Caracterização Físico-Química de Coloides e Nanomateriais no CETENE
Análise de Potencial Zeta e Tamanho de Partículas por Dispersão de Luz Dinâmica (DLS): fundamentos físico-químicos, especificações do Anton Paar Litesizer 500, custos, etapas de solicitação, entrega de amostras e aplicações em pesquisa e desenvolvimento.
1. Contexto institucional e papel do CETENE em PD&I
O Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste — CETENE é uma Unidade de Pesquisa vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação — MCTI. Criado em 2005 para apoiar o desenvolvimento tecnológico e econômico da Região Nordeste, o Centro atua na integração entre pesquisa, inovação, sociedade e setor produtivo.
A estrutura organizacional do Ministério passou por reorganizações posteriores, incluindo a promovida pelo Decreto Federal nº 8.877, de 18 de outubro de 2016. Atualmente, o próprio CETENE apresenta sua infraestrutura multiusuária associada principalmente às áreas de nanotecnologia, biotecnologia e computação científica, mantendo também atuação e projetos relacionados a tecnologias sustentáveis e energias renováveis.
Instalado na Cidade Universitária, em Recife, Pernambuco, o Centro reúne laboratórios e equipamentos destinados tanto à pesquisa institucional quanto ao atendimento de usuários externos. Sua missão institucional envolve desenvolver tecnologias sustentáveis voltadas ao desenvolvimento socioeconômico da Região Nordeste.
No âmbito da Prestação de Serviços Técnicos Especializados — PSTE, a infraestrutura do CETENE pode atender pesquisadores de centros de pesquisa e empresas públicas e privadas. Entre os serviços oficialmente listados está a Análise de Potencial Zeta e Tamanho de Partículas por Dispersão de Luz Dinâmica — DLS.
Essa capacidade é particularmente relevante para a caracterização físico-química de sistemas coloidais, nanoestruturas, dispersões poliméricas, emulsões e outros materiais nos quais tamanho, distribuição dimensional e comportamento eletrocinético afetam estabilidade e desempenho.
2. Fundamentação físico-química das técnicas analíticas
Dispersão de Luz Dinâmica — DLS
A Dispersão de Luz Dinâmica, conhecida pela sigla DLS e também historicamente associada à espectroscopia de correlação de fótons, analisa as flutuações temporais da luz espalhada por partículas dispersas em um líquido e submetidas ao movimento browniano.
Partículas menores apresentam, em condições equivalentes, movimento difusional mais rápido; partículas maiores difundem mais lentamente. A partir do coeficiente de difusão translacional e das propriedades do meio, calcula-se o chamado diâmetro hidrodinâmico.
Na equação de Stokes-Einstein, kB representa a constante de Boltzmann, T é a temperatura absoluta, η corresponde à viscosidade dinâmica do meio e D é o coeficiente de difusão translacional.
O diâmetro hidrodinâmico não deve ser interpretado necessariamente como o diâmetro geométrico da região sólida da partícula. Ele corresponde ao diâmetro de uma esfera equivalente que se difunde no meio com a mesma velocidade da entidade analisada, podendo refletir camadas de solvatação e moléculas adsorvidas à superfície.
Índice de polidispersão — PDI
Em análises por DLS, a distribuição de tamanhos pode ser acompanhada pelo Índice de Polidispersão — PDI, parâmetro útil para avaliar a amplitude ou heterogeneidade da distribuição dimensional. A interpretação do PDI deve considerar a natureza da amostra, o método de processamento adotado e a qualidade dos dados.
Potencial Zeta
O Potencial Zeta (ζ) corresponde ao potencial eletrocinético associado ao plano de deslizamento ou plano de cisalhamento existente na interface entre a região que acompanha a partícula durante o movimento e a fase líquida ao redor dela.
Esse parâmetro é amplamente utilizado como indicador das interações eletrostáticas em dispersões. A teoria DLVO, associada aos trabalhos de Derjaguin, Landau, Verwey e Overbeek, descreve a estabilidade de sistemas coloidais a partir da competição entre forças atrativas, como as interações de van der Waals, e contribuições repulsivas relacionadas à dupla camada elétrica.
valores de Potencial Zeta superiores a aproximadamente +30 mV ou inferiores a aproximadamente −30 mV são frequentemente utilizados como uma regra prática indicativa de maior estabilidade eletrostática. Isso não constitui um limite universal. Estabilidade também depende, entre outros fatores, de tamanho e densidade das partículas, pH, força iônica, composição do meio, presença de polímeros ou tensoativos e mecanismos de estabilização estérica.
Valores próximos de zero indicam baixa magnitude do potencial eletrocinético e podem estar associados a maior propensão à agregação em sistemas cuja estabilização dependa predominantemente da repulsão eletrostática. Quando o potencial passa por zero em função do pH, essa região pode corresponder ao chamado ponto isoelétrico.
3. Anton Paar Litesizer 500 utilizado no CETENE
A página oficial do serviço identifica o equipamento utilizado pelo CETENE como Anton Paar, modelo Litesizer 500. Trata-se de um analisador de partículas capaz de integrar medições de tamanho por DLS e de Potencial Zeta por técnicas eletroforéticas.
| Parâmetro técnico | Informação validada |
|---|---|
| Fabricante e modelo | Anton Paar — Litesizer 500 |
| Tamanho de partículas | Dispersão de Luz Dinâmica — DLS |
| Potencial Zeta | Espalhamento de Luz Eletroforético — ELS |
| Faixa técnica de tamanho por DLS | 0,3 nm a 10 µm, conforme documentação do fabricante |
| Faixa dimensional associada ao ELS | 3,8 nm a 100 µm, conforme documentação do fabricante |
| Faixa informada de Potencial Zeta | Superior a ±1.000 mV em especificação do fabricante |
| Parâmetros de interesse | Diâmetro hidrodinâmico, distribuição de tamanhos, PDI e Potencial Zeta |
| Tipos gerais de amostra | Partículas dispersas em líquido, suspensões e sistemas coloidais compatíveis com a técnica |
A página do serviço no Portal Gov.br afirma genericamente que o equipamento determina tamanho de partículas “desde o nanômetro até a faixa de milímetro”. Entretanto, a documentação técnica publicada pela Anton Paar para o Litesizer 500 especifica 0,3 nm a 10 µm para DLS. Por isso, para fins de especificação instrumental, esta página adota a faixa técnica fornecida pelo fabricante.
O sistema utiliza diferentes geometrias de detecção para medições de espalhamento de luz, recurso que auxilia na adaptação da análise às características ópticas e de concentração das amostras. A técnica pode auxiliar na avaliação de populações com diferentes comportamentos dimensionais, embora a capacidade efetiva de resolução de distribuições multimodais dependa da diferença entre as populações, da intensidade de espalhamento e das propriedades específicas do material.
4. Aplicações em coloides, nanomateriais e desenvolvimento tecnológico
A combinação de tamanho hidrodinâmico, distribuição dimensional, PDI e Potencial Zeta fornece informações úteis para pesquisa, desenvolvimento de formulações, estudos comparativos e determinadas rotinas de controle de qualidade.
Nanomedicina
Avaliação de sistemas carreadores, nanopartículas e nanoemulsões empregados no desenvolvimento de formulações e sistemas de liberação.
Agroquímica
Caracterização de dispersões, nanoinsumos, formulações de fertilizantes e sistemas associados ao desenvolvimento de produtos agrícolas.
Ciência dos materiais
Estudos de nanopartículas metálicas, polímeros, dispersões funcionais, materiais nanoestruturados e outras partículas em meio líquido.
Biotecnologia
Investigação de sistemas dispersos relacionados a macromoléculas, materiais de origem biológica e formulações de interesse biotecnológico.
Formulações
Comparação da influência de pH, força iônica, concentração, estabilizantes e condições de processo sobre o comportamento da dispersão.
Escalonamento e qualidade
Acompanhamento de alterações dimensionais ou eletrocinéticas que possam ocorrer entre formulações, lotes ou etapas de processo.
Entre exemplos de materiais potencialmente compatíveis com esse tipo de abordagem estão nanoemulsões, nanopartículas, dispersões poliméricas, pontos quânticos, partículas metálicas, sistemas coloidais e outros materiais dispersos. A aceitação da amostra, entretanto, depende sempre da avaliação de viabilidade técnica pelo laboratório.
5. Acesso ao serviço e fluxo operacional
O CETENE informa que o antigo formulário de agendamento de serviços foi desativado e que os serviços vêm sendo disponibilizados por meio da Plataforma CETENE de Serviços Multiusuários.
O usuário deve realizar seu cadastro na plataforma e, posteriormente, solicitar a análise no projeto ao qual esteja vinculado. Quando não houver projeto institucional específico, pode ser utilizada a opção “Prestação de Serviço Técnico Especializado” — PSTE, cadastrada automaticamente para os usuários da plataforma conforme as instruções oficiais do serviço.
versões atuais de serviços do CETENE podem apresentar integração com autenticação Gov.br. Como as instruções oficiais podem ser atualizadas, recomenda-se seguir exatamente o mecanismo exibido pela Plataforma Multiusuário no momento do acesso, sem presumir a exigência de nível específico Bronze, Prata ou Ouro quando essa condição não estiver expressamente indicada para o serviço.
Cadastro do usuário
O solicitante realiza o cadastro necessário para utilizar a Plataforma CETENE de Serviços Multiusuários. Web aprox. 3 minutos
Solicitação da análise
No submenu Análises → Solicitar Análise, o usuário seleciona o projeto correspondente ou a modalidade PSTE e registra a demanda. Web aprox. 5 minutos
Confirmação e entrega das amostras
Após a confirmação da disponibilidade do equipamento, as informações de acondicionamento e de entrega são encaminhadas ao e-mail cadastrado. A entrega ocorre na Recepção Central do CETENE. Presencial aprox. 1 minuto espera de até 1 minuto
Retirada ou descarte das amostras
Na finalização, o usuário acompanha as informações da etapa “Retirar” e a amostra pode ser retirada ou descartada conforme a opção aplicável à solicitação. Presencial / plataforma aprox. 1 minuto
| Etapa | Modalidade | Canal | Duração informada |
|---|---|---|---|
| 1. Cadastro do usuário | Digital | Plataforma Multiusuário CETENE | Em média 3 minutos |
| 2. Solicitação de análise | Digital | Análises → Solicitar Análise | Em média 5 minutos |
| 3. Entrega de amostras | Presencial | Recepção Central — Recife/PE | Em média 1 minuto; espera de até 1 minuto |
| 4. Retirada/descarte | Presencial / acompanhamento digital | Recepção e página de acompanhamento | Em média 1 minuto; espera de até 1 minuto |
Entrega física das amostras
De acordo com o Portal Gov.br, após a confirmação da disponibilidade do equipamento, o usuário recebe pelo e-mail cadastrado as informações sobre o acondicionamento adequado. A entrega é realizada na Recepção Central do CETENE, Av. Prof. Luís Freire, nº 01, Cidade Universitária, Recife/PE, CEP 50740-545, na data e horário informados pelo CETENE.
Indisponibilidade da plataforma
A Carta de Serviços informa que, em caso de indisponibilidade do sistema informatizado, o usuário deve encaminhar mensagem para pste@cetene.gov.br.
6. Custos, GRU e prazo de conclusão
O serviço possui cobrança por hora/análise, com valores diferenciados conforme a categoria do solicitante. Os valores abaixo são os publicados na página oficial do serviço consultada e também constam em tabela oficial de serviços do CETENE.
Como tabelas de ressarcimento de serviços laboratoriais podem sofrer revisão administrativa, o valor vigente deve ser confirmado na página oficial ou na própria plataforma antes da contratação.
Prazo total
O Portal Gov.br não fixa atualmente um prazo global para a conclusão da análise. No campo “Quanto tempo leva?”, o serviço é apresentado como “Não estimado ainda”. Assim, os tempos de 3, 5 e 1 minuto indicados nas etapas correspondem ao tempo estimado de atendimento ou preenchimento de cada procedimento, e não ao prazo laboratorial para conclusão da análise.
Na prática, o cronograma pode depender da disponibilidade do equipamento, da fila de solicitações, da natureza da amostra, da preparação necessária e de eventuais ajustes técnicos definidos pela equipe responsável.
a tabela publicada no Boletim de Serviço do CETENE nº 87, de 31 de dezembro de 2023, registra para “Análise de Potencial Zeta e Tamanho de Partículas por Dispersão de Luz Dinâmica (DLS)” os valores de R$ 109,52 e R$ 142,38 por hora/análise, valores que permanecem reproduzidos na página oficial atual do serviço consultada.
7. Atendimento ao usuário, acessibilidade e canais oficiais
Como serviço público federal, o atendimento deve observar os princípios e direitos aplicáveis aos usuários de serviços públicos, incluindo as diretrizes previstas na Lei Federal nº 13.460/2017, como urbanidade, respeito, acessibilidade, cortesia, presunção de boa-fé, igualdade, eficiência, segurança e ética.
O atendimento prioritário deve observar a legislação federal aplicável, incluindo a Lei nº 10.048/2000 e suas atualizações, contemplando os grupos legalmente abrangidos pelo atendimento prioritário.
(81) 3334-7200
pste@cetene.gov.br
Av. Prof. Luís Freire, 01 — Cidade Universitária — Recife/PE
A página do serviço consultada informa atendimento telefônico das 08h às 17h. Para comunicação administrativa, recomenda-se priorizar os endereços institucionais terminados em @cetene.gov.br apresentados pela plataforma ou pelo portal institucional.
8. Considerações finais e impacto na infraestrutura de pesquisa
A disponibilização pública da análise de Potencial Zeta e Tamanho de Partículas por DLS amplia o acesso a técnicas de caracterização relevantes para nanotecnologia, biotecnologia, ciência dos materiais, desenvolvimento de formulações e diversas linhas de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação — PD&I.
O uso do Anton Paar Litesizer 500 permite combinar informações sobre tamanho hidrodinâmico e comportamento eletrocinético das partículas, fornecendo dados que podem apoiar a compreensão de estabilidade, agregação, dispersão, uniformidade e alterações decorrentes de formulação ou processamento.
A integração desse serviço à infraestrutura multiusuária do CETENE contribui para otimizar o uso de equipamentos científicos, compartilhar capacidade analítica com instituições externas e reduzir barreiras de acesso a instrumental especializado, especialmente para projetos desenvolvidos na Região Nordeste.
Para o pesquisador ou empresa, é importante considerar que a adequação da técnica depende das características da amostra e do objetivo experimental. A definição de condições de dispersão, concentração, solvente, temperatura, viscosidade, pH e força iônica pode influenciar significativamente a qualidade e a interpretação das medições.
Fontes consultadas
-
Portal Gov.br — Serviço oficial:
“Solicitar serviço de análise de Potencial Zeta e Tamanho de
Partículas por Dispersão de Luz Dinâmica (DLS) (CETENE)”.
Consultar serviço no Gov.br -
CETENE — Prestação de Serviços:
página institucional com relação dos serviços técnicos e informações
sobre a Plataforma CETENE de Serviços Multiusuários.
Consultar serviços do CETENE -
CETENE — Sobre o CETENE:
informações institucionais, missão e áreas de infraestrutura.
Consultar informações institucionais -
CETENE — Boletim de Serviço nº 87/2023:
tabela oficial contendo o serviço de Potencial Zeta/DLS e valores
por hora/análise.
Consultar Boletim de Serviço -
Anton Paar — Litesizer:
documentação técnica do fabricante utilizada para conferência das
faixas instrumentais de DLS e ELS.
Consultar Anton Paar -
NIST — National Institute of Standards and Technology:
protocolo técnico sobre determinação de tamanho de nanopartículas
por DLS e aplicação da equação de Stokes-Einstein.
Consultar NIST -
Plataforma CETENE de Serviços Multiusuários:
canal eletrônico utilizado para solicitações.
Acessar Plataforma Multiusuário
Observação editorial: informações técnicas, valores, disponibilidade de equipamentos, requisitos de amostras e procedimentos administrativos podem ser atualizados pelo CETENE. Este conteúdo possui finalidade informativa e deve ser confrontado com a página oficial e com as orientações fornecidas pelo laboratório no momento de cada solicitação.
