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Juan Paulo Hinestroza combina nanotecnologia com design de moda

Este químico cria peças de vestuário capazes de mudar de cor, filtrar poluentes e até detectar explosivos

by Malena Beatriz Stariolo, exclusivo para a C&EN
September 20, 2024 | A version of this story appeared in Volume 102, Issue 29

 

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Juan Paulo Hinestroza usa um jaleco branco, luvas e óculos de proteção e posa no meio de um laboratório de química. Atrás de Hinestroza há dois manequins usando vestidos.
Credit: Lauren Petracca Photography
O laboratório de Juan Paulo Hinestroza inclui vestidos feitos por ex-alunos de design de moda, além dos itens de bancada convencionais de um laboratório.

O engenheiro químico Juan Paulo Hinestroza tem sua inspiração para pesquisas nos desenhos animados de super-heróis que assistia durante sua infância na Colômbia. Nos anos 1970, a lycra ainda não havia sido inventada, mas os criadores da Liga da Justiça conseguiram idealizar um uniforme elástico e ajustado que permitia que o Flash corresse em alta velocidade.

Informações vitais

Cidade natal: Bucaramanga, Colômbia

Formação Acadêmica: Bacharelado em Engenharia Química, Universidade Industrial de Santander, 1995; Doutorado em Engenharia Química e Biomolecular, Universidade de Tulane, 2002

Cargo atual: Professor da Cátedra Rebecca Q Morgan ’60 de Ciência das Fibras e Design de Vestuário da Universidade de Cornell

Conselho profissional: Seja forte e busque o lado positivo de todas as situações.

Livro marcante: Cem Anos de Solidão. Toda vez que o leio, descubro uma nova interpretação da nossa identidade latina.

Projeto Divertido: Estou aprendendo mandarim e é muito divertido. Sigo um chef chinês nas redes sociais e adoro preparar pratos da culinária cantonesa seguindo suas receitas e ao mesmo tempo aprender mandarim.

Eu sou: Latino

Atualmente, Hinestroza comanda o Laboratório de Nanotecnologia Têxtil da Universidade de Cornell e sonha em dar um toque de super-herói ao setor de vestuário. No seu laboratório, junto a químicos, engenheiros e designers, ele combina nanotecnologia com design de moda para criar tecidos com características exclusivas, como a capacidade de mudar de cor e filtrar gases tóxicos.

Durante sua infância na montanhosa cidade de Bucaramanga, na Colômbia, Hinestroza adorava ler livros sobre outros países e sonhava em viajar pelo mundo. “Comecei a perceber que três letras sempre apareciam nos nomes dos autores: PhD”, lembra ele. Durante sua graduação na Colômbia, estagiou na filial colombiana da empresa Dow Chemical, onde trabalhou como gerente de projetos engenheiro de controle de processos. Foi esse trabalho que lhe deu o primeiro impulso para uma carreira de pesquisador. “Eu estava sempre perguntando por que, então meu supervisor me disse que eu deveria fazer meu doutorado para encontrar as respostas.”

Ele descobriu sua paixão por ensinar durante os estudos de pós-graduação na Universidade de Tulane e ganhou três vezes o Prêmio Ômega Chi Épisilon de Professor Assistente de Destaque. “Percebi que gostava da interação com os alunos e que eu levava jeito para explicar coisas complexas como matemática aplicada”, conta ele.

Após se formar, Hinestroza recusou ofertas de emprego de várias empresas e procurou um cargo de professor. Ele encontrou uma oportunidade na Wilson College of Textiles da Universidade do Estado da Carolina do Norte. Até então, Hinestroza não tinha nenhuma experiência com tecidos, mas aproveitou a oportunidade e correu atrás dela, como teria feito seu herói de infância, o Flash.

Passados alguns anos, transferiu seu grupo para a Universidade de Cornell e se concentrou em agregar recursos de alta tecnologia a um dos materiais têxteis mais comuns: o algodão. Seu laboratório investiga como o algodão e outras fibras naturais interagem com nanopartículas para que a equipe possa criar tecidos que mudem de cor ou capturem poluentes.

Os materiais têxteis capazes de capturar poluição baseiam-se em redes metalorgânicas (MOFs), redes de clusters metálicos coordenados com ligantes orgânicos. Elas formam estruturas semelhantes a gaiolas, capazes de reter outras moléculas, tais como gases. No entanto, incorporar as MOFs aos materiais têxteis é um desafio. Elas tendem a se ligar umas às outras e não aos tecidos, o que surpreendeu a equipe de Hinestroza.

Em 2010, os pesquisadores obtiveram um grande êxito quando dois dos alunos de Hinestroza criaram uma estrutura composta de camadas alternadas de polímeros de celulose e MOFs. Financiada pelo Departamento de Defesa dos EUA, a equipe desenvolveu um tecido de algodão-MOF que pode adsorver agentes químicos de guerra e poluentes industriais, sendo potencialmente útil em aplicações militares. Os pesquisadores então criaram uma máscara e um capuz com esse novo tecido.

Este trabalho exige uma mente ágil e flexível: Hinestroza diz que o grupo nem sempre sabe quais propriedades surgirão nos tecidos. “É como um jogo de futebol: você nunca sabe o que vai acontecer até o final”, diz ele. Hinestroza é um apaixonado pelo esporte e compara um grupo de pesquisa bem-sucedido a um time de futebol de alto padrão de desempenho. A união de diferentes habilidades torna a equipe e o laboratório mais fortes.

Nós, como instrutores, precisamos inovar e nos adaptar para que possamos inspirar as novas gerações de cientistas.

Ele atribui esses valores às suas raízes latino-americanas, que considera essenciais para o desenvolvimento de seu espírito criativo, resiliente e acolhedor. “Crescer em uma comunidade com influências indígenas, africanas, latino-americanas e europeias me ensinou a entender os outros e a estar aberto a outras influências.”

Estas características são essenciais para trabalhar em uma área tão dinâmica. “Na ciência das fibras e dos têxteis, temos a oportunidade de combinarmos aspectos técnicos da química e dos materiais com design e cultura”, diz Ellan Spero, historiadora de ciência e tecnologia no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, que conheceu Hinestroza em 2006. A combinação da curiosidade de Hinestroza com sua vontade de aplicar o que aprendeu em sua pesquisa é impressionante, diz ela. “Ele está sempre integrando experiências de diferentes culturas, inspirando os alunos a combinar conhecimento técnico com desafios de design”, diz ela.

Esta abordagem está presente na forma como Hinestroza lidera seu grupo de pesquisa. Em 2012, por exemplo, Hinestroza apresentou um body capaz de liberar inseticidas para o controle da malária, um projeto no qual ele trabalhou com Frederick Ochanda, na época um bolsista de pós-doutorado do Quênia e com Matilda Ceesay, então estudante da Gâmbia e estava se formando em design de moda. Além disso, Hinestroza diz que adora experimentar com fibras naturais de várias partes do mundo, como o sisal brasileiro, motivo que o leva a manter colaborações no país. “Adoro ir a Manaus porque é na Amazônia onde há a maior diversidade de plantas. Aprendi que a natureza é muito mais inteligente do que nós.”

Juan Paulo Hinestroza segura um frasco de material têxtil azul com a mão direita, que está protegida por uma luva.
Credit: Lauren Petracca Photography
O laboratório de Juan Paulo Hinestroza produziu essa estrutura metal-orgânica a partir de resíduos têxteis.

Seu entusiasmo estimula a engenhosidade de sua equipe. “Ele sempre busca maneiras de incentivar a paixão pelo laboratório e nos desafia a encontrar soluções para as adversidades sem perder o otimismo”, diz Luiz Gustavo Ribeiro, que executou parte de sua pesquisa de doutorado sob a supervisão de Hinestroza.

Hinestroza se preocupa com a falta de representação latina no campo das ciências químicas. Por esse motivo, ele recruta ativamente estudantes latinos e oferece oportunidades de visitas de curta duração para professores universitários da América Latina. Por esse motivo, ele recruta ativamente estudantes latinos e oferece oportunidades de visitas de curta duração para professores universitários da América Latina. “Se quisermos motivar mais crianças a estudar química, precisamos ter mais exemplos” diz Hinestroza. Desde 2000, ele é membro da Sociedade de Engenheiros Profissionais Hispânicos, onde participa de ‘workshops’ para o desenvolvimento profissional de estudantes latinos interessados em carreiras acadêmicas.

“Descobri que os alunos mudaram seus hábitos de aprendizagem, e nós, como instrutores, precisamos inovar e nos adaptar para que possamos inspirar as novas gerações de cientistas”, diz ele. Mais recentemente, Hinestroza tem explorado a inteligência artificial generativa como uma ferramenta de ensino, pedindo aos alunos que a utilizem em seus projetos para incentivá-los a experimentar diferentes abordagens. Enquanto isso, no laboratório, ele está investigando maneiras de sintetizar MOFs a partir de roupas de poliéster reciclado como uma forma inovadora e ecológica de gerenciar resíduos têxteis.

Tradução para o português realizada por Luisa Forain para a C&EN. A versão original (em inglês) deste artigo foi publicada em 20 de setembro de 2024.

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