuem um sistema de condução elétrica muito semelhante aos neurônios, baseado na entrada e saída de íons das células produzindo correntes elétricas. Quando uma planta é submetida a estresse, tais como a falta e o excesso de água ou luz, ocorre uma variação nessa corrente elétrica que pode ser medida, como em um eletroencefalograma. Gustavo Maia Souza, professor titular da Universidade de Pelotas (UFPel), utilizou a espectroscopia com raios X moles para observar íons de diferentes elementos químicos, como cálcio, cloro e potássio, em amostras vivas, sem danificar os tecidos. Um dos objetivos deste estudo é correlacionar as medidas elétricas com entrada e saída desses íons nas células, e modelar o mecanismo de condução elétrica das plantas para detectar os seus

Gustavo avalia, entre outras coisas, a estabilidade de plantas em condições de estresse Gustavo evaluates, among other things, the stability of plants in stress conditions

níveis e fatores de estresse. Plants have an electrical conduction system very similar to neurons, based on the entry

Proponente | Proponent:

and exit of ions from cells producing electrical

GUSTAVO MAIA SOUZA

currents. When a plant is subjected to stress,

Proposta | Proposal: Dynamic of K+1 ions among cells underlying the plant electrophysiological signaling

such as lack or excess of water or light, there is a variation in this electric current, which can be measured, as in an electroencephalogram. Gustavo Maia Souza, professor at the University of Pelotas (UFPel), used tender X-ray spectroscopy to observe ions of different chemical elements, such as calcium, chlorine, and potassium, in living samples, without damaging the tissues. One of the objectives of this study is to correlate electrical measurements with the entry and exit of these ions in plant cells, to model the electrical conduction mechanism in plants, and, consequently, determine its stress factor.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Instalação | Facility: LNLS/ Linha de Luz SXS - raios X moles/ SXS beamline - tender X-ray spectroscopy

Instituição | Institution: Universidade Federal de Pelotas (UFPel)/ Federal University of Pelotas

Financiamento | Funding: Empresa privada/ Private company e/and CNPq

O manganês e a metástase de células Manganese and cell metastasis Células de câncer podem se disseminar para partes do corpo além do lo-

Cancer cells can spread to parts of the body beyond the site of their

cal de sua origem, no que é chamado de metástase. Em estudo anterior,

origin, in what is called metastasis. In a previous study, Simone

Simone Coutinho Cardoso, professora associada da Universidade Federal

Coutinho Cardoso, associate professor at the Federal University of

do Rio de Janeiro (UFRJ), verificou que o elemento químico manganês é ca-

Rio de Janeiro (UFRJ), found that the chemical element manganese

paz de promover metástase das células. Avançando sua pesquisa, Simone

is capable of promoting cell metastasis. Advancing her research,

buscou analisar a influência da ingestão de manganês na dieta de camun-

Simone analyzed the influence of manganese intake on the diet of

dongos e a influência do metal nesse processo.

mice and the influence of this metal on the process.

Segundo a pesquisadora, que utiliza as instalações do CNPEM há cerca

According to the researcher, who has been using the CNPEM fa-

de dez anos, o uso da microscopia por fluorescência de raios X permite

cilities for ten years, the use of X-ray Fluorescence Microscopy allows

medir de forma precisa as baixas concentrações de manganês nas amos-

accurate measuring of the low concentrations of manganese in the

tras, localizadas em regiões muito específicas.

samples, located in very specific regions.

Proponente | Proponent: SIMONE COUTINHO CARDOSO

Proposta | Proposal: Does heparin affect manganese distribution during tumor progression? Instalação | Facility: LNLS/Linha de Luz XRF Microscopia por Fluorescência de Raios X/ XRF beamline - X-ray fluorescence microscopy

Instituição | Institution: Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)/ Federal

University of Rio de Janeiro

Financiamento | Funding: Sem financiamento

Não é poss vel fazer o que a gente faz aqui neste laboratório dentro da universidade. A chegada do Sirius abrirá um mundo novo de pesquisas. “It is not possible to do Simone é usuária frequente do CNPEM, e já tem planos para utilizar o Sirius Simone is a frequent user of CNPEM, and already has plans to use Sirius

what we do here in this laboratory at the university. Sirius’ arrival will open a new world of research.”

2020

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USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS | USERS & OPEN FACILITIES

FUNGOS

FUNGI

O fungo na mira Targeting fungus Caline Ferraz trabalha com o isolamento de subs-

Caline works isolating substances from natural

tâncias de produtos naturais, e utilizou a Espectros-

products and used the Nuclear Magnetic Reso-

copia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN),

nance (NMR) Spectrometry facility, which allows

que permite avaliar a estrutura das moléculas e

determining of molecular structures and identi-

identificar quais são as classes de substâncias pre-

fying the classes of the compounds generated by

sentes em amostras.

the molecules present in samples.

Durante suas visitas ao CNPEM, a pesquisado-

During her visits to CNPEM, the researcher

ra conheceu outros projetos realizados no Cen-

learned about other projects carried out at the

tro e tornou-se parceira em uma pesquisa sobre a

Center and became a collaborator in a research

doença que afeta plantas, popularmente conhecida

project on a plant disease popularly known as

como Vassoura-de-Bruxa, causada pelo fungo Moni-

Witches’ Broom, caused by the fungus Monilioph-

liophthora perniciosa. É uma doença que ataca o ca-

thora perniciosa. It is a disease that attacks cacao

caueiro e provoca impactos econômicos severos no

and causes severe economic impacts in Brazil and

Brasil e outros países da América do Sul. O projeto

other countries in South America. The project aims

visa isolar substâncias inibidoras da enzima Oxidase

to isolate substances that inhibit the enzyme Alter-

Alternativa (AOX), que desempenha um papel funda-

native Oxidase (AOX), which plays a fundamental

mental na sobrevivência do fungo. A proteína AOX

role in the survival of the fungus. AOX protein rep-

representa um bom alvo para inibição do crescimen-

resents a good target for inhibiting the growth of

to do fungo ou da praga.

the fungus or plague.

CRUSTÁCEOS E OVOS

CRUSTACEANS AND EGGS

Combinando ingredientes Combining ingredients A fim de se obter géis macroscopicamen-

Gustavo Milião e seu supervisor Eduardo

te estruturados ou microgéis em disper-

Oliveira destacaram a infraestrutura ofe-

são em meio fluido para a formulação

recida e também os profissionais à dispo-

de alimentos semissólidos, o objetivo do

sição para auxiliá-los nos experimentos.

trabalho dos pesquisadores foi avaliar,

“O aprendizado de manuseio/utilização

em diferentes níveis de pH, a interação

dos equipamentos permitiu que o estu-

intermolecular

polissacarídeo

dante entendesse um pouco mais sobre as

quitosano, encontrado, por exemplo, no

técnicas aplicadas. Além disso, o contato

exoesqueleto de crustáceos, e a proteína

com outros pesquisadores/especialistas

ovalbumina, presente em ovos.

agregou muito conhecimento ao Gustavo”,

entre

Usuários do Espectrômetro de Massa,

POR DENTRO DO CNPEM

2020

finaliza Eduardo.

Não sou só eu, Caline, que está aqui. Por traz de Caline existem outros pesquisadores da UFRB, pesquisadores da UFBA, que têm parceria comigo, e meus alunos. “It’s not just me, Caline, who is here. Behind Caline there are my colleagues at UFRB, researchers at UFBA, with whom I collaborate, and my students.”

Proponente | Proponent: CALINE GOMES FERRAZ

Proposta | Proposal: Descoberta de Inibidores da Enzima Oxidase Alternativa (AOX) de Moniliophthora perniciosa oriundos de extratos do fungo Nectria galligena e Acremonium sclerotigenum/ Discovery of Moniliophthora perniciosa Alternative Enzyme Oxidase (AOX) Inhibitors from extracts of the fungus Nectria galligena and Acremonium sclerotigenum

Instalação | Facility: LNBio/Ressonância Magnética Nuclear (RMN)/

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectrometry

Instituição | Institution: Universidade Federal do Recôncavo da Bahia/ Federal University of Recôncavo da Bahia (UFRB)

Financiamento | Funding: CNPq

Caline chegou ao CNPEM como usuária e é hoje parceira em projetos de pesquisa Caline arrived at CNPEM as a user and is now partner in research projects

To obtain macroscopically structured gels or GUSTAVO LEITE MILIÃO

Proponente | Proponent: Eduardo Basílio de Oliveira Proposta | Proposal: A multispectroscopic study on ovalbuminchitosan supramolecular structures at different pHs

microgels dispersed in a fluid medium for the formulation of semi-solid foods, the objective of the work was to evaluate, through spectroscopic techniques, the intermolecular interaction at different values of acidity and basicity between the chitosan polysaccharide, found, for example, in the exoskeleton of crustaceans, and the protein ovalbumin, present in eggs. Users of the Mass Spectrometer, Gustavo Milião

Instalação | Facility: LNBio/ Espectrometria de Massas/

and his supervisor Eduardo Oliveira highlighted the

Mass Spectrometry

infrastructure offered and also the professionals

Instituição | Institution: Universidade Federal de Viçosa (UFV)/ Federal University of Viçosa Financiamento | Funding: CNPq

available to assist them in the experiments. “The training on handling/operating the equipment allowed the student to understand a little more about the applied techniques. In addition, the contact with other researchers and specialists expanded Gustavo’s’ knowledge. ” says Eduardo.

2020

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USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS | USERS & OPEN FACILITIES

CANA-DE-AÇÚCAR

SUGAR CANE

Stanley (à esquerda) utilizou a Planta Piloto para o pré-tratamento do bagaço de cana usado em sua pesquisa Stanley (on the left) used the Pilot Plant to pre-treat the sugarcane bagasse used in his research

Agregando valor a partir de nanocristais da cana Adding value from sugarcane nanocrystals Químico e pós-doutorando da Embrapa Instrumentação, Stanley Bilatto

Chemist and postdoctoral fellow at Embrapa Instrumentation,

desenvolve um projeto que visa a obtenção de nanocristais de celulose

Stanley Bilatto develops a project aimed at obtaining cellulose

a partir da biomassa lignocelulósica, em especial o bagaço e a palha da

nanocrystals from lignocellulosic biomass, in particular ba-

cana-de-açúcar. Com diversas aplicações, podendo ser incorporado como

gasse and straw from sugarcane. Cellulose nanocrystals allow

reforço em produtos nos mais diversos setores, como o do agronegócio,

obtaining a stiffness material similar to steel, with several appli-

da construção civil e na área médica, os nanocristais de celulose permi-

cations, such as reinforcement of products in the most diverse

tem a obtenção de um material de rigidez similar ao do aço. O objetivo

sectors, such as agribusiness, construction and the medical field.

do estudo é o máximo aproveitamento da biomassa, agregando valor aos

The goal of the study is the maximum use of biomass, adding

subprodutos da cana-de-açúcar. A Planta Piloto para Desenvolvimento de

value to the by-products of sugar cane. The Pilot Plant for De-

Processos (PPDP) possibilitou que Stanley realizasse o pré-tratamento do

velopment of Processes (PPDP) enabled Stanley to perform the

bagaço – uma das etapas para obtenção de nanocristais de celulose – em

pre-treatment of the bagasse - one of the steps for obtaining

um reator de 300L, permitindo a realização de diversos testes de hidrólise

cellulose nanocrystals - in a 300L reactor, allowing the perfor-

enzimática em escala laboratorial. A PPDP é uma das poucas instalações

mance of several hydrolysis tests enzyme on a laboratory scale.

desse tipo voltadas para pesquisa no Brasil.

PPDP is one of the few facilities focused on research in Brazil.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

MILHO

Proponente | Proponent: STANLEY BILATTO

Proposta | Proposal: Reaproveitamento de biomassa lignocelulosica/ Reuse of lignocellulosic biomass

Instalação | Facility: LNBR / Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos/ Pilot Plant for Process Development

Instituição | Institution: Embrapa Financiamento | Funding: FAPESP

O CNPEM é um sonho! Qualquer pesquisador ou cientista que vem pra cá fica apaixonado pelo lugar. A infraestrutura é excepcional. O pessoal que trabalha aqui é excepcional! “CNPEM is

a dream! Any researcher or scientist who comes here is in love with the place! The infrastructure is exceptional! The people who work here are exceptional!”

CORN

Etanol de milho e mandioca Ethanol from corn and cassava Lidia é professora do Instituto de Ciências Biológi-

Lidia is a professor at the Institute of Biological Sci-

cas da Universidade de Brasília (UnB) e coordena-

ences at the University of Brasilia (UnB) and coor-

dora de pós-graduação do Programa Biotecnolo-

dinator of the Pro-Brazilian-Midwest Network Bio-

gia e Biodiversidade da Rede Pró-Centro-Oeste.

technology and Biodiversity Graduate Program.

A instalação de bioprocessos permitiu a ela

The installation of bioprocesses allowed her

dar andamento em sua pesquisa com leveduras

to continue her research with genetically modi-

geneticamente modificadas para fermentação

fied yeasts for fermentation of corn and cassava

de amido de milho e de mandioca para produ-

starch for ethanol production. The main objec-

ção de etanol. Seu objetivo é reduzir em 95% o

tive is to reduce by 95% the use of enzymes in the

uso de enzimas no processo, que representam o

process, which represent the highest cost in the

maior custo na produção de biocombustível.

production of biofuel.

Proponente | Proponent: LIDIA MARIA PEPE DE MORAES

Proposta | Proposal: Produção de etanol a partir de amido utilizando leveduras recombinantes/ Production of ethanol from starch using recombinant yeasts

Instalação | Facility: LNBR/ Bioprocesso/ Bioprocesses

Instituição | Institution: Universidade de Brasília (UnB)/ University of Brasília

Pesquisas como a de Lidia podem encontrar meios de baratear a produção de etanol. Research like Lidia’s can find ways to make ethanol production cheaper.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

USUÁRIOS & INSTALAÇÕES ABERTAS | USERS & OPEN FACILITIES

FERRO

IRON

A morfologia dos óxidos The morphology of oxides A física e professora da Universidade

Physicist and professor at the Federal

Federal do Tocantins (UFT), Claudia

University of Tocantins (UFT), Clau-

Adriana da Silva, dedica-se ao estudo

dia Adriana da Silva is dedicated to

de materiais magnéticos. Um dos prin-

the study of magnetic materials. One

cipais objetos da sua pesquisa são os

of the main objects of her research

óxidos, como o óxido de ferro, que são

are oxides, such as iron oxide, which

analisados em forma de pó em micros-

are analyzed in the form of dust un-

cópios eletrônicos de varredura. Esses

der scanning electron microscopes.

materiais têm aplicações variadas, do

These materials have varied applica-

transporte de drogas dentro do orga-

tions, from drug transport within the

nismo ao uso em dispositivos eletrô-

body to use in electronic devices. At

nicos. No CNPEM, Claudia investiga a

CNPEM, Claudia investigates the mor-

morfologia das partículas formadoras

phology of the oxide-forming parti-

dos óxidos, observando seus tama-

cles, observing their dimensions and

nhos, seus arranjos e suas interações.

arrangements. The information ob-

As informações obtidas pela pesquisa-

tained by the researcher can improve

dora podem melhorar a forma de sin-

the way oxides are synthesized, which

tetizar os óxidos, que são usados, por

have several applications, including

exemplo, no tratamento de câncer.

cancer treatment.

TERAPIA GÊNICA

Para Claudia, o uso da infraestrutura no CNPEM é fundamental para a continuidade da pesquisa For Claudia, the use of CNPEM infrastructure is fundamental for the continuity of the research

Acredito que precisamos desse potencial humano que está no interior do Pa s e que precisa ser inclu do para o desenvolvimento cient fico e tecnológico. “I believe that we need

the human potential residing in Brazil’s remote countryside, which should be considered and included for the country’s scientific and technological development.”

GENE THERAPY

CNPEM é uma joia rara em instrumentação e pessoal qualificado CNPEM is a hidden gem of instrumentation and qualified professionals O objetivo do projeto do grupo coordenado por

esses peptídeos são extremamente eficazes

Emerson da Silva é a formulação e caracteriza-

para condensar ácidos nucleicos por meio de

ção de peptiplexos, isto é, complexos não-cova-

atração eletrostática. Através da combinação

lentes formados a partir de fragmentos de DNA

de AFM (microscopia de força atômica) com na-

e peptídeos com capacidade de penetração

noespectroscopia de infravermelho, puderam

celular. Nas instalações do CNPEM, Lucas de

verificar que a carga de DNA fica localizada pre-

Mello e outros membros do grupo de Emerson

ferencialmente nas interfaces externas do com-

analisaram em detalhe a estrutura nanoscópi-

plexo. Esses achados poderão auxiliar o desen-

ca desses transportadores com potencial uso

volvimento e otimização de novos peptiplexos

em aplicações biomédicas, em especial terapia

e contribuir para a produção de sistemas mais

gênica. A pesquisa do grupo demonstrou que

eficientes e de menor custo para terapia gênica.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

Proponente | Proponent: CLAUDIA ADRIANA DA SILVA

Proposta | Proposal: Análise de morfologia e de nanopartículas de ferrita recobertas com sílica/ Analysis of morphology and ferrite nanoparticles coated with silica

Instalação | Facility: LNNano/Microscopia Eletrônia (LME)/ Electron Microscopy Laboratory

Instituição | Institution: Universidade Federal do Tocantins (UFT)/ Federal University of Tocantins

LUCAS RODRIGUES DE MELLO

Proponente | Proponent: Emerson Rodrigo da Silva Proposta | Proposal: Análises topográficas combinadas com espectroscopia de infravermelho em complexos de peptídeos penetrantes de células/ Topography analysis combined with infrared spectroscopy in cellpenetrating peptide complexes

Instalação | Facility: LNNano/ Microscopia de Força Atômica (AFM)/Atomic Force Microscopy Instituição | Institution: Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP/ Federal University of São Paulo - UNIFESP

Financiamento | Funding: FAPESP

A contribuição do CNPEM pode ser resumida em dois pontos: instrumentação competitiva internacionalmente e pessoal altamente qualificado. “CNPEM’s contribution

The objective of the project coordinated by Em-

can be summarized in two points: internationally competitive instrumentation and highly qualified personnel.”

Through the combination of AFM (atomic force

erson da Silva was the formulation and characterization of peptiplexes, non-covalent complexes formed from fragments of DNA and peptides able to penetrate cells. At CNPEM facilities, Lucas de Mello and other members of Emerson’s group analyzed in detail the nanoscopic structure of these transporters with potential use in biomedical applications, especially gene therapy. The group’s research has shown that these peptides are extremely effective for condensing nucleic acids through electrostatic attraction. microscopy) with infrared nanospectroscopy, they were able to verify that the DNA charge is preferentially located at the complex’s external interfaces. These findings may support the development and optimization of new peptiplexes and contribute to the production of more efficient and less costly systems for gene therapy.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

SIRIUS

Visão através de abertura da cabana óptica de uma das estações de pesquisa do Sirius. Por essa abertura passa a câmara de vácuo que direciona a luz síncrotron para interagir com as amostras dos materiais que serão analisados. View through the opening of the optical hutch of one of Sirius' experimental stations. Through this opening, a vacuum chamber guides the synchrotron light to interact with the samples that will be analyzed.

POR DENTRO DO CNPEM 2020

UMA LUZ NO FIM DO TÚNEL THE LIGHT AT THE END OF THE TUNNEL

A primeira volta, 3 GeV no Booster, estocagem de elétrons e primeiros testes com imagens.

The first loop, 3 GeV on the Booster, electron storage and first images.

2020 POR DENTRO DO CNPEM

SIRIUS

irius é o maior e mais complexo projeto da ciência brasileira e uma das primeiras fontes de luz síncrotron de 4ª geração construídas no mundo. Uma infraestrutura de pesquisa estratégica para a investigação científica de ponta, projetada para colocar o Brasil na liderança deste tipo de tecnologia, utilizada em experimentos científicos que poderão encontrar soluções e revolucionar o conhecimento nas áreas de saúde, energia, agricultura, materiais e muito mais. Inteiramente financiado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), cerca de 85% dos recursos empenhados para a construção do equipamento foi investido no País, em parcerias com empresas nacionais. Além da construção civil, foram estabelecidos contratos com mais de 300 empresas de pequeno, médio e grande portes, das quais mais de 40 desenvolvem soluções tecnológicas para a estrutura, junto aos pesquisadores e engenheiros do CNPEM.

Sirius is the largest and most complex Brazilian scientific infrastructure ever built in the country and one of the first 4th generation synchrotron light sources constructed in the world. A tool for strategic cutting edge research, It was designed to put Brazil at the forefront of this type of technology, which is used in scientific experiments that could find solutions and revolutionize knowledge in the areas of health, energy, agriculture, materials and many others. Fully funded by the Brazilian Ministry of Science, Technology and Innovations (MCTI), around 85% of the resources commited with the construction of Sirius were invested in the country, in partnership with national companies. In addition to civil construction, contracts were signed with more than 300 small, medium and large companies, of which more than 40 have developed technological solutions for the structure, alongside CNPEM researchers and engineers.

AVANÇO A PASSOS LARGOS

STRIDE FORWARD On November 22nd 2019, the first electron loop around Sirius’ main accelerator, called the storage ring, was accomplished. This achievement demonstrates that thousands of components, such as magnets, ultra-high vacuum chambers and sensors are working synchronously, and that the entire structure, with parts weighing hundreds of kilograms, has been aligned within the micrometric standards needed to guide the trajectory of the particles. On December 14th, the team was able, for the first time, to store electrons in the main accelerator for several hours, which is an essential condition for producing quality synchrotron light.

Em 22 de novembro, foi alcançado o primeiro giro de elétrons no acelerador principal do Sirius, chamado de anel de armazenamento. Esse feito demonstra que milhares de componentes, como ímãs, câmaras de ultra-alto vácuo e sensores estão funcionando de modo sincronizado, e que toda a estrutura, com peças que pesam centenas de quilos, foi alinhada dentro dos padrões micrométricos necessários para guiar a trajetória das partículas. Em 14 de dezembro, a equipe conseguiu, pela primeira vez, armazenar elétrons no acelerador principal por várias horas, o que é uma condição essencial para produzir luz síncrotron de qualidade.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

2020 POR DENTRO DO CNPEM

SIRIUS

Reconstrução tridimensional (à esquerda) e projeção (à direita) de uma rocha carbonática, que tem a mesma composição das rochas de reservatórios de petróleo do présal brasileiro. As imagens estão entre as primeiras produzidas a partir de microtomografias de raios X em uma das estações experimentais do Sirius, ainda em caráter de testes Tridimensional reconstruction (on the left) and projecton (on the right) of a carbonate rock sample, which has the same composition of the rocks from the Brazilian pre-salt reservoirs. The images are from the first X-ray microtomography produced in one of the Sirius experimental stations, under testing.

PRIMEIRAS IMAGENS

Dia 16 de dezembro de 2019, a equipe do CNPEM realizou as primeiras análises com raios X gerados pela nova fonte de luz síncrotron. Neste primeiro teste simples, a uma potência 13 mil vezes inferior à projetada para a máquina, foi possível observar a chegada da luz síncrotron pela primeira vez em uma das futuras estações experimentais do Sirius. “Estamos trabalhando em condições de testes e, mesmo assim, os raios X de alta energia produzidos pelo Sirius impressionam. Além de aumentarmos a qualidade da imagem, vamos conseguir analisar amostras de maior tamanho. Esse é um ponto importante, quando planejamos investigar rochas do pré-sal, por exemplo”, explica Nathaly Archilha, pesquisadora que liderou essas primeiras análises.

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2020

FIRST IMAGES On december 16th, the CNPEM team carried out the first analyses using X-rays generated by the new synchrotron light source. In this first simple test, at power 13,000 times lower than the one projected for this machine, it was possible to observe the arrival of synchrotron light for the first time at one of Sirius’ future experimental stations. “We are working under test conditions and, even so, the high energy X-rays produced by Sirius are impressive. In addition to increasing the image quality, we will be able to analyze larger samples. This is an important point, when we plan to investigate pre-salt rocks, for example, explains Nathaly Archilha, researcher who led the first analyses.

“Essas primeiras microtomografias de rochas demonstram a funcionalidade dessa grande máquina, projetada e construída por brasileiros para colocar nossa ciência em um novo patamar”, afirma Antonio José Roque da Silva, Diretor-Geral do CNPEM e do Projeto Sirius.

“These first rock microtomographs demonstrate the functionality of this great machine, designed and built by Brazilians to take our science to a new level,” says Antonio José Roque da Silva, Director-General of CNPEM and the Sirius Project.

PRÓXIMOS PASSOS

NEXT STEPS The CNPEM team is devoted to achieving higher and higher electrical currents in the electron accelerators, necessary to produce synchrotron light of sufficient intensity to carry out scientific experiments. Simultaneously, the first research stations, called beamlines, are being concluded. In them, the scientific community will be able to carry out unprecedented experiments, which will be capable of revealing details of the most varied organic and inorganic materials,

A equipe do CNPEM se dedica agora a alcançar correntes elétricas cada vez mais altas nos aceleradores de elétrons, necessárias para se produzir luz síncrotron de intensidade suficiente para a realização dos experimentos científicos. Simultaneamente, estão sendo concluídas as primeiras estações de pesquisa, chamadas de linhas de luz. Nelas, a comunidade científica poderá realizar experimentos inéditos, capazes de revelar detalhes dos mais variados materiais orgânicos e inorgânicos, como proteínas, ví-

2020

Reconstrução tridimensional (à direita) e projeção (à esquerda) do corte do ventrículo esquerdo de um coração de camundongo. As imagens estão entre as primeiras produzidas a partir de microtomografias de raios X, em uma das estações experimentais do Sirius, ainda em caráter de testes, e fazem parte de uma das áreas de pesquisa do CNPEM que visa compreender doenças cardíacas A tridimensional reconstruction (on the left), and projection (on the right) of the longitudinal section of a mouse heart’s left ventricle. These images are part of the first X-ray microtomography produced in one of the Sirius experimental stations, under testing. The CNPEM research group focused on understanding heart diseases prepared the samples

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SIRIUS

Monocromador e espelho instalado na cabana óptica de uma das estações experimentais. Esses equipamentos têm como função moldar a luz síncrotron para ser usada nos experimentos. Monochromator and mirror installed in the optical hutch of one of the experimental stations. These equipment have the function of shaping the synchrotron light to be used in the experiments. rus, rochas, plantas, solo, ligas metálicas, dentre muitos outros. Esses conhecimentos terão grande impacto, por exemplo, nas tecnologias usadas para a produção de alimentos, energia, medicamentos e de materiais mais eficientes e sustentáveis.

NOVA DIRETORIA PARA O LNLS

O novo diretor do LNLS, Harry Westfahl Jr., foi empossado no cargo pela Presidência do Conselho de Administração do CNPEM em 13 de janeiro de 2020, sucedendo o físico francês Yves Petroff. Durante a cerimônia de posse, o diretor-geral do CNPEM, Antonio José Roque da Silva destacou: “Neste momento-chave para a instituição, em que teremos que estruturar o início das operações no Sirius, a experiência, competência e a formação

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2020

such as proteins, viruses, rocks, plants, soil, metal alloys, among many others. This knowledge will have a major impact, for instance, on the technologies used to produce more efficient and sustainable food, energy, medicines, and materials.

multidisciplinar do Harry serão fundamentais”. Harry juntou-se ao quadro de pesquisadores do LNLS em 2001. De 2004 a 2009, foi gerente do programa de pesquisa e desenvolvimento das linhas de luz do LNLS e, em 2009, tornou-se coordenador das linhas de espalhamento de raios X do Laboratório. Em 2013, assumiu a diretoria científica do LNLS. Ademais, Harry coordena ainda o projeto e a construção das linhas de luz do Sirius.

Túnel dos aceleradores de elétrons do Sirius, que está em fase de comissionamento, ou seja, testes e ajustes para que o equipamento possa entrar em operação, produzindo luz síncrotron de quarta geração. Electric accelerator tunnel from Sirius, which is in the commissioning phase, therefore under tests and adjustments to enter into operation, producing fourthgeneration synchrotron light

NEW LNLS BOARD

The new director of LNLS, Harry Westfahl Jr., was sworn in by the Presidency of the CNPEM Management Board on January 13th 2020, succeeding the French physicist Yves Petroff. During the inauguration ceremony, the director-general of CNPEM, Antonio José Roque da Silva, highlighted: “At this key moment for the institution, when we will have to structure the start of operations at Sirius, Harry’s experience, competence,

and multidisciplinary training will be key.” Harry joined the LNLS research team in 2001. From 2004 to 2009, he was manager of the LNLS research and development program for the beamlines, and, in 2009, he became coordinator of the X-ray scattering beamlines at the Laboratory. In 2013, he became the scientific director of LNLS. Harry has also coordinated the design and construction of the Sirius’ beamlines.

2020

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SIRIUS

Imagem aérea do campus do CNPEM à época da construção da fonte de luz síncrotron UVX. Aerial image of CNPEM campus during the construction of the UVX synchrotron light source.

Ricardo Rodrigues observa protótipos de pequenas peças projetadas para o Sirius. Ricardo Rodrigues observes prototypes for small components designed for Sirius.

ADEUS AO UVX

A primeira fonte de luz síncrotron do hemisfério sul, chamada UVX, teve sua operação para pesquisadores externos encerrada no dia 1º de agosto de 2019. Este foi o fim de um capítulo da história da ciência e tecnologia brasileiras, que começou no início da década de 80 com o projeto e a montagem dessa máquina pioneira, e consolidou-se em 1997, com sua abertura para usuários. Ao longo desses 22 anos de operação, a infraestrutura e as competências existentes no UVX beneficiaram milhares de pesquisadores brasileiros e estrangeiros, nas mais diversas áreas do conhecimento.

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2020

GOODBYE TO UVX The first synchrotron light source in the southern hemisphere, called UVX, ended its operation for external researchers on August 1st, 2019. This was the end of a chapter in the history of Brazilian science and technology, which began in the early 1980s with the design and assembly of this pioneering machine, and was consolidated in 1997, when it opened to users. Throughout these 22 years of operation, the infrastructure and skills existing at UVX have benefited thousands of Brazilian and international researchers in the most diverse areas of knowledge.

ANTÔNIO RICARDO DROHER RODRIGUES (1951 – 2020) Faleceu em Campinas, em 3 de janeiro de 2020, o engenheiro e físico Ricardo Rodrigues, líder da equipe de engenharia que desenvolveu os aceleradores do Sirius. Ricardo esteve envolvido na criação do que é hoje o CNPEM desde o início, em 1985. A iniciativa dotou o Brasil da primeira fonte de luz síncrotron do hemisfério sul, o UVX. Sob sua liderança técnica, uma jovem equipe tornou realidade um sonho que parecia impossível: projetar, construir e operar um grande equipamento científico que impulsionou pesquisas científicas em áreas da física, química, biologia, engenharia de materiais e outras. Em 2001, Ricardo afastou-se do LNLS, e em 2009 retornou como um dos res-

ponsáveis por desenvolver uma nova fonte de luz síncrotron no Brasil, inicialmente uma máquina de terceira geração. Em 2012, quando um Comitê Científico Internacional recomendou a construção de um equipamento de quarta geração, na vanguarda tecnológica, coube a Ricardo liderar a equipe que desenvolveu um conjunto de soluções inovadoras, que colocaram Sirius como um dos líderes mundiais entre as fontes de luz síncrotron. Com o câncer diagnosticado em meados de 2019, Ricardo acompanhou a fase de testes no Sirius, inclusive o experimento-teste para obtenção de uma imagem tomográfica. Assim, pode comprovar o sucesso do projeto, no qual trabalhou até poucos dias antes do seu falecimento. Sua trajetória servirá de constante inspiração para os que, no Brasil, se dedicam a ciência, tecnologia e inovação.

ANTÔNIO RICARDO DROHER RODRIGUES (1951 - 2020) The engineer and physicist Ricardo Rodrigues, leader of the engineering team that developed Sirius accelerators, sadly passed away in Campinas, on January 3rd 2020. Ricardo was involved in the creation of what today is CNPEM since the beginning, in 1985. It provided Brazil with the first synchrotron light source in the southern hemisphere. Under his technical leadership, a young team made a dream that seemed impossible come true: to build and to operate a largescale scientific infrastructure which has boosted scientific research in the fields of Physics, Chemistry, Biology, Materials Engineering, among others. In 2001, Ricardo moved away from LNLS, returning in 2009 as one of those responsible for developing a new synchrotron light source in Brazil, initially a third-generation machine. In 2012, when an International Scientific Committee recommended the construction of the fourth-generation equipment at the technological forefront, it was up to Ricardo to lead the team that developed a set of innovative solutions, which placed Sirius as one of the world leaders among synchrotron light sources. With a cancer diagnosis in mid2019, Ricardo followed the testing phase at Sirius, including the test experiment to obtain a tomographic image. Thus, he could witness the success of the project, for which he worked until a couple of days before his death. His trajectory will serve as a constant inspiration for those who, in Brazil, dedicate themselves to Science, Technology and Innovation.

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EM BUSCA DE SOLUÇÕES & CASES DE INOVAÇÃO | IN SEARCH OF SOLUTIONS & INNOVATION SAÚDE

CNPEM bate recorde histórico de pedidos de patente e transferência de tecnologias CNPEM breaks the record of patent applications and technology transfer Em 2019, 16 novas tecnologias foram protegidas

en In 2019, 16 new technologies’ intellectual

pelo CNPEM, por meio do depósito de pedidos de

property were protected by CNPEM, through

patente e registros de software. Um recorde his-

the filing of patent applications and software

tórico para o Centro. Além desses 16 depósitos

registrations. A historic record for the Center.

em prioridade interna, o CNPEM também teve

In addition to these 16 deposits in internal pri-

mais 13 depósitos para extensão de proteção in-

ority, CNPEM also had 13 more deposits for the

ternacional de tecnologias cuja prioridade foi so-

extension of international protection of tech-

licitada no ano de 2018, outro recorde histórico.

nologies whose priority was requested in 2018,

Dentre esses pedidos de patente, três me-

Among these patent applications, three de-

meiro é a extensão da proteção da patente do

serve to be highlighted for their uniqueness.

monocromador, desenvolvido para o Sirius,

The first is the extension of the Monochroma-

com a entrada em cinco países - EUA, China,

tor patent protection, developed for Sirius, with

Japão, Canadá, Austrália e no continente Euro-

entry into 5 countries - USA, China, Japan, Can-

peu. O segundo destaque é para o de depósito

ada, Australia and the European Union. The

junto ao Patent Cooperation Treaty (PCT) da tec-

second highlight is the deposit with the Patent

nologia Organ-on-a-Chip do CNPEM. Essa tec-

Cooperation Treaty (PCT) of CNPEM’s Organ-

nologia visa reduzir o uso de animais em testes

on-a-Chip technology. This technology, aims to

farmacológicos. O terceiro destaque foi a pro-

reduce the use of animals in pharmacological

teção da tecnologia desenvolvida em conjunto

tests. The third highlight was the protection of

com a empresa BioLambida, fruto de parceria

the technology developed in conjunction with

de pesquisadores com uma startup usuária das

the company BioLambida, the result of a part-

linhas de luz do UVX.

nership between researchers and a startup

Esse recorde de pedidos de propriedade

another remarkable record.

recem destaque por sua singularidade. O pri-

that used the UVX beamlines.

intelectual vem acompanhado de recorde em

This record of requests for intellectual prop-

transferências de tecnologias do CNPEM para

erty comes with a record for transfers of tech-

empresas. Em 2019, três tecnologias foram

nology from CNPEM to companies. In 2019, 3

licenciadas: duas enzimas para a startup Bio-

technologies were licensed: two enzymes for the

linker e uma tecnologia de aquisição de dados

startup Biolinker and a data acquisition tech-

(software e hardware) para a instalação de pes-

nology (software and hardware) for the instal-

quisa em antiprótons e íons em construção no

lation of antiproton and ions research under

centro de pesquisa alemão GSI (Facility for Anti-

construction for the German research center GSI

proton and Ion Research – FAIR).

( Facility for Antiproton and Ion Research - FAIR).

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HEALTH

CASE STUDIES

PESQUISAS QUE GERAM PRODUTOS

RESEARCH THAT GENERATES PRODUCTS

Pesquisa e desenvolvimento em parceria com o se- Research and development in partnerships with tor industrial. the industrial sector.

Plataforma de descoberta de fármacos capta doações de 34 grupos empresariais Drug discovery platform captures donations from 34 business groups A plataforma de descoberta de fármacos do CNPEM obteve aprovação de dois projetos a serem desenvolvidos no âmbito do Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica (PRONON) e um projeto no âmbito do Programa Nacional de Apoio à Atenção da Saúde da Pessoa com Deficiência (PRONAS) do Ministério da Saúde, a partir de 2020. Essas iniciativas asseguram benefícios a pessoas jurídicas e/ou físicas que aplicarem parte do imposto de renda em projetos aprovados nesses programas. Os projetos visam: PRONAS - (i) identificar compostos para o desenvolvimento de novos fármacos para Deficiência Intelectual e Transtornos do Espectro Autista; PRONON - (ii) validar proteínas presentes na saliva que indicam a progressão do câncer de boca e; (iii) gerar linhagem celular monoclonal produtora de anticorpo usado no tratamento de câncer de pulmão e melanoma, hoje produzido apenas no exterior. The CNPEM drug discovery platform was approved by two projects to be developed under the National Program to Support Oncological Care (PRONON) and one project under the National Program to Support Health Care for People with Disabilities (PRONAS), initiatives of the Brazilian Ministry of Health, starting in 2020. These programs provide tax

Francine Coa analisa as dimensões na divisão de Nanotoxicologia e Nanobiotecnologia. Francine Coa analyzes the dimensions in the Nanotoxicology and Nanobiotechnology division

relief to legal entities and/or individuals that apply part of their income tax to projects approved in these programs. The projects aim to: PRONAS - (i) identify compounds for the development of new drugs for Intellectual Disability and Autistic Spectrum Disorders; PRONON - (ii) validate proteins present in saliva that indicate the progression of oral cancer and; (iii) to generate a monoclonal cell line that produces the antibody used in the treatment of lung cancer and melanoma, which is not currently produced in Brazil. These 3 CNPEM projects were approved on November 22nd, 2019 and CNPEM had the deadline of December 31st, 2019 to obtain donations from companies and individuals to make their implementation possible.

2020

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TECNOLOGIA

TECHNOLOGY

Avanços no desenvolvimento dos novos detectores de raios X para o Sirius

Jean Polli faz ajustes no equipamento, fruto de uma parceria promissora Jean Polli makes adjustments to the equipment, the result of a promising partnership

Advances in the Development of New X-ray Detectors for Sirius O projeto PIM3GA, para desenvolvi-

validações, foram realizados experi-

mento de detectores de raios X do

mentos reais que demonstraram sua

Sirius, em parceria com a empresa

aplicabilidade em cristalografia de

Pi Tecnologia, conseguiu realizar em

proteínas. Com o sucesso dos testes,

2019 as primeiras imagens com fun-

iniciou-se a construção dos dois pri-

cionamento em sistema relevante de

meiros detectores para duas linhas

dois protótipos desenvolvidos. Nes-

de luz do Sirius. Em 2020 haverá con-

tes testes foi possível comprovar a

tinuidade, também, da construção do

funcionalidade de todas as etapas do

protótipo de um modelo móvel de de-

sistema de detecção, ou seja, dos sen-

tector, e o projeto preliminar para um

sores passando pelo hardware até o

novo modelo, em geometria de arco,

processamento dos dados. Dentre as

para difração de raios X.

CHAGAS

Cooperação em busca de inibidores para doença de Chagas

Cooperation in the investigation of Chagas disease inhibitors

soma cruzi, causador da Doença de Chagas. As pesquisas indicam que a inibição destas enzimas pode matar o parasita e interromper o

Em 2019, o CNPEM e a farmacêu-

centros acadêmicos e grandes em-

desenvolvimento da doença. Com

tica multinacional Novartis esta-

presas farmacêuticas, de forma a

os resultados promissores, novos

beleceram

dentro

acelerar o desenvolvimento de

inibidores foram identificados para

do consórcio WIPO Re:Search, pro-

novos produtos voltados ao diag-

as duas enzimas testadas. Os pró-

movido pela Organização Mun-

nóstico, controle e tratamento de

ximos passos dessa colaboração

dial para Propriedade Intelectual

doenças negligenciadas.

estão sendo discutidos entre pes-

colaboração

(WIPO) e gerenciado pela Bio-

Essa colaboração permitiu se-

quisadores das duas instituições,

venture for Global Health (BVGH).

rem testados, pelo pesquisador

considerando que as novas molé-

Este consórcio tem como missão

Artur Cordeiro, uma coleção de 50

culas precisam ainda passar por

facilitar o compartilhamento de

mil compostos químicos de proprie-

uma série de experimentos in vitro

conhecimentos, infraestrutura e

dade da Novartis, contra duas enzi-

e em modelos animais antes de

moléculas entre pesquisadores de

mas chave do protozoário Trypano-

avançarem para estudos clínicos.

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2020

The PIM3GA project, for the development of Sirius X-ray detectors, in partnership with the company Pi Tecnologia, managed to realize in 2019 the first images with operation in a relevant system of two developed prototypes. In these tests it was possible to prove the functionality of all stages of the detection system, from sensors to hardware to data processing. Among the validations, proper experiments were performed, demonstrating its applicability to protein crystallography. With the success of these tests, the assembly of the first two detectors for two Sirius beamlines has started. In 2020, the construction of a mobile detector model prototype will also be continued, as well as the preliminary design

NESTES TESTES FOI POSSÍVEL COMPROVAR A FUNCIONALIDADE DE TODAS AS ETAPAS DO SISTEMA DE DETECÇÃO IN THESE TESTS IT WAS POSSIBLE TO PROVE THE FUNCTIONALITY OF ALL STAGES OF THE DETECTION SYSTEM

for a new arc-shaped model for X-ray diffraction.

Artur Cordeiro coordena o projeto que inaugurou a participação do CNPEM no consórcio WIPO Research. Artur Cordeiro coordinates the project which launched CNPEM participation in the WIPO Research consortium

In 2019, CNPEM and the multination-

pounds owned by Novartis to be

al pharmaceutical firm Novartis es-

tested by researcher Artur Cord-

tablished a collaboration within the

eiro, against two key enzymes of

WIPO Re:Search consortium, pro-

the protozoan Trypanosoma cruzi,

moted by the World Intellectual Prop-

which causes Chagas Disease. The

erty Organization (WIPO) and man-

research indicates that inhibiting

aged by Bioventure for Global Health

these enzymes can kill the para-

(BVGH). This consortium’s mission is

site and halt the development of

to facilitate the sharing of knowl-

the disease. With the promising

edge, infrastructure and molecules,

results, new inhibitors for the two

between researchers from academic

enzymes tested were identified. The

centers and large pharmaceutical

next steps in this collaboration are

companies, in order to accelerate

being discussed among researchers

the development of new products

from both institutions, considering

aimed at the diagnosis, control and

that the new molecules have yet to

treatment of neglected diseases.

undergo a series of experiments in

This collaboration allowed a

vitro and in animal models before

collection of 50,000 chemical com-

moving on to clinical studies.

2020

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O Grupo de Computação Científica processa a enorme quantidade de dados gerados nas linhas de luz do Sirius para que sejam usados pelo pesquisadores em suas investigações. The Scientific Computing Group processes the enormous amount of data generated on Sirius beamlines for use by researchers in their investigations

DESEMPENHO

PERFORMANCE

Avanços no estado da arte em computação cient fica Advances in the state-of-the-art in Scientific Computing O Grupo de Computação Cientifica do CNPEM (GCC) iniciou parce-

Para solucionar esses problemas, pesquisadores do CNPEM

ria com a Nvidia em 2019 para solucionar gargalos das tecnologias

vem trabalhando desde 2013 em novos algoritmos e métodos nu-

disponíveis para renderização 3D de grandes volumes de dados de

méricos de processamento de dados e segmentação de imagens.

tomografias das linhas de luz do Sirius em tempo real. Por ter um

Em 2019 o grupo iniciou uma colaboração com especialistas da

brilho muito superior ao antigo acelerador, a taxa com que os gran-

Nvidia para aprimorar partes dos algoritmos de reconstrução e

des volumes de dados serão gerados nas linhas de luz do Sirius e

segmentação de imagens, integrando essas melhorias na plata-

poderão chegar a até um Terabyte por minuto. Isso torna o processa-

forma Nvidia/TensorRT. Adicionalmente, para que a visualização

mento e a renderização de dados em tempo real um desafio mesmo

dos dados ocorra de forma rápida, o GCC também está trabalhan-

para as mais avançadas estruturas de computação gráfica de alto

do com a equipe da Nvidia para aprimorar a ferramenta Index vol-

desempenho. É essencial então que os sistemas de processamento

tada à renderização de imagens de forma paralela.

e visualização dos dados estejam integrados e sincronizados com os

Muitos destes avanços, que permitem o pipeline completo de

detectores das linhas, permitindo uma experiencia em tempo real,

processamento de imagens nas linhas de luz do Sirius, são novas

com respostas mais diretas e rápidas aos experimentos.

soluções desenvolvidas em conjunto.

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2020

The CNPEM Scientific Computing Group (GCC) started a partnership with Nvidia in 2019 to solve bottlenecks in the technologies available for the real-time 3D rendering of

ENGENHARIA

ENGINEERING

Monocromador de duplo cristal do Sirius: um novo caminho para instrumentação cient fica em fontes de luz s ncrotron Sirius double crystal monochromator: a new path for scientific instrumentation in synchrotron light sources

large volumes of tomography data from Sirius beamlines. As it has got a much higher brightness than the old accelerator, the rate at which large volumes of data will be generated on Sirius’ beamlines can reach up to one Terabyte per minute. This makes real-time data processing and rendering challenging for even the most advanced high-performance structures for computer graphics. It is essential that the data processing and visualization systems are integrated and synchronized with the line detectors, allowing a real-time experience, with more direct and quicker responses to the experiments.

Monocromador pronto para ser instalado em uma das linhas de luz do Sirius. Monochromator ready to be installed on one of Sirius’ beamlines

To solve these problems, the GCC has been working since 2013 on new algorithms

O desenvolvimento do monocromador de

The development of a double crystal X-rays

and numerical methods for

duplo cristal para raios X, batizado de HD-D-

monochromator, called HD-DCM, started

data processing and image

CM, iniciou-se em 2014 no CNPEM, envolven-

in 2014 at CNPEM, involving a partnership

segmentation. In 2019 the

do uma parceria com a empresa holandesa

with the Dutch company MI-Partners. Ad-

group started a collaboration

MI-Partners. Com isso, tecnologias mecatrô-

vanced

with experts from Nvidia to im-

nicas avançadas encontraram seu caminho

found their way into scientific instrumenta-

prove parts of the image recon-

para instrumentação científica em linhas ex-

tion, more specifically in the new synchro-

struction and segmentation

perimentais na nova fonte de luz sincrotron.

tron light source beamlines. The first deliv-

algorithms, integrating these

A primeira grande entrega foi em 2018, com

ery was achieved in 2018, with a piece of

improvements in the Nvidia/

um equipamento que apresenta estabilidade

equipment that presents mechanical stabil-

TensorRT platform. In paral-

mecânica entre 5 e 100 vezes melhor do que

ity between 5 and 100 times better than its

lel, the GCC and Nvidia team

seus semelhantes, demanda essencial para

counterparts, an essential demand for pre-

are working on improving the

preservação da qualidade do feixe de fótons

serving the quality of Sirius’ photon beam,

Index tool aimed at render-

do Sirius, e que também possui funcionalida-

and which also has unique features for

ing images so that data visu-

des únicas para técnicas de espectroscopia.

spectroscopy techniques. Throughout 2019,

alization can happen quickly.

Ao longo de 2019, completou-se outro desafio

another challenge of this equipment was

Many of these advances,

desse projeto inovador, com a substituição da

completed, with the replacement of the orig-

which allow the complete

plataforma de desenvolvimento original pela

inal development platform by the architecture

pipeline of image processing

arquitetura CompactRIO, que passou a definir

firm CompactRIO, which started to define the

on Sirius’ beamlines, are new

o novo padrão de controle para aplicações de

new control standard for high-performance

solutions developed together.

alto desempenho das linhas de luz do Sirius.

applications of Sirius beamlines.

2020

mechatronic

technologies

POR DENTRO DO CNPEM

have

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AGRICULTURA

AGRICULTURE

Biodefensivos para aumento sustentável da biomassa no campo Biodefensives for sustainable increase of Biomass in the field Pesquisadores do CNPEM atuaram em

ganhos em termos de rendimento in-

parceria com a empresa Agrivalle, ao longo

dustrial. Os avanços alcançados refleti-

de 2019, com co-financiamento Embrapii,

ram uma expectativa importante tam-

para aprimorar o processo produtivo de

bém para a rentabilidade e qualidade

biodefensivos, contribuindo diretamente

técnica do processo”.

para a agenda de sustentabilidade a partir

O sucesso motivou a empresa para

da minimização dos impactos ambientais.

discussão de um novo projeto para mais

Os resultados obtidos também gera-

dois produtos, que serão desenvolvidos

ram ganhos importantes para a empre-

desde escala laboratorial até a aplicação

sa, conforme pontua Iron Amoreli, Enge-

agronômica em campo, no qual serão

nheiro de Pesquisa e Desenvolvimento

estudados tanto a ação dos produtos no

da Agrivalle: “O processo otimizado ul-

sistema solo-planta quanto os targets de

trapassou o target proposto inicialmen-

desempenho que viabilizam a sua inser-

te, indicando um grande potencial de

ção competitiva no mercado.

A partir da prospecção e desenvolvimento de novos meios de produção, foi possível otimizar o processo para aumentar o rendimento na operação industrial. Prospecting and developing new means of production made it possible to optimize the process, increasing the yield of the industrial operation

BIOMASSA

BIOMASS

Plataforma tecnológica multifuncional para nutrição animal

FOTO DE/ PHOTO BY ROBERT BYE - UNSPLASH

Multifunctional technological platform for animal nutrition

A colaboração entre o CNPEM e a empresa Elanco Saúde Animal, com o objetivo de desenvolver novas tecnologias para tornar a produção animal e de bioetanol mais eficiente e sustentável, iniciou-se em 2012. Ao longo da cooperação, alguns desafios científicos surgiram, o que impulsionou a aproximação das instituições. “Os pilares

A tecnologia desenvolvida com a parceria foi validada em rebanho, consolidando o desenvolvimento, concluído em 2019 The technology developed from the partnership was validated in the field, consolidating the development, which was completed in 2019

POR DENTRO DO CNPEM

2020

que sustentaram esta boa parceria foram: discussões cientificas de alta qualidade, ciência de ponta, network global, infraestrutura e gerenciamento adequado do pro-

FOTO DE/ PHOTO BY MARKUS SPISKE - UNSPLASH

Researchers from CNPEM worked in partnership with the company Agrivalle, throughout 2019, with Embrapii co-funding, to improve the biodefensive production process, directly contributing to the sustainability agenda by minimizing environmental impacts. The results obtained also generated

O PROCESSO OTIMIZADO ULTRAPASSOU O TARGET PROPOSTO INCIALMENTE (.. )

important gains for the company, as Iron Amoreli, Research and Development Engineer at Agrivalle points out: “The optimized process exceeded the target initially proposed, indicating a great potential for gains in terms of industrial performance. The advances achieved reflected an important expectation also for the profitability and technical quality of the process ”. The success of this first project has already motivated the company to discuss a new one for two more products, which will

IRON AMORELI, Engenheiro de Pesquisa e Desenvolvimento da Agrivalle

be developed from laboratory scale all the way to agronomic application in the field, where both the effects on the soilplant system and the performance targets that enable its competitive insertion in the market will be assessed.

jeto”, afirma Leane Oliveira, Principal Research Scientist da Elanco.

out the cooperation, some scientific challenges arose, which boosted

Como resultado do projeto, que contou com

the approximation of the institutions. “The pillars

financiamento da Finep, foi possível desenvolver

that supported this good partnership have been

uma plataforma multifuncional para nutrição

high-quality scientific discussions, cutting-edge

de ruminantes a partir de biomassa, além da construção e instrumentação do laboratório de sequenciamento de alta escala no CNPEM. “Isto ultrapassa os limites deste projeto. Esta infraestrutura traz uma capacitação científica inestimável, colocando o Brasil no patamar de igualdade com outros países, líderes neste tipo de tecnologia, e poderá beneficiar muitos outros projetos no futuro. A parceria entre Elanco Saúde Animal e o CNPEM é considerada como um caso de sucesso dentro da nossa empresa”, diz Leane. The collaboration between CNPEM and the company Elanco Saúde Animal to develop new technologies to make animal and bioethanol production more efficient and sustainable, began in 2012. Through-

DISCUSSÕES CIENTÍFICAS; CIÊNCIA DE PONTA; NETWORK; INFRAESTRUTURA; GERENCIAMENTO

science, global network, infrastructure, and adequate project management.”, Says Leane Oliveira, Principal Research Scientist, at Elanco. As a result of the project, which was financed by Finep, it was possible to develop a multifunctional platform for nutrition of ruminants from biomass. It also led to the construction and instrumentation of the high-scale sequencing laboratory at CNPEM. “This goes beyond the limits of this project. This infrastructure brings invaluable scientific training, placing Brazil on an equal footing with other countries, leaders in this type of technology. It could benefit many other projects in the future. The partnership between Elanco Saúde Animal and CNPEM is considered a success story within our company. ”, Says Leane.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

EM BUSCA DE SOLUÇÕES & CASES DE INOVAÇÃO | IN SEARCH OF SOLUTIONS & INNOVATION CASE STUDIES

DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS ELECTRONIC DEVICES

Tintas condutivas e método de impressão para uso em dispositivos eletrônicos Conductive inks and printing method for use in electronic devices O LNNano integra as duas redes de inovação do programa SibratecNano: Nanomateriais & Nanocompósitos e Nanodispositivos & Nanosensores. No âmbito do Programa, a instituição pode cofinanciar projetos de inovação que apresentem o nível de Maturidade Tecnológica (TRL) entre 4 e 6, fase de alto risco em que boa parte dos projetos é descontinuada pelas empresas. O projeto com a empresa Ticon, iniciado em 2016, é um dos exemplos de parcerias co-financiadas pelo programa, que foi renovado em 2019, graças a seus resulta-

O método de impressão a jato de tinta permite chegar em resultados mais rápidos e de menor custo do que os métodos convencionais, como fotolitografia ou laminação The inkjet printing method enables faster results results faster and at a lower cost than conventional methods,, such as photolithography or lamination

dos exitosos. O projeto visa o desenvolvimento de tintas condutivas baseadas em prata para aplicação na fabricação de dispositivos eletrônicos, como telas de toque

LNNano integrates the two innovation net-

was renewed in 2019, thanks to its successful

e displays flexíveis, usando o método de

works of the SibratecNano program: Nano-

results. The project aims to develop conductive

impressão a jato de tinta, que possibilita

materials & Nanocomposites and Nanode-

inks based on silver for application in the man-

a aplicação da tinta sobre substratos fle-

vices & Nanosensors. Within the scope of

ufacture of electronic devices, such as touch

xíveis, como papel fotográfico. O próximo

the Program, the institution can co-finance

screens and flexible displays, using the inkjet

passo é obter os primeiros protótipos dos

innovation projects that present the level of

printing method, allowing the application of ink

chamados dispositivos de aquecimento,

Technological Maturity (TRL) between 4 and

on flexible substrates, such as photographic pa-

dispositivos que geram calor e podem ser

6, a high-risk phase in which a good part of

per. The next step is to obtain the prototypes of

inseridos, por exemplo, nos calçados das

projects are discontinued by companies.

so-called heating devices, devices that generate

equipes que trabalham em frigoríficos,

The project with the company Ticon start-

heat and can be inserted, for example, in the

mantendo assim a temperatura corpórea

ed in 2016. It is one of the examples of part-

shoes of teams that work in refrigerators, thus

dos trabalhadores.

nerships co-financed by the program, which

maintaining the workers’ body temperature.

POR DENTRO DO CNPEM

2020

NANOMATERIAIS

NANOMATERIALS

Desenvolvimento de autopeça a partir de materiais nanoestruturados de cana-de-açúcar Development of auto parts from nanostructured materials from sugarcane

No final de 2019, o LNNano iniciou parceria com a Bosch para um projeto de desenvolvimento tecnológico de um componente a ser instalado em motores de veículos, visando o aumento da performance da combustão. Serão investigados novos processos que utilizarão como matéria-prima subprodutos do processamento da cana-de-açúcar, que serão convertidos em materiais ativos nanoestruturados e utilizados na concepção de uma nova peça para motores. Além dos diferenciais em performance da nova tecnologia, trata-se de uma autopeça desenvolvida a partir de materiais provenientes de fontes renováveis, reduzindo, dessa maneira, o impacto ambiental da tecnologia. Esta parceria é mais um exemplo da maturidade do CNPEM no relacionamento com empresas de grande porte e de sua capacidade de gerar soluções sustentáveis para diversos setores da indústria. In late 2019, LNNano started a partnership with Bosch for a technological development project for a component to be installed in vehicle engines, aiming at increasing combustion performance. New processes that use by-products of sugarcane processing, which will, in turn, be converted into nanostructured active materials will be investigated and used in the design of a new engine part. In addition to the performance differentials of the new technology, it is an auto part developed from materials from renewable sources, thus reducing the environmental impact of the technology. This partnership is yet another example of the Laboratory’s maturity in its relationship with large companies and its ability to generate sustainable solutions for various industry sectors. FOTO DE/ PHOTO BY ERIK MCLEAN OU ANTON DARIUS - UNSPLASH

O PROJETO COM A EMPRESA TICON, INICIADO EM 2016, É UM DOS EXEMPLOS DE PARCERIAS CO-FINANCIADAS PELO PROGRAMA SIBRATECNANO

Peças automotivas feitas de nanoestruturas advindas da cana-de-açúcar são a aposta atual da parceria entre o LNNano e a Bosch Automotive parts made of nanostructures from sugarcane are the current venture of the partnership between LNNano and Bosch

2020

POR DENTRO DO CNPEM

SEJAM BEM-VINDOS | WELCOME Todos os anos o CNPEM abre seu campus no evento Ciência Aberta. Nesta iniciativa, as instalações do Centro recebem visitas para que o público possa conhecer de perto as nossas ações. A programação inclui ainda exposições, oficinas, estações para manipulação de microscópios, palestras in-

DEPOIMENTOS DE VISITANTES TESTIMONIALS FROM VISITORS

formais, praça de alimentação e muito mais! Em 2019, o evento reuniu 16 mil visitantes. Semanalmente, o CNPEM também recebe grupos de visitantes de empresas, escolas, universidades e órgãos públicos. Confira as impressões dos visitantes sobre essas visitas!

SUPER FISICO

BRUNO GARCIA BONFIM Professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná - IFPR Professor at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Paraná - IFPR

Conheço a história do CNPEM desde que o fundaram. Eu era muito pequeno para entender a grandiosidade do empreendimento, mas sempre fui motivado pelos meus pais à áreas da ciência. Como muitos brasileiros, vim de uma realidade simples e não tive oportunidades que me levassem como estudante à grandes centros de pesquisas. Hoje como professor de Física numa instituição federal, faço questão de apresentá-los aos meus estudantes, e me vi realizando um sonho no olhar deles ao entrarem na

POR DENTRO DO CNPEM

2020

sala do acelerador de partículas. Pude perceber que aquele instrumento, naquele momento, cumpriu muito mais do que seu papel. Acelerou também os corações dos meus estudantes, motivando-os a seguir nas áreas das ciências. Visualizar essas sensações em seus olhares, acelera minhas habilidades como professor. en I know the history of CNPEM since its creation. I was too young to understand the greatness of the enterprise, but I was always motivated by my parents to explore the areas

of science. However, like many Brazilians, I came from a humble background and I did not have opportunities as a student to visit major research centers. Today, as a professor of Physics at a federal institution, I make it a point to introduce them to my students, and I found myself fulfilling a dream through their eyes when they entered the particle accelerator room. I could see that that instrument has already fulfilled much more than its role. It also accelerated the hearts of my students, motivating them to follow STEM areas. Visualizing these emotions in their eyes accelerates my skills as a teacher.

Damos boas vindas a milhares de pessoas dos mais diferentes perfis! CNPEM welcomes thousands of visitors from diverse backgrounds and interests.

en Every year, CNPEM opens its campus at the Ciência Aberta event. In this initiative, the Center’s facilities welcome the public, which gets to know our actions up close. The special day also brings exhibitions, workshops, stations for handling microscopes, informal lectures, food trucks and much more! In 2019, the event gathered 16 thousand visitors. Weekly, CNPEM also receives groups of visitors from companies, schools, universities and public agencies. Check out some of their impressions!

Veja como foi o Ciência Aberta de 2019: Check out how was the “Ciência Aberta” event in 2019 http://y2u.be/TS-3j783EJo

CAMILA VENTURA Núcleo de Economia Industrial e da Tecnologia – NEIT Instituto de Economia - Unicamp Industrial and Technology Economics Center - NEIT Institute of Economics - Unicamp

Nossa visita ao CNPEM fez parte da Programação do IV Encontro Nacional de Economia Industrial e Inovação, realizado pela Associação Brasileira de Economia Industrial e Inovação (ABEIN) na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) em setembro de 2019. A visita foi muito procurada pelos participantes do evento já na divulgação, e tivemos um número grande de interessados, que tinham interesse em conhecer as instalações do projeto Sirius e ter mais informações sobre a área de inovação do CNPEM, tema diretamente relacionado aos inte-

resses de pesquisa de boa parte do grupo. Visitar o CNPEM é uma grande oportunidade para conhecer um centro de pesquisa em ciência e tecnologia de relevância mundial, que segue um modelo que ainda é pouco utilizado no Brasil, onde a pesquisa em ciência e tecnologia está concentrada nas universidades. en Our visit to CNPEM was part of the Program of the IV Brazilian Meeting for Industrial Economics and Innovation, held by the Brazilian Association of Industrial Economics and Innovation (ABEIN) at the State Universi-

ty of Campinas - Unicamp, held in September 2019. The visit was highly sought after by the participants of the event from the moment the event was advertised, with great interest in visiting the Sirius project facilities and acquiring more information about CNPEM's innovation area, a topic directly related to the research interests of a large part of the group. Visiting CNPEM is a great opportunity to visit a science and technology research center of worldwide relevance, which follows a model that is still little used in Brazil, where research in science and technology is concentrated at universities.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

SEJAM BEM-VINDOS | WELCOME

GUSTAVO COSTA

Professor na Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG) - Unidade Frutal Professor at the State University of Minas Gerais (UEMG) - Frutal Unit.

A Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG) – Unidade Frutal realizou em 2019 a “1ª Feira de Ciências da UEMG: Inovação e Meio Ambiente”, financiada pelo CNPq, que contou com a participação de alunos de escolas públicas de Frutal-MG. Os 5 melhores trabalhos foram premiados com uma visita técnica ao CNPEM durante a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia em novembro de 2019. O grupo de visitantes foi composto por 5 professores e 25 alunos da rede básica de ensino, além de 5 docentes e 4 alunos do Mestrado em Ciências Ambientais da UEMG. A visita contemplou as instalações do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS) e do Sirius, no qual tiveram a oportunidade de conhecer a rotina de trabalho dos pesquisadores e suas contribuições no desenvol-

POR DENTRO DO CNPEM

2020

vimento de ciência e tecnologia. Apesar do grupo de visitantes heterogêneo, todos aproveitaram a visita, relatando uma experiência inesquecível. Entre os pontos a serem mencionados destacam-se a organização, receptividade, divulgação científica, programas de estágio e, claro, a magnífica estrutura. Todos os brasileiros deveriam conhecer o CNPEM para visualizar, na prática, a posição de vanguarda do país em desenvolvimento científico. The State University of Minas Gerais - Frutal Unit held the “1st UEMG Science Fair: Innovation and Environment” in 2019, funded by CNPq, with the participation of students from public schools based in the city of Frutal, Minas Gerais State. The five best works were awarded a technical visit to CNPEM during the Brazilen

ian National Week of Science and Technology, in November 2019. The group of visitors was composed of 5 teachers and 25 students from the fundamental education network, in addition to 5 academics and 4 students from the Master Program in Environmental Sciences from UEMG. The visit included LNLS facilities and Sirius, where they had the opportunity to learn about the researchers' work and their contributions to the development of science and technology. Despite the heterogeneous group of visitors, everyone enjoyed the visit, reporting it as an unforgettable experience. The highlights are the organization, receptivity, scientific dissemination, internship programs and, of course, the magnificent infrastructure. All Brazilians should get to know CNPEM to see in practice the country's vanguard position in scientific development.

RONALDO YUAN

Brigadeiro Engenheiro, Diretor do Curso de Altos Estudos de Política e Estratégia (CAEPE) da Escola Superior de Guerra (ESG) - 2019. Brigadier Engineer, Director of the High Studies in Policy and Strategy (CAEPE) at the Superior War College (ESG) - 2019

Nosso curso tem como objetivo capacitar civis e militares do Brasil e das nações amigas para o exercício de funções de direção e assessoramento de alto nível na administração pública, em especial nas áreas da Defesa Nacional. Assim, a visita dos 83 estagiários foi muito importante para ampliar os seus conhecimentos sobre instituições de pesquisa e desenvolvimento de alto nível existente no Brasil, como o CNPEM. Este contato é uma oportunidade ímpar para conhecer melhor a relevância dessas atividades no desenvolvimento tecnológico e da indústria brasileira, sendo fundamental para subsidiar as suas futuras atividades como assessores de gestão estratégi-

ca nas instituições de origem, foco da formação na ESG. Ademais, conhecer os diversos laboratórios da instituição e, em especial o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron permitiu aos estagiários concluir que o País possui uma destacada capacidade de pesquisa, sendo a infraestrutura de suporte existente no CNPEM motivo de orgulho para todo cidadão brasileiro. Our Course aims to train civilians and military personnel in Brazil and friendly nations to exercise high-level management and evaluation functions in public administration, especially in the areas of National Defense. Thus, a visit by the 83 interns was very important to expand en

their knowledge about existing research and development institutions in Brazil, such as CNPEM. This contact is an unique opportunity to better understand the relevance of these activities in technological development and in the Brazilian industry, being essential to assist the future activities as evaluators of strategic management in the institutions of origin, focus of training at ESG. Besides, getting to know the various laboratories of the institution and, in particular, the Brazilian Synchrotron Light Laboratory, one of the most advanced in the world, allows trainees to conclude that the country has an outstanding research capacity, and CNPEM´s support infrastructure must make every Brazilian citizen proud.

2020

POR DENTRO DO CNPEM

DRIBLANDO O FUSO HORÁRIO | DODGING TIME ZONES

POR QUE TRABALHAR COM PARCEIROS DE OUTROS PAÍSES? WHY WORK WITH PARTNERS FROM OTHER COUNTRIES?

Confira aqui relatos de pesquisadores e parceiros estrangeiros sobre suas pesquisas

Check here reports from researchers and partners about their research

Que o CNPEM tem parcerias com instituições no mundo todo, já se sabe. Mas como as pesquisas entre pessoas separadas por oceanos acontecem? Se no passado muita troca de conhecimento foi possível através de cartas e ouvia-se falar de pesquisas mirabolantes em outros continentes, hoje em dia tudo é muito mais rápido e fácil com as publicações online, videoconferências, transmissão de arquivos através da nuvem, compartilhamento de telas e ligações via internet. E por que isso é importante? Para que a Ciência seja um bem da humanidade e não commodity dominada por poucos. O compartilhamento de conhecimentos beneficia a todos, que podem partir do que outros já aprenderam ou criaram para dar mais um passo em busca de soluções que podem beneficiar toda a sociedade.

100

POR DENTRO DO CNPEM

2020

It is well known that CNPEM has got partnerships with institutions across the globe. But how do research projects with people oceans apart take place? If in the past much exchange of knowledge was possible through letters and reports of amazing research endeavors on other continents were shared by word of mouth, now it is much faster and easier to collaborate thanks to online publications, video conferences, file transmission on the cloud, screen sharing and internet calls. And why is it important? So Science becomes a treasure to be shared with humanity and not a commodity dominated by few. Sharing knowledge benefits everyone; one can build on the discoveries of those that came before, creating solutions that can benefit society as a whole. en

PESQUISAS EM CONDIÇÕES EXTREMAS UNE BRASIL E ALEMANHA RESEARCH IN EXTREME CONDITIONS UNITES BRAZIL AND GERMANY Após um pós-doutorado realizado na Alemanha, Ricardo Donizeth dos Reis, pesquisador do LNLS, iniciou um acordo de parceria com o Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, em Dresden. Nosso objetivo científico é entender os materiais a partir de aplicação de um parâmetro externo, que neste caso é a pressão. O entendimento vem por uma soma de conhecimentos que podem ser obtidos por diversas técnicas experimentais, que podemos dividir em dois grandes grupos: as chamadas técnicas macroscópicas e as técnicas microscópicas. O grupo de Dresden é muito conhecido por usar técnicas macroscópicas, como medidas de resistivida-

Max Planck promoverá uma estreita colaboração entre as duas instituições, com o objetivo de combinar as técnicas estabelecidas no Institute for Chemistry of Physics of Solids com as novas possibilidades da nova fonte de luz s ncrotron brasileira. MICHAEL NICKLAS,

(em pé, à esquerda/ standing on the left). Líder de Grupo Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids

O projeto, no Brasil apoiado pela FAPESP, tem como objetivo investigar o comportamento de materiais quando submetidos a condições extremas. The project, in Brazil, supported by the São Paulo Research Foundation – FAPESP, aims to investigate the behavior of materials when subjected to extreme conditions

de elétrica e susceptibilidade magnética, de

en After a post-doctorate in Germany, Ri-

techniques, such as electrical resistivity

forma que eles conseguem verificar com ex-

cardo Donizeth dos Reis, a researcher at

and magnetic susceptibility measurements,

trema precisão como as propriedades “ex-

LNLS, started a partnership agreement that

so that they can verify, with extreme preci-

traordinárias” dos materiais se comportam

seeks to promote research collaboration be-

sion, how the “extraordinary” properties of

com a aplicação de um estímulo externo,

tween CNPEM and the Max Planck Institute

the materials under study behave under the

como pressão. Em contrapartida, com o Si-

for Chemical Physics of Solids, in Dresden.

application of an external stimulus, such as pressure. With Sirius, however, our group

rius, o nosso grupo estará apto a completar esse conhecimento a partir de medidas de

Our research group at LNLS seeks to un-

will be able to complement this knowledge

difração e espectroscopia de raio X, que nos

derstand materials that have “extraordinary

using X-ray diffraction and spectroscopy

fornecerão informações do comportamen-

transport” properties. The scientific objecti-

measures, which will provide us with infor-

to e do arranjo dos átomos e dos elétrons

ve is to understand these materials from the

mation on the behavior and arrangement of

responsáveis pelas propriedades de trans-

application of an external parameter, which

the atoms and electrons responsible for the

porte. Então, a nossa parceria científica tem

in this case is pressure. The understanding

transport properties. Therefore, our scien-

esse objetivo, o de combinar a expertise do

of this comes from a sum of knowledge that

tific partnership has the objective of com-

grupo de Dresden com as potencialidades

can be obtained by several experimental

bining the expertise of the Dresden group

do Sirius para juntos entendermos a ori-

techniques, which we can divide into two

with the potential of Sirius to understand,

gem e os mecanismos das propriedades de

large groups called macroscopic techni-

together, the origin/mechanisms underlying

transporte que nos interessam.

ques and microscopic techniques. Dresden’s

these interesting transport properties.

group is well known for using macroscopic

RICARDO DONIZETH DOS REIS

DO DONIZETH DOS REIS

RICAR-

2020

POR DENTRO DO CNPEM

101

DRIBLANDO O FUSO HORÁRIO | DODGING TIME ZONES

Juliana conhecia o trabalho da pesquisadora americana e pode apresentarlhe os primeiros resultados de sua pesquisa sobre a Síndrome de Deficiência Intelectual do tipo Nascimento Juliana already knew the work of the American researcher and presented Dr. Klevit her research on Intellectual disability, Nascimento-type

APÓS UMA APRESENTAÇÃO DE PÔSTER...

AFTER A POSTER PRESENTATION...

A pesquisadora do LNBio, Juliana Oliveira, conheceu Rachel Kle-

en Juliana Oliveira, LNBio´s researcher, met Dr. Rachel Klevit, a

vit, pesquisadora e professora na Universidade de Washington,

researcher and professor at the University of Washington, during a

em uma reunião científica realizada no Cold Spring Harbor Labo-

scientific meeting held at the Cold Spring Harbor Laboratory, in the

ratory, nos Estados Unidos, em 2017.

United States, in 2017.

Através da troca de ideias e informações com a Dra. Klevit, espe-

Through the exchange of ideas and information with Dr. Klevit,

cialista na área, fomos capazes de aprofundar o problema científico

an expert in the field, we were able to go deeply into the scienti-

e chegar a um entendimento dos detalhes dos mecanismos molecu-

fic problem and to reach a better understanding of the molecular

lares afetados por essa nova mutação associada à Síndrome de Defi-

mechanisms affected by this novel disease-associated mutation.

ciência Intelectual

. JULIANA OLIVEIRA

Juliana apresentou os fascinantes resultados preliminares obtidos pela equipe. (...) Concordamos em continuar nossas conversas remotamente. Fiquei impressionada com os dados de alta qualidade produzidos e com os amplos recursos experimentais de ponta disponíveis para eles. Estou satisfeita e orgulhosa por ter tido o privilégio de trabalhar neste projeto com uma equipe tão fantástica de investigadores . RACHEL KLEVIT

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POR DENTRO DO CNPEM

2020

JULIANA OLIVEIRA

As descobertas descritas por este trabalho colaborativo e a troca de conhecimentos foram fundamentais. JULIANA

Juliana gave me a presentation of the fascinating preliminary results obtained by the team. During the conference, Juliana and I agreed to continue our conversations remotely as the project progressed. I was impressed by the high-quality data produced and by the broad state-of-the-art experimental capabilities available to them. I am pleased and proud to have had the privilege to work on this project with such a terrific team of investigators.

RACHEL KLEVIT

OPORTUNIDADES PARA A MESMA MATÉRIA PRIMA

OPPORTUNITIES FOR THE SAME RAW MATERIAL

A parceria entre a pesquisadora Juliana Bernardes e o Prof. Michael

en The partnership between researcher Juliana Bernardes and Pro-

Tam do Waterloo Institute for Nanotechnology, Canadá, foca no desen-

fessor Michael Tam, from the Waterloo Institute for Nanotechnolo-

volvimento de materiais avançados produzidos a partir de nanocelu-

gy WIN/Canada, focuses on the development of advanced materials

lose e começou no Workshop Brasil-Canadá, ocorrido no LNNano em

produced from nanocellulose. It started in a Brazil-Canada Work-

2015. Tendo em vista a tendência mundial de preparo de materiais

shop that took place at CNPEM in 2015. Given the worldwide trend

que sejam advindos de fontes sustentáveis e que possam substituir

of obtaining materials from sustainable sources that can replace

derivados de petróleo, pesquisas envolvendo biomassa podem trazer

petroleum-derived products, research involving biomass can bring

benefícios ambientais e econômicos para ambos os países que estão

environmental and economic benefits to both countries, which are

na lista dos 10 principais produtores de papel e celulose no mundo.

on the list of the top 10 cellulose and paper producers in the world.

Essa colaboração já rendeu um projeto apro-

This collaboration has already generated a

vado na FAPESP, artigos científicos e possivel-

project approved by FAPESP, scientific articles

mente uma patente será depositada em breve.

and possibly a patent, which will be filed soon.

JULIANA BERNARDES

Além disso, compartilhamos ideias de pesquisa sobre o desenvolvimento de nanomateriais sustentáveis para várias aplicações avançadas de engenharia (...). A demonstração dos novos usos dos nanomateriais de celulose contribuirá para os interesses industriais de outros players do setor. Um dos possíveis resultados é a criação de novos empregos.

MICHAEL TAM

Brasil e Canadá estão na lista dos 10 principais produtores de papel e celulose no mundo.

Also, we share research ideas on the development of sustainable nanomaterials for several advanced engineering applications. The demonstration on the new uses of cellulose nanomaterials will contribute to the industrial interests of other players in the sector. One of the possible results is the creation of new jobs.

MICHAEL TAM

Michael Tam destaca como benefícios da parceria a publicação de artigos colaborativos, troca de ideias e desenvolvimento de nanomateriais sustentáveis. Michael Tam highlights, among other outcomes of the partnership, joint peer-reviewed research articles, knowledge exchange and the development of sustainable nanomaterials

2020

POR DENTRO DO CNPEM

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DRIBLANDO O FUSO HORÁRIO | DODGING TIME ZONES

Da esq. para dir.: Prof. Miguel Alcalde, Plinio Vieira e membros da equipe em Madri. Prof. Alcalde trabalhou com Frances Arnold, vencedora do Nobel de Química em 2018. From left to right: Prof. Miguel Alcalde, Plinio Vieira and team members in Madrid. Prof. Alcalde worked with Frances Arnold, winner of the 2018 Nobel Prize in Chemistry

MAIS CONHECIMENTO NA MALA

MORE KNOWLEDGE IN THE SUITCASE

O intercâmbio entre pesquisadores per-

cadas à sua estabilidade em condições

dagens computacionais avançadas, que

mite a troca de experiências, conheci-

de pH extremos e altas temperaturas.

ainda não utilizávamos. As ferramentas

mentos e a propagação da cultura cien-

Estas técnicas podem ser empregadas

computacionais de ponta utilizadas no

tífica entre instituições que participam

para o desenvolvimento de enzimas com

projeto nos permitem entender como as

desse tipo de iniciativa. Pesquisadores

aplicação em processos mais verdes de

enzimas funcionam, a nível molecular.

do LNBR supervisionados por Mário Mu-

bioconversão de carboidratos e no apro-

Isso pode ser aplicado principalmente

rakami contam o que trouxeram de suas

veitamento completo da biomassa para

no desenho racional de enzimas para

pesquisas na Espanha.

a produção de químicos de alto valor

melhorar suas propriedades industriais.

agregado ou na indústria de biocombus-

E assim, no início de 2019 assumi um

tíveis.” PLINIO SALMAZO VIEIRA

novo desafio: vim para Barcelona para

Desenvolvi no exterior um projeto

integrar, por um ano, a equipe da pro-

de melhoramento de enzimas com propósito de obter informações valiosas

Em 2017 iniciei meu pós-doutora-

fessora Carme Rovira, da Universidade

sobre sua estrutura e função e também

do no LNBR, estudando enzimas para

de Barcelona, referência na área de si-

para a otimização de bioprocessos mais

aplicações biotecnológicas através de

mulações por mecânica quântica para

sustentáveis com potencial aplicação na

técnicas

principalmente

estudar processos biológicos. Esse pe-

indústria. No grupo do Prof. Miguel Alcal-

por cristalografia de proteínas, com fi-

ríodo intenso e de muito aprendizado

de, que integra o Instituto de Catálisis y

nanciamento da FAPESP. Ao longo do de-

possibilitou a obtenção de resultados

Petroleoquímica, na Espanha, (ICP-CSIC),

senvolvimento do projeto, percebemos

multidisciplinares muito interessantes,

pude aprender técnicas de engenharia

que tínhamos alvos muito promissores

que pretendemos publicar em breve.”

e evolução molecular de proteínas apli-

para serem analisados através de abor-

MARIANA BUENO DE MORAIS

104

POR DENTRO DO CNPEM

2020

estruturais,

Da esq. para dir.: Mariana, Profa. Carme Rovira e equipe. Dra. Rovira é referência em simulações por mecânica quântica no estudo de processos biológicos. From left to right: Mariana, Prof. Carme Rovira and team. Dr. Rovira is a reference in quantum mechanics simulations in the study of biological processes

en The exchange between researchers al-

der extreme pH and high temperatures. These

through advanced computational approaches

lows sharing experiences and knowledge,

techniques can be used for the development of

we were not familiar with yet. The cutting-edge

and encourages the dissemination of the

enzymes with applications in greener process-

computational tools used in the project allow us

scientific culture of the institutions that

es of bioconversion of carbohydrates and in

to understand how enzymes work, at the molec-

take this initiative. LNBR researchers su-

the use of biomass for the production of high

ular level. This can be applied mainly in the ratio-

pervised by Mário Murakami tell what they

added-value chemicals and in the biofuels in-

nal design of enzymes to improve their industrial

brought from their research in Spain.

dustry.

properties. At the beginning of 2019, I took on a

PLINIO SALMAZO VIEIRA

new challenge: I came to Barcelona to join ProWhile abroad, I developed an enzyme im-

fessor Carme Rovira’s team

In 2017 I started my

provement project, aiming to obtain valuable

FAPESP-funded

postdoc-

at the University of Barcelo-

information about the enzyme’s structure

toral fellowship at LNBR,

na for a year, who is a refer-

and function and also for the optimization of

studying enzymes for bio-

more sustainable bioprocesses with potential

technological

application in industry, where they are often

using structural techniques,

subjected to extreme conditions. Joining Pro-

mainly protein crystallogra-

fessor Miguel Alcalde’s group, who is part of

phy. Throughout the devel-

the Catalysis Institute of the Instituto de Catáli-

opment of the project, we

sis y Petroleoquímica (ICP-CSIC), in Spain, I

recognized that we had very

learned molecular engineering and evolution

promising targets, which

techniques, manipulating protein stability un-

could be further analyzed

applications

O intercâmbio entre pesquisadores permite a troca de experiências, conhecimentos e a propagação da cultura cient fica. 2020

ence in the field of quantum mechanics simulations in biological processes. This intense learning experience allowed us to obtain exciting multidisciplinary results, which we intend to publish soon.

MARIANA

BUENO DE MORAIS

POR DENTRO DO CNPEM

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Jaqueline Matsusato Souza monitora um biorreator de escala piloto, equipamento utilizado na fase de escalonamento de processos Jaqueline Matsusato Souza monitors a pilot-scale bioreactor, equipment used in the bioprocess scaling up phase

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Regis Oliveira faz a Instalação de um estágio rotativo para alinhamento e caracterização dos espelhos do Sirius Regis Oliveira installing a rotating stage for aligning and characterizing Sirius’ mirrors

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