Transístor de papel: a descoberta de Elvira Fortunato que já revoluciona o mundo
Autor: Biblioteca SENAI Luzerna | Publicado: 2017-02-10T11:02:00-08:00







As coisas 
aconteceram-lhe de forma natural. Não gosta de programar a vida a longo 
prazo e a hipótese de ser cientista, quando era pequena, nunca se 
colocou. Mas sabia que queria seguir engenharia. Em 2008, Elvira 
Fortunato conquistou o maior prémio de sempre dado a um investigador 
português. Sempre a um ritmo alucinante, em entrevista à RTP, esta 
cientista de 52 anos fala com orgulho da avaliação que obteve no seu 
Cenimat - Centro de Investigação de Materiais, do que a motiva, do que a
 inquieta e do reconhecimento público.



Sandra Salvado, Pedro A. Pina - RTP 












Ideias arrojadas e inovadoras a nível mundial dão-lhe trabalho, 
prémios, medalhas e, acima de tudo, reconhecimento.  Têm sido assim os 
últimos anos da carreira da investigadora, que conta já com mais de meia
 centena de patentes. Dez já estão registadas.

Elvira Fortunato, diretora do Cenimat - Centro de Investigação de 
Materiais da Universidade Nova de Lisboa não esconde que a ciência 
passou por uma fase menos boa com a troika em Portugal, um facto que "teve efeitos nefastos em termos da investigação científica".Transístores,
 circuitos integrados, óxidos semicondutores, nano-escala, impressoras a
 jato de tinta e até bactérias que produzem celulose, com&nbsp;materiais de 
baixo custo, abrem outras portas na investigação.

Ainda assim considera que a ciência tem evoluído positivamente. 
Recentemente foi também a primeira cientista portuguesa a receber a 
medalha Blaise Pascal, atribuída pela Academia Europeia de Ciências.

Chegar às empresas tem sido um percurso difícil, mas a equipa desta 
investigadora portuguesa está a desenvolver um projeto com a maior 
indústria nacional - e também europeia - da área do papel. 

A nível internacional têm uma patente com a Samsung na área da 
eletrónica, em que os transístores vão ser usados na nova geração de 
mostradores.




Sem adiantar pormenores, Elvira Fortunato revelou ao site da RTP
que tem já fortes contactos na área das análises clínicas e na área das
embalagens, com empresas nacionais e multinacionais. Uma para fazer
testes de diagnóstico (sangue, malária, leishmânia, colesterol, entre
outros) e outra para fazer embalagens inteligentes.


O que é o Cenimat?

"O Cenimat é um centro de investigação de materiais que nasceu na década
 de 90 e atualmente pertence a um laboratório associado. Em 2006 
juntámo-nos aos colegas da física de Aveiro e do Minho. Estes três 
centros tinham tido uma avaliação excelente porque desde a altura do 
professor Mariano Gago que os centros de investigação, a nível nacional,
 são avaliados por painéis internacionais e isso foi muito bom. Permitiu
 organizar a ciência em Portugal e, por outro lado, o financiamento que 
nós recebemos da Fundação para a Ciência e Tecnologia é indexado à 
classificação que temos. É um sistema competitivo, perfeitamente justo.

















"Face às boas classificações que tivemos no passado e face à 
complementaridade que tínhamos nas áreas científicas, juntámo-nos e 
fizemos um Instituto na área das nanotecnologias. Instituto esse que tem
 vindo a trabalhar, especialmente, na área dos materiais avançados, nano
 fabricação e simulação. Na última avaliação que decorreu em 2013/2014 
nós tivemos a nota de excecional. Esse reconhecimento é muito bom. 
Trabalhamos bem, queremos continuar a trabalhar e já para o ano vamos 
novamente ser avaliados."Nós usamos o papel como material de eletrónica, coisa que nunca tinha sido feita no mundo".&nbsp;



No meu grupo em particular, trabalhamos mais na área da microeletrónica e
 com materiais semicondutores. Portanto, tudo o que seja o fabrico de 
eletrónica, em eletrónica de papel. Nós usamos o papel como material de 
eletrónica, coisa que nunca tinha sido feita no mundo. O papel é uma 
componente eletrónica. Nós aqui usamos o papel para tudo menos escrever.
 O papel é muito mais nobre".



























Em 2008 conquistou o maior prémio de sempre dado a um investigador português, o que foi feito de lá para cá?








"Basicamente, trabalhamos na área dos materiais avançados, utilizados na
 eletrónica transparente. São materiais funcionais, que permitem ter uma
 determinada função mas, para além disso, o Cenimat está dividido em 
três grupos de investigação: grupo de materiais da eletrónica e 
nanotecnologias, grupo de materiais estruturais que trabalha mais na 
área dos metais, materiais cerâmicos e também materiais culturais 
(vidros) e temos um grupo de materiais moles, biomateriais e cristais 
líquidos.


"Nunca fiz nada de especial para chegar onde cheguei. A única coisa que eu tenho feito é trabalhar, trabalhar e trabalhar".





O laboratório cresceu imenso. O prémio veio acompanhado de um valor 
monetário elevado. Foram 2,25 milhões de euros que permitiram fortalecer
 o laboratório. Praticamente metade desse valor foi para a aquisição de 
um microscópio eletrónico de alta resolução e, por outro lado, permitiu 
também contratar pessoas para trabalhar na área da eletrónica 
transparente a cinco anos. 



O dinheiro traz mais dinheiro, mas não foi só o dinheiro. Foi todo o 
reconhecimento científico e isso  catapultou-nos para um outro patamar 
em termos de investigação científica".








O que é que a despertou para a ciência?



“Não gosto muito de programar a minha vida a longo prazo ou dizer: eu 
quero ser isto eu vou ser aquilo. As coisas na minha vida aconteceram 
todas de uma forma muito natural. Nunca fiz nada de especial para chegar
 onde cheguei. A única coisa  que eu tenho feito desde que acabei o meu 
curso e comecei a trabalhar foi trabalhar, trabalhar e trabalhar. 



Eu não tinha objetivos concretos. A hipótese de ser cientista quando eu 
era pequenina não se colocou, mas quando eu acabei o liceu e entrei para
 a Universidade, uma coisa eu sabia: queria seguir engenharia porque é 
exatamente nessa área que eu me sinto bem". 
















"Eu gosto de fazer coisas. Não só descobrir mas fazer coisas que sejam 
úteis para a sociedade, daí que a nossa área de investigação seja muito 
aplicada. Fazemos muitas coisas relacionadas com dispositivos, 
biossensores e transístores, que de alguma forma estão muito próximas da
 indústria, daí ser fácil para nós ter contratos, projetos, e de alguma 
forma passar aquilo que fazemos aqui dentro das quatro paredes, não só 
para Portugal mas para o mundo inteiro".






Tem sido fácil chegar às empresas?








"Chegar às empresas, nomeadamente às portuguesas, tem sido um percurso 
difícil mas, neste momento, estamos a trabalhar com o grupo Portucel. 
Ganhámos agora um projeto no âmbito do PT 2020 e estamos a trabalhar com
 a melhor e maior indústria da área do papel nacional e também europeia,
 o que é muito bom.



Aquilo que vamos fazer no âmbito desse projeto é explorar até que ponto 
se pode funcionalizar o papel, que é produzido neste momento e que é 
basicamente para fotocópias e papel de impressão. O objetivo é tentar 
usar esse papel também para a área da eletrónica e embalagens. 






























Há uma tendência mundial muito grande para substituirmos a maioria das 
embalagens de plástico por embalagens à base de papel porque temos 
também um problema mundial: os oceanos estão cheios de plásticos, que 
duram mais de 100 anos, com todos os problemas que isso acarreta. 

"Ganhámos agora um projeto no âmbito do PT 2020 e estamos a trabalhar 
com a melhor e maior indústria da área do papel nacional e também 
europeia".


Imagine que eu quero ver um pedacinho de papel aqui dentro do 
microscópio. Ele é muito transversal e deve cobrir as áreas todas, até 
analisar peças metálicas defeituosas que são responsáveis pelos airbags,
 por exemplo. Nós já identificámos um problema crítico de uma empresa 
alemã que disse que a empresa portuguesa é que estava a fazer o trabalho
 mal feito. Depois descobriu-se que a empresa alemã estava a comprar 
essas peças metálicas a uma empresa chinesa. Os airbags mesmo sem impacto abriam porque as molinhas partiam. 

Desde ver esse tipo de coisas neste microscópio, a identificar esses 
problemas, essas doenças se quiser, também podemos ver bactérias. Nós 
temos neste momento trabalhos com diversas bactérias: as que produzem 
fibras de papel como as bactérias que estão no vinagre e as que permitem
 o fabrico de uns biopolimeros a partir de uns resíduos. 



Um biopolímero pode ser usado também em biossensores, em embalagens 
específicas. Portanto, é um resíduo que é transformado num material de 
elevado valor acrescentado. Sem este equipamento era impossível 
progredir tanto. Este microscópio é único a nível nacional".

"Fazer um transístor é como fazer um bolo"

"Eu costumo dizer que fazer um transístor é como fazer um bolo. Eu 
preciso para fazer um bolo de farinha, ovos e açúcar. Para fazer o 
transístor preciso também de materiais isolantes, materiais condutores e
 materiais semicondutores. Neste caso, o isolante é o papel. 

O papel não conduz eletricidade. É um material isolante, eletrónico. 
Então fizemos os transístores e passamos para circuitos mais completos 
já em papel.


















"Temos um protótipo que foi feito no âmbito de um projeto europeu, em 
que não só temos transístores mas sensores e um mostrador. Isto era 
utilizado para a deteção de um gás tóxico e depois no mostrador podem 
aparecer as palavras: “attention”, “dangerous”. Aqui pode ver-se que nós integramos o transístor com outros componentes."Para além da eletrónica de papel, mais recentemente, começamos a trabalhar na área dos biossensores. São feitos
numa impressora laser, cujo tonner é cera."



Para além da eletrónica de papel, mais recentemente, começamos a 
trabalhar na área dos biossensores. Aqui a ideia é nós termos também 
sensores em papel, a um custo muito reduzido e neste caso em particular 
são feitos numa impressora laser, cujo tonner é cera. A tinta é cera 
como lápis de cera. 


Nós usamos esta cera para imprimir um determinado padrão. Neste caso 
pode ser um sensor em que em cada uma destas pontinhas eu vou determinar
 qualquer coisa: glucose, colesterol, aquilo que eu quiser. São testes 
de diagnóstico rápido e a um baixo custo. Pelo facto de ser em papel tem
 a grande vantagem de que no fim queima e não tem problemas de 
contaminação. Além disso, foram feitos para serem compatíveis com as 
máquinas que já existem no mercado".








Como se faz um transístor?





"Numa das faces coloco um condutor, que pode ser alumínio ou cobre. Na 
outra superfície coloco um material semicondutor que é à base de óxido 
de zinco. No fundo é como se eu fizesse uma fotocópia frente e verso. 
Começo no meio do dispositivo. Numa das faces ponho um condutor, na 
outra face o semicondutor e já tenho transístor.



Tem imensas aplicações. As placas que são usadas para análises clínicas e
 mesmo para experiências podem ser substituídas por uma placa de papel, 
com a grande vantagem de que o custo é muito menor. Por outro lado, eu 
não necessito de ter um volume tão grande de material. Basta impregnar o
 poço de papel com a solução, que em alguns casos pode ir a 100 vezes 
menos a quantidade de solução".













“Neste momento, a nível internacional, há quatro grandes pilares que têm
 problemas ou que necessitam de outra atenção: água, alimentação, a 
parte da saúde, em especial, com as pessoas mais velhas e a internet das
 coisas.

A longevidade é cada vez maior mas acima de tudo nós queremos viver com 
qualidade, daí que seja necessário todo um conjunto de testes de 
diagnóstico, de ferramentas, que permitam controlar de uma forma melhor.








Já na área da internet das coisas, os estudos de mercado apontam que, como temos a cloud,
 dentro de pouco tempo vamos deixar de ter programas nos nossos discos 
rígidos. Nós só precisamos de ter documentos. A informação anda por aí."A
 nível mundial inquietam-me os problemas da sustentabilidade e os 
problemas ambientais, como o CO2 e o aumento da temperatura. Os 
glaciares estão a derreter”.



















Numa sociedade cada vez mais integrada, mais sustentável, em que se quer
 que todas as coisas sejam inteligentes, o ideal é que eu possa 
controlar automaticamente, a eletricidade, o ar condicionado, em função 
da temperatura ou em função da luminosidade. Para que isso aconteça eu 
tenho que ter sensores dispersos, quer seja numa casa, quer seja numa 
fábrica ou até num automóvel. Para que isso exista tem que existir 
eletrónica, emissores, recetores, mas a um baixo custo".





"A nível mundial inquietam-me os problemas da sustentabilidade e os 
problemas ambientais, como o CO2 e o aumento da temperatura. Os 
glaciares estão a derreter.

















Se não se colocarem travões, a Terra não vai conseguir resistir. Se nós 
continuarmos, por exemplo, a consumir o cobre ou o ouro, alguns 
materiais extremamente importantes na área da eletrónica, à velocidade 
que estamos a consumir hoje, dentro de 30, 50 anos não há mais materiais
 destes na terra".&nbsp;







Como vê a ciência em Portugal?



















"A ciência em Portugal passou uma fase má. Na última legislatura tivemos
 a troika e isso teve efeitos nefastos em termos da investigação 
científica mas por outro lado às vezes os sucessos partem ou surgem 
devido às dificuldades que as pessoas têm. "A ciência em Portugal passou uma fase má. Na última legislatura tivemos a troika e isso teve efeitos nefastos em termos da investigação científica”.



Se estivermos sempre numa zona de muito conforto e tivermos tudo de uma 
forma muito simples, não nos esforçamos muito. É um facto. Isso também 
consciencializou os investigadores para serem mais ativos e se 
candidatarem a outras fontes de financiamento, nomeadamente projetos 
europeus.



Esses projetos são muito competitivos porque são 28 países a concorrer 
às mesmas coisas e aí a competição é mais forte, mas temos tido sucesso.
 Portanto, o défice é positivo.



A ciência tem evoluído positivamente. Aliás deu um salto num espaço de 
tempo pequeno. Nós no espaço de cerca de 20/30 anos demos um salto 
gigante e mesmo com os recursos que temos, penso que conseguimos fazer 
milagres com as verbas".






É vice-presidente do grupo de conselheiros do Comissário Carlos 
Moedas para a investigação, ciência e inovação, qual é o papel que 
desempenha?



"É uma grande responsabilidade mas é um orgulho muito grande. Foi um 
processo de candidaturas, não foi por convite. Houve um processo a nível
 europeu e é engraçado porque eu tive que ir a Bruxelas. Fizeram-me uma 
entrevista, coisa que eu não fazia já há não sei quantos anos. 
Normalmente eu é que faço entrevistas mas correu muito bem e fui 
selecionada. 

Basicamente, neste grupo de sete há problemas que são colocados pelos 
comissários europeus. São pessoas de várias áreas científicas. 


"São evidências científicas. Nós fazemos o nosso trabalho, depois os políticos que decidam. Portanto, é preciso legislar".

A ciência é vastíssima e, por vezes, é necessário regular a nível 
europeu. Fazer novas leis. Existia a necessidade de se regular a nível, 
por exemplo, das emissões dos automóveis, nomeadamente CO2. Aquilo que 
se verifica é que quando nós compramos um carro e se analisa qual é a 
emissão de CO2 que o vendedor indica, isso não tem nada a ver com a 
emissão do CO2 que o veículo faz em andamento.

Existe um hiato enorme que pode ir até aos 40 por cento. Esse problema 
foi até colocado pelo comissário espanhol europeu. Sendo um problema 
mais científico veio para o comissário Carlos Moedas, que o colocou aqui
 a este grupo de investigação. Nós estamos neste momento a finalizar um 
relatório, estritamente científico.


Basicamente o que se quer fazer é alterar o ciclo de testes porque está 
provado que o que é feito não tem nada a ver com as emissões que depois 
os veículos têm em andamento normal. São evidências científicas. Nós 
fazemos o nosso trabalho, depois os políticos que decidam. Portanto, é 
preciso legislar. Há que convencer também os grandes fornecedores de 
automóveis que vão ter uma lei, um critério mais real. Será para 2017".





O número de patentes que têm já é considerável. Que patentes são essas?


“Temos patentes na área da eletrónica transparente, nomeadamente com a 
Samsung na área da eletrónica transparente para os mostradores. São 
transístores transparentes que vão ser usados na nova geração de 
mostradores.

Temos também patentes na área da eletrónica de papel, por exemplo, os 
transístores de papel. Algumas patentes na área de novos materiais 
óxidos, com propriedades diferentes dos que já existem e também 
patenteamos essas combinações de materiais e o seu processo de fabrico. 
Temos ainda algumas patentes na área dos biossensores, como testes de 
diagnóstico rápido.


















Aquilo que nós achamos que pode vir a potenciar estas descobertas é 
serem usadas em termos industriais. O nosso sonho é tentar passar todo 
este desenvolvimento para a indústria. Face à importância que isto está a
 ter, a própria Comissão Europeia abriu projetos em áreas específicas.“O
 nosso sonho é tentar passar todo este desenvolvimento para a indústria 
(…) A própria Comissão Europeia abriu projetos em áreas específicas”.



Neste momento, no âmbito do grande pacote de projetos europeus, existe 
um projeto específico na área do papel eletrónico, ao qual concorremos. 
Isso mostra o interesse da própria Comissão Europeia em potenciar e 
colocar um alerta aos investigadores: por favor trabalhem nesta área com
 o envolvimento de empresas.



Neste momento, na área do papel, estamos com contactos fortes na área 
quer das análises clínicas, quer na área das embalagens, com empresas 
nacionais e multinacionais. Uma é para fazer testes de diagnóstico e 
outra para fazer embalagens inteligentes, mas não posso dar mais 
pormenores.



Isto é como se fosse uma peça de lego. É uma plataforma. Agora 
podemos fazer em cima daquilo o que nós quisermos. Nós desenvolvemos uma
 plataforma de baixo custo, usando a impressão, para fazer testes de 
diagnóstico. Agora o teste pode detetar o que quiser: malária, 
leishmânia, colesterol. Depende daquilo que se quiser lá colocar.




Nanofibras a partir de bactéria do vinagre



Ainda na área do papel, neste momento, estamos a trabalhar com uns 
colegas da Universidade do Minho que trabalham com umas bactérias que 
são as bactérias do vinagre. Produzem nanocelulose que são fibras também
 de celulose mas com uma dimensão mais pequenina, com um grau muito 
elevado de pureza e sem defeitos porque normalmente a natureza é 
perfeita. “São fibras de celulose mas com uma dimensão mais
pequenina, com um grau muito elevado de pureza e sem defeitos porque normalmente a natureza é perfeita”.

Como as fibras são muito pequeninas, são nanofibras, o papel é 
transparente, é quase papel vegetal. Isso para nós foi muito engraçado 
porque trabalhávamos na área da eletrónica transparente, trabalhávamos 
na área do papel, então aqui juntámos as duas. Podemos ter eletrónica 
transparente em papel transparente.

Em termos de sustentabilidade, nós não precisamos de estar à espera 
quatro ou cinco anos que o eucalipto ou o pinheiro cresça para depois 
ser cortado e depois ter que utilizar toda aquela indústria pesada, 
química, para extrair da madeira a celulose. Eu aqui tenho as bactérias.
 Elas durante dois a três dias fazem folhas de papel. É numa escala 
diferente, mas sobretudo são alternativas sustentáveis.



Nós fazemos exatamente a mesma coisa que fazemos com o papel normal: 
células celulares, fotovoltaicas, transístores e testes de diagnóstico. 
Podemos fazer exatamente a mesma coisa ou até melhor, usando a nano 
celulose, as nano fibras produzidas pela bactéria do vinagre".



Tetra solar a baixo custo
“A tecnologia não coloca qualquer tipo de impedimento. Inicialmente 
quando começámos a trabalhar na área do papel, sendo o papel um material
 barato, nós tínhamos que utilizar tecnologias para fazer os 
dispositivos em papel também baratos, então iniciámos o trabalho com 
simples impressoras a jato de tinta. 














Retirámos os tinteiros de tinta normal das impressoras e em substituição
 da tinta normal colocámos tintas feitas por nós com nanopartículas 
(óxido de zinco, prata, cobre – materiais que são usados na eletrónica) 
com os materiais que nós sintetizamos no laboratório para poder imprimir
 os transístores.“Como queremos embalagens 
inteligentes, lembrámo-nos as embalagens tetrapack têm no seu interior 
alumínio que é um dos nossos materiais da eletrónica. Aproveitámos o 
cartão e fizemos uma célula solar”.





Colocamos esses materiais nos tinteiros, imprimimos e fizemos 
dispositivos, transístores, circuitos integrados em papel. Imprimimos o 
que quisermos, no tipo de substrato que quisermos. 

Como isto funcionou bem e estas impressoras não foram feitas para 
transístores, comprámos uma mais profissional onde até podemos controlar
 a temperatura da deposição, a velocidade de deposição e fazer circuitos
 com mais complexidade e com uma resolução maior.

Como queremos embalagens inteligentes, lembrámo-nos que parte das embalagens são de tetrapack para líquidos. Como o tetrapack tem no seu interior alumínio, que é um dos nossos materiais da eletrónica, nós aproveitámos o cartão do tetrapack já com o alumínio, em que o próprio alumínio já é o contato inferior de uma célula solar.

Resumindo, é uma célula que converte energia solar em energia elétrica. Chamámos-lhe tetra solar. Portanto, células de baixo custo em cartão tetra pack”.



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