11º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2

TÍTULO: Ferritas no desenvolvimento de novos materiais. Uma prospecção tecnológica

AUTORES: Carvalho Lopes, W. (IFPI) ; Alves da Silva, D. (UFPI) ; Carvalho Leite, R. (IFPI)

RESUMO: As ferritas tem se destacado como uma nova classe de materiais para uso tecnológico. Este trabalho teve como objetivo a realização de uma prospecção tecnológica sobre o uso de ferritas no desenvolvimento de novos materiais. O trabalho é baseado em uma pesquisa bibliográfica que foi realizada em julho de 2019 utilizando os pedidos de patente depositados no Banco de dados do Instituto Nacional de Propriedade Industrial do Brasil (INPI) no período de 1992 a 2019. Os resultados mostraram uma evolução no número de patentes depositadas entre os anos de 2000 e 2007 e um crescimento significativo a partir de 2015, sendo as empresas estrangeiras as maiores detentoras de patentes, enquanto que apenas universidades e instituições de pesquisas brasileiras depositaram patentes no período da pesquisa.

PALAVRAS CHAVES: ferrita; patente; prospecção tecnológica

INTRODUÇÃO: Nanopartículas magnéticas NPMs desenvolvidas a partir de ferritas possui ampla possibilidade de aplicações e aperfeiçoamentos para utilização na sociedade moderna (KACHI; AL-SHAMMARI; ZAINAL, 2019), (NGUYEN et al., 2019), (LI et al., 2019), (KAVITHA; KURIAN, 2019) (BANERJEE et al., 2018). Na área de biotecnologia em razão de suas propriedades magnéticas tem sido empregada em aplicações biotecnológica devido a suas propriedades magnéticas exóticas, como: biofluidos magnéticos formados por NPMs utilizados para a separação magnética de bactérias no sangue (TSUI et al., 2013); entrega controlada de fármaco (FERNÁNDEZ-PACHECO et al., 2007); nanosondas magnéticas para orientação de anticorpos (LIN et al., 2009), permitindo a visualização por imagem de ressonância magnética (VIOLA et al., 2015). Recentemente, membrana magnética incorporada com nanopartículas de ferrita de cobalto para remoção de íons de cromo via eletrodiálise (HOSSEINI et al., 2019); remoção eficiente de íons de chumbo da água por nanosorventes magnéticos baseados em nanopartículas de ferrita de manganês cobertas com finas camadas de biopolímeros modificados (PEREZ et al., 2019); fibras magnéticas altamente cristalinas de ferrita de cobalto para aplicação como sensores de gás (DURGA PRASAD; HEMALATHA, 2019) e (TAN et al., 2016); nanocatalisador SrO/CoFe2O4 recuperável magneticamente para produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleo de babaçu (FALCÃO et al., 2018). Considerando as diversas vantagens apresentadas pelas ferritas, este trabalho teve como objetivo principal realizar uma prospecção tecnológica sobre o uso de ferritas no desenvolvimento de novos materiais para uso em diferentes aplicações, realizando busca em depósito de pedidos de patentes nacional.

MATERIAL E MÉTODOS: Esta prospecção tecnológica foi realizada em julho de 2019 tendo como base os pedidos de patente depositados no Banco de dados do Instituto Nacional de Propriedade Industrial do Brasil (INPI) no período de 1992 a 2019. O foco da pesquisa foi encontrar patentes em que o material principal era a utilização de ferritas para uso em diferentes áreas da ciência. A palavra chave utilizada foi “ferrita”. Inicialmente a busca foi feita utilizando a palavra chave por títulos e depois por resumo. Na busca por títulos foram encontradas um total de 33 patentes, enquanto que fazendo a busca apenas por resumos, encontramos 395. Com objetivo de filtrar a busca, utilizamos a palavra chave nos títulos e resumos, encontrando um total de 21 patentes. Foram utilizados como critérios de inclusão: patentes que tratam das ferritas como componente principal para o desenvolvimento tecnológico e especificamente componentes para circuitos eletrônico, dispositivos com elevados campos magnéticos para melhorar a eficiência de motores, descontaminação magnética e métodos de fabricação de ferritas. Usando o critério de inclusão, apenas 03 patentes fugiram do foco da pesquisa. As 18 patentes encontradas foram computadas individualmente a fim de caracterizar o avanço tecnológico dessas patentes considerando o ano de depósito, Classificação Internacional de Patentes (CIP) e depositantes. A CIP tem como objetivos auxiliar na busca e recuperação de documentos de patente, organizar documentos de patente, a fim de facilitar o acesso às informações tecnológicas e legais contidas nesses documentos, servindo de base para investigar o estado da técnica em determinados campos (RUSSO; SILVA; LEITE, 2018).

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir dos resultados das buscas no banco de dados do INPI, podemos verificar pelo número de patentes, que a aplicabilidade das ferritas no desenvolvimento tecnológico é um assunto que está sendo estudado atualmente. De acordo com a figura 01 (A), percebemos uma evolução no número de patentes depositadas entre os anos de 2000 – 2007 e um crescimento significativo a partir de 2015. A patente mais recente com título “Um novo compósito SrFe12O19 (SFO) e ferrita de bismuto BiFeO3 (BFO) com coeficiente de temperatura da frequência ressonante (TF) próximo de zero na região de micro-ondas” foi depositada em 2017 e publicada em janeiro de 2019 pela Universidade Federal do Ceará. Quanto aos depositantes, a figura 01 (B) mostra que as patentes depositadas pelas empresas representam mais de setenta por cento, enquanto que apenas 02 patentes foram depositadas por universidades (UFC e UFMG ) e 02 por instituição de pesquisa (CNPq). Observando a figura 02 (A), podemos perceber que as empresas com maior número de patentes são japonesas seguidas das francesas. Dentre as empresa destacamos a japonesa Hitachi Metals, LTD e a Ugimag S.A. da frança, ambas com 03 patentes depositadas. Em terceiro aparecem às empresas norte americanas, alemãs e sul coreanas cada uma com 02 patentes depositadas. De acordo com a CIP, a figura 02 (B) mostra que dentre as patentes analisadas, 09 estão alocadas na subclasse C04B que abrange produtos modelados de cerâmica caracterizados por sua composição; composições de cerâmica; processamento de pós de compostos inorgânicos, preparatório para manufatura de produtos cerâmicos baseado em óxidos; baseado em ferritas e óxidos de terra rara.

Figura 01

A) depósitos de patentes no período 1992 a 2019, B) principais categorias dos detentores de patentes

Figura 02

A) Países de origem das empresas com patentes. B) Distribuição por CIP dos depósitos encontrados na base

CONCLUSÕES: Este trabalho teve como objetivo principal realizar uma prospecção tecnológica na base de patente nacional (INPI). Os resultados mostram que as ferritas são elementos de estudo para os mais diferentes objetivos de aplicações tecnológicas atualmente. Dentre as invenções destacamos a criação de novos compósitos usado com segurança para o bom funcionamento de componentes em circuitos de micro-ondas, além de outros componentes eletrônicos de grande importância para a microeletrônica. O estudo mostrou que no Brasil apenas as instituições de pesquisas e as universidades depositaram patentes.

AGRADECIMENTOS: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí - Campus Oeiras/ Universidade Federal do Piauí - UFPI

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BANERJEE, A. et al. Self-assembly of multiferroic core-shell composites using DNA functionalized nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 460, p. 424–431, 2018.

DURGA PRASAD, P.; HEMALATHA, J. Enhanced magnetic properties of highly crystalline cobalt ferrite fibers and their application as gas sensors. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 484, n. February, p. 225–233, 2019.

FALCÃO, M. S. et al. Synthesis, characterization and catalytic evaluation of magnetically recoverable SrO/CoFe2O4 nanocatalyst for biodiesel production from babassu oil transesterification. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 29, n. 4, p. 845–855, 2018.

FERNÁNDEZ-PACHECO, R. et al. Magnetic nanoparticles for local drug delivery using magnetic implants. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 311, n. 1, p. 318–322, 2007.

HOSSEINI, S. M. et al. Magnetic cation exchange membrane incorporated with cobalt ferrite nanoparticles for chromium ions removal via electrodialysis. Journal of Membrane Science, v. 583, n. November 2018, p. 292–300, 2019.

KACHI, W.; AL-SHAMMARI, A. M.; ZAINAL, I. G. Cobalt ferrite nanoparticles: Preparation, characterization and salinized with 3-aminopropyl triethoxysilane. Energy Procedia, v. 157, p.
1353–1365, 2019.

KAVITHA, S.; KURIAN, M. Effect of zirconium doping in the microstructure, magnetic and dielectric properties of cobalt ferrite nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, v. 799, p. 147–159, 2019.

LI, J. et al. Improving the degradation of atrazine in the three-dimensional (3D) electrochemical process using CuFe 2 O 4 as both particle electrode and catalyst for persulfate activation. Chemical Engineering Journal, v. 361, p. 1317–1332, 2019.

LIN, P.-C. et al. Fabrication of oriented antibody-conjugated magnetic nanoprobes and their immunoaffinity application. Analytical chemistry, v. 81, n. 21, p. 8774–82, 2009.

NGUYEN, O. T. K. et al. Superparamagnetic nanoparticle-catalyzed coupling of 2-amino pyridines/pyrimidines with trans-chalcones. RSC Advances, v. 9, n. 10, p. 5501–5511, 2019.

PEREZ, T. et al. Efficient removal of lead ions from water by magnetic nanosorbents based on manganese ferrite nanoparticles capped with thin layers of modified biopolymers. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 7, n. 1, p. 102892, 2019.

RUSSO, S. L.; SILVA, M. B.; LEITE, V. M. PROPRIEDADE INTELECTUAL E GESTÃO DE TECNOLOGIA. API ed. [s.l: s.n.].

TAN, J. et al. Synthesis of porous α-Fe2O3 microrods via in situ decomposition of FeC2O4 precursor for ultra-fast responding and recovering ethanol gas sensor. Sensors and Actuators, B: Chemical, v. 230, p. 46–53, 2016.

TSUI, J. H. et al. Synthetic Ligand-Coated Magnetic Nanoparticles for Microfluidic Bacterial Separation from Blood. Nano Letters, v. 14, n. 1, p. 1–5, 2013.

VIOLA, K. L. et al. Towards non-invasive diagnostic imaging of early-stage Alzheimer’s disease. Nature nanotechnology, v. 10, n. 1, p. 91–98, 2015.