JBCS

INTRODUÇAO

A Eletroquímica se caracteriza pela natureza universal e multidisciplinar e desempenha papel importante no desenvolvimento da ciência, com reflexos no crescimento econômico e melhoramento da qualidade de vida. Pode ser definida de modo mais abrangente como o ramo da Química que lida com reaçoes químicas que envolvem corrente elétrica e potencial. Algumas reaçoes químicas que ocorrem espontaneamente podem gerar corrente elétrica, que pode ser usada para fazer trabalho útil; enquanto outras reaçoes químicas podem ser forçadas a prosseguir usando corrente elétrica.

A história da Eletroquímica começa no século XVIII quando Luigi Galvani (1737-1798) estabeleceu uma ponte entre contraçao muscular e eletricidade, e Alessandro Volta (1745-1827) anunciou a invençao da pilha (ou célula) voltaica, a primeira bateria elétrica moderna.

Enquanto seus antecessores, incluindo Benjamin Franklin (1706-1790), contribuíram para o entendimento da eletricidade estática, a pilha voltaica produzia corrente contínua e assim abriu duas novas áreas de estudo: a produçao química de eletricidade e os efeitos da eletricidade sobre os compostos químicos. As descobertas de Michael Faraday (1791-1867) que resultaram nas duas leis fundamentais da Eletroquímica, publicadas em 1834, predizem quanto produto resulta ao passar uma certa quantidade de carga através de um composto químico ou de sua soluçao, processo que ele chamou de "eletrólise". Essas leis sao a base para muitas técnicas eletroquímicas e eletroanalíticas. Ainda pode-se ressaltar a constataçao de William Nicholson (1735-1815) e Anthony Carlisle (1768-1840) de que hidrogênio e oxigênio eram produtos da eletrólise da água.

A Eletroquímica tem desempenhado papel importante na resposta aos desafios do mundo contemporâneo. Sua grande contribuiçao no desenvolvimento de novos materiais, novas formas de energia, computadores, técnicas espectroscópicas para estudos de superfície etc., tem resultado em grandes avanços no mundo cotidiano na área de baterias, células solares, células a combustível, produçao de hidrogênio, cloro, soda, alumínio, cobre, zinco, prata, chumbo e outros materiais que têm revolucionado a produçao de joias, o desempenho dos carros, corrosao etc. Além das contribuiçoes ao estudo datermodinâmica e cinética de reaçoes, conversao de energia, síntese e modificaçao de compostos químicos, ainda tem demonstrado grande aplicabilidade no desenvolvimento de novos métodos analíticos.

A Eletroanalítica, também conhecida como Eletroanálise, está na interface entre ciência analítica e eletroquímica. Trata-se do desenvolvimento, caracterizaçao, entendimento e aplicaçao de métodos de análise química empregando fenômenos eletroquímicos. Neste contexto, teve seu grande reconhecimento em 1922 quando Jaroslav Heyrovsky(1890-1967) desenvolveu a técnica de polarografia usando um eletrodo gotejador de mercúrio capaz de monitorar reaçoes eletroquímicas envolvendo metais, compostos orgânicos e organometálicos. Em 1959 teve seu trabalho reconhecido pela grande contribuiçao na área da Eletroanalítica e foi laureado com o prêmio Nobel. Em 1975, Royce W. Murray introduziu um novo enfoque na Eletroanalítica quando propôs que a imobilizaçao ou incorporaçao de grupos químicos específicos ou microestruturas na superfície ou no corpo do eletrodo de trabalho pode gerar eletrodos modificados com maior aplicabilidade analítica por melhorarem a detectabilidade, a seletividade e interaçao analito/eletrodo. Estes dispositivos têm contribuído para o entendimento de vários processos eletroquímicos (catálise, inibiçao e transferência de carga), fotoeletroquímicos e determinaçoes analíticas.

Na ciência analítica moderna, a Eletroanalítica tem papel importante no desenvolvimento de novos métodos de análise, sensores químicos, dispositivos e sistemas capazes de identificar, monitorar e quantificar os mais diversos tipos de analitos nas mais diferentes matrizes, tais como fluídos biológicos, matrizes ambientais, microssistemas e outros universos que requerem avanços tecnológicos para resoluçoes de problemas cada vez mais complexos.

Assim, desde os primórdios da Eletroquímica até o momento atual tem-se observado um considerável crescimento, tanto em magnitude quanto em diversificaçao. No Brasil, isto tem se tornado evidente pelo elevado número de trabalhos publicados na literatura técnica e científica, pela formaçao e consolidaçao de sociedades científicas profissionais e diferentes subdivisoes, por uma série de congressos que reúnem pesquisadores nacionais e internacionais que ocorrem regularmente e, principalmente, pela notória qualidade na formaçao de recursos humanos na área. A seguir será dado uma visao global da evoluçao da Eletroquímica e da Eletroanalítica como áreas de vanguarda na química brasileira.

A PRODUÇAO CIENTIFICA DA ELETROQUIMICA E ELETROANALITICA NO BRASIL

Uma avaliaçao crítica dos indicadores de produçao acadêmico/científico em Eletroquímica/ Eletroanalítica (EE) no mundo e a contribuiçao do Brasil neste contexto foi obtida pela busca de publicaçoes na base de dados "InCites" (base da Web of Science da Thomson Reuters). Esta é uma ferramenta online de avaliaçao de pesquisa personalizada que compila dados bibliográficos e de citaçoes da Web of Science multidisciplinar de mais de 100 países. Devido à grande sobreposiçao das pesquisas realizadas em Eletroquímica e Eletroanalítica, as publicaçoes nao puderam ser individualizadas e os dados obtidos consideraram a Eletroquímica em geral publicada em 208 periódicos.

A publicaçao científica nas áreas de EE aumentou exponencialmente nos últimos 10 anos (período mais significativo em relaçao ao crescimento da área), alcançando uma produçao de 111.970 artigos no período de 2006-2015, o que representa 5% da produçao global em química. A Figura 1 ilustra a evoluçao da publicaçao científica na área de EE neste período e compara o Brasil com alguns países com liderança científica na área.

Figura 1. Distribuiçao das publicaçoes em Eletroquímica e Eletroanalítica selecionadas na base de dados Incites (Thomson Reuters) no período de 2006-2016 para alguns países. Palavra-chave: Electro^*

Na comparaçao da produçao científica mundial destacam-se a produçao científica da China, Estados Unidos da América (EUA), Japao, Coréia do Sul e Alemanha. Dentre eles, nos últimos anos, destaca-se a supremacia da China e EUA. No entanto, embora em 2006 a produçao da China era de 17% menor em relaçao aos EUA, em 2015 sua produçao científica é 219% maior, evidenciando um vertiginoso crescimento no número de artigos publicados pela China no último quinquênio. Isto se traduz por um crescimento de 426% da produçao da China e apenas 33% na produçao dos Estados Unidos. No mesmo período observa-se um crescimento de 40% na produçao científica brasileira na área.

Uma análise do crescimento da produçao científica do Brasil na área é destacada na Figura 2 para as publicaçoes em periódicos indexados em bases de dados consolidadas no período de 1980 a 2016. O grande crescimento observado indica que o esforço da comunidade acadêmico/científica na produçao e divulgaçao do conhecimento tem contribuído para o avanço da ciência, com reflexos no desenvolvimento econômico, social e cultural do país. A análise deste gráfico mostra que o crescimento da publicaçao científica em Eletroquímica e Eletroanalítica no Brasil pode ser dividida em várias etapas com velocidades de crescimento representadas por pelo menos três taxas diferentes. Um período de baixa produtividade no intervalo de 1980 a 1989, um aumento expressivo no período de 1990 a 2000 (78%) e depois um grande aumento entre 2001 a 2011 (151%) e finalmente uma grande contribuiçao nos últimos 3 anos.

Figura 2. Distribuiçao das publicaçoes em Eletroquímica e Eletroanalítica selecionadas na base de dados Incites (Thomson Reuters) no período de 1980-2016, Brazil. Palavra-chave: Electro^*, Brazil

A avaliaçao deste desempenho mostra que as atividades de pesquisa e tecnologia caminham concomitantemente com o fortalecimento do Sistema Nacional de Pós-graduaçao do Brasil. Observa-se no mesmo período igual crescimento na formaçao de mestres e doutores em nossos Programas de Pós-graduaçao. Embora a Pós-graduaçao no Brasil exista desde 1930 (sistema de cátedras) e tenha sido criada como Pós-graduaçao formal em 1965, esta contribuiu para o expressivo crescimento da publicaçao científica a partir de 1976 com sofisticado sistema de avaliaçao por indicadores de qualidade, e pelo financiamento dos Programas de Pós-graduaçao a partir de 2000.

Além disto, deve-se ressaltar a importância das políticas Institucionais envolvendo a formaçao de redes e grandes projetos nacionais, tais como aqueles induzidos pelo Governo Federal e Governos Estaduais a partir de 1990 (PADCT, fundos setoriais, CEPID, projetos temáticos na FAPESP etc.). Estes resultados mostram que a reuniao de pesquisadores com diferentes especialidades de pesquisa em grandes projetos pode fortalecer o compartilhamento e a integraçao imprescindíveis para uma pesquisa interdisciplinar de qualidade em temáticas da fronteira do conhecimento; estabelecer elos de cooperaçao com vistas à uniao interna e inserçao externa; melhorar a infraestrutura de pesquisa visando o desenvolvimento de novas ideias e projetos; propiciar avanços na inovaçao tecnológica em consonância com os anseios da sociedade e estabelecer políticas para açoes regulatórias.

A excelência da pesquisa em qualquer área requer condiçoes de infraestrutura adequadas para o desenvolvimento de projetos qualificados e o aporte de recursos das agências de fomento contribuíram sobremaneira para a excelência da infraestrutura em pesquisa a partir de 1990 e formaçao de recursos humanos qualificados indispensáveis para o profícuo resultado na publicaçao nos últimos anos.

O impacto e relevância da pesquisa produzida em grupos de pesquisa consolidados só ocorrem após um longo tempo, que em países emergentes envolve a nucleaçao de ensino de qualidade, titulaçao do corpo docente, formaçao de recursos humanos competitivos para enfrentar os desafios com foco nos grandes problemas nacionais, inovaçao e transferência de conhecimento com abordagens multi, inter- e transdisciplinares de forma a responder aos anseios da sociedade e promover o desenvolvimento com sustentabilidade.

A distribuiçao da pesquisa produzida em Eletroquímica e Eletroanalítica nos últimos 10 anos nas diversas regioes do país é mostrada na Figura 3, e exemplifica as assimetrias de produtividade na área de acordo com as regioes do país. A regiao Sudeste é responsável por 69% da produçao científica do Brasil na área de Eletroquímica e Eletroanalítica. Isto pode ser justificado se considerarmos que esta regiao a foi responsável pela nucleaçao de grandes grupos de pesquisa atuantes em EE durante muito tempo. Dentre eles destacam-se os grupos consolidados na área na USP/Sao Paulo, USP/Sao Carlos, USP/Ribeirao Preto, UFSCar, UNICAMP, UNESP, UFRJ, PUC/ RJ, UFRGS e UFMG que iniciaram e se fortaleceram dentro do contexto do crescimento dos Programas de Pós-graduaçao dessas Instituiçoes. Atualmente, observa-se que a incorporaçao de vários pesquisadores formados principalmente nestas Instituiçoes em grupos emergentes de outros estados é responsável, no momento, pela nucleaçao de novos centros de excelência em pesquisa em EE auxiliados pelo crescimento da Pós-graduaçao nos estados das outras regioes do país. Políticas indutoras de crescimento científico adotadas pelas agências de fomento¹ (ex: 30% dos auxílios a pesquisa sao destinados a regioes NE, CO e N programas de bolsas e parcerias entre programas emergentes e consolidados fomentados pela CAPES) têm auxiliado sobremaneira o desenvolvimento destes novos grupos de pesquisa nas regioes a corrigir esta assimetria e acelerar o crescimento da produçao científica, traduzido pelo exponencial aumento nos últimos 5 anos.

Figura 3. Contribuiçao das publicaçoes em Eletroquímica e Eletroanalítica selecionadas na base de dados Incites (Thomson Reuters) no período de 2006- 2015 de acordo com as regioes do Brasil. Palavra chave: Electro*, Brazil

De acordo com dados publicados recentemente por Cândido et al.,² outro dado interessante refere-se à distribuiçao de bolsistas de produtividade em pesquisa divulgados pelo CNPq na área de Química. As especialidades de Eletroquímica e Eletroanalítica se inserem nas subáreas de Físico-Química (FQ) e Química Analítica (QA), respectivamente. Neste contexto, no período de 2003-2013 a Eletroquímica contou com 32 bolsistas de produtividade (18% dos bolsistas da subárea de FQ). O número de artigos publicados no período (dados do CV Lattes) por estes pesquisadores foi de 1603 e representa 18% da produçao dos pesquisadores (8144) da subárea de Físico-Química. A qualidade destas publicaçoes pode ser constatada pela média das citaçoes/artigo que atinge 21,57 e fator de impacto médio de 3,03, média superior à área de química que é 16,14 e fator de impacto médio de 2,55. Do mesmo modo, a Eletroanalítica se destaca na subárea de Química Analítica, com 21 pesquisadores representando 12 % na subárea e publicaçao de 1189 artigos no período de 2003-2013 (15% da produçao científica na QA). A média de citaçoes é de 15,76 e fator de impacto médio de 2,76. Indices menores apenas da especialidade de Instrumentaçao Analítica dentro da subárea de QA. Considerando o fator de impacto (FI) dos periódicos onde sao publicados os artigos observa-se que a maioria dos artigos foi divulgado em periódicos com 3<FI<4. Dentre os 208 periódicos usados na busca na base de dados "InCites", observa-se que as 10 revistas científicas com maior número de publicaçoes da comunidade de EE Brasileira sao: Journal of the Electrochemical Society, Sensors and Actuators B-Chemical, Electroanalysis, Electrochimica Acta, Journal of Electroanalytical Chemistry, Electrochemistry Communications, Journal of Power Sources, Biosensors & Bioelectronics, International Journal of Hydrogen Energy and Sensors.

Um aspecto importante que expressa o grau de maturidade científica em uma determinada área é a formaçao das sociedades científicas, que auxiliam sobremaneira na ampliaçao do contato e o conhecimento entre os pesquisadores atuantes em áreas afins, bem como na tomada de decisoes conjuntas capazes de melhor nortear, oxigenar e favorecer o rápido progresso científico. No Brasil, a fundaçao da SBQ em 1977 foi a responsável pelo desenvolvimento e crescimento da química em todo o Brasil. No entanto, a Divisao de Eletroquímica e Eletroanalítica no Brasil foi criada apenas em 1990 e implantada em 1993. Esta divisao conta em média ao longo dos anos com 110 sócios efetivos que têm se reunido anualmente junto com convidados internacionais para discutir os avanços e as tendências da pesquisa em Eletroquímica e Eletroanalítica como ciência inovadora e inserida na resoluçao dos grandes problemas nacionais. No entanto, os trabalhos de EE, desde 1978, sao apresentados nos Simpósios Brasileiros de Eletroquímica e Eletroanalítica (SIBEE), que tem se constituído em um respeitável fórum de discussao,³ como demonstrado pelo crescimento dos trabalhos apresentados no Simpósio a cada ano (Figura 4). O expressivo número de trabalhos científicos sempre primou pela qualidade e em 2013-2015 foi criada a SBEE (Sociedade Brasileira de Eletroquímica e Eletroanalítica) do Brasil, efetivada em 2016.

Figura 4. Distribuiçao do número de trabalhos apresentados no SIBEE no período de 1978 a 2017

Como discutido preliminarmente, devido à natureza multidisciplinar, a Eletroquímica e Eletroanalítica ainda estao representadas nas reunioes bianuais do ENQA, ABRACO (Associaçao Brasileira de Corrosao), INTERCORR - evento internacional de corrosao realizado no Brasil, EBRATES (Encontro Brasileiro de Tratamento de Superfícies), ENBAT (Encontro Nacional de Produtores de Baterias Chumbo-Acido), CBECIMAT (Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais). A eletroquímica também aparece em menor grau em outros congressos e encontros como Congresso Brasileiro de Cerâmica, Congresso Brasileiro de Energia, Congresso Brasileiro de Catálise e outros de outras áreas do conhecimento.

 Deste modo, a análise quantitativa da Eletroquímica e Eletroanalítica no Brasil aponta indicadores extremamente favoráveis. Uma análise qualitativa desta produçao indicando as tendências e desafios dentro de cada especialidade é apresentada a seguir.

AVANÇOS E TENDENCIAS DA ELETROQUIMICA E ELETROANALITICA NO BRASIL

Eletroquímica

A Eletroquímica é uma área da ciência bastante ampla e está incorporada em vários ramos da química, assim os campos de interesse da eletroquímica atual no Brasil podem ser, em parte, delineados com base na distribuiçao dos trabalhos dos SIBEEs nos últimos 6 anos. Nestes SIBEEs, os trabalhos foram distribuídos nas áreas: bioeletroquímica e biocélulas a combustível,⁴ corrosao,^5-7 eletrocatálise,^8,9 eletroquímica ambiental,¹⁰ eletroquímica orgânica,¹¹ energia,^12,13 materiais nanoestruturados,¹⁴ passivaçao¹⁵ e tratamento de superfícies.¹⁶ Essa divisao foi colocada em ordem alfabética e nao reflete a importância/abundância de pesquisadores em uma área específica. Dada a sua interdisciplinaridade, muitas vezes, um mesmo grupo de pesquisa atua em mais de uma das áreas especificadas. O SIBEE e mais tarde a Divisao de Eletroquímica e Eletroanalítica da SBQ desempenharam papel importante na nucleaçao e na disseminaçao da Eletroquímica/Eletroanalítica no Brasil, os grupos se multiplicaram, principalmente, no interior do Estado de Sao Paulo e em outros Estados e regioes do País.

A Eletroquímica brasileira tem acompanhado a tendência da Eletroquímica mundial, inicialmente com estudos fundamentais de cinética eletroquímica e mecanismos de reaçao de compostos químicos orgânicos e inorgânicos, organometálicos e compostos de coordenaçao. Pouco a pouco a área foi se movendo para estudos de materiais, tais como corrosao e proteçao, eletrocatálise, eletrólise, síntese eletroquímica, tratamento de águas residuárias, energia e áreas de interface tais como fotoeletroquímica, bioeletroquímica, splitting da água, obtençao eletroquímica de nanofios, nanobastoes magnéticos ou nao, materiais nanoestruturados. A Figura 5 resume os resultados de uma busca bibliográfica realizada na base de dados do Web of Science de algumas subáreas selecionadas que têm publicaçoes de brasileiros.

Figura 5. Distribuiçao do número de trabalhos apresentados no SIBEE no período de 1978 a 2017

Quando se fala no futuro desta área, deve-se ter em mente os grandes desafios da atualidade e como os eletroquímicos poderao atuar na proposiçao de soluçoes e inovaçoes.

O entendimento da eletrocatálise envolve estudos com eletrodos de metais nobres; eletrodos de óxidos/hidróxidos; ligas metálicas na ausência de metais nobres; ligas leves; intermetálicos; nanomateriais e biomateriais utilizados em processos de produçao/armazenamento de energia para células a combustível, baterias, capacitores, supercapacitores, splitting da água para produçao limpa de hidrogênio etc. Nesse campo o maior desafio é entender, em nível atômico/molecular, o processo da transferência eletrônica e a cinética global dos processos envolvidos.

A proteçao de materiais contra corrosao tem desafios específicos na busca de revestimentos metálicos de metais ativos (Al, Cu, Zn e outros); metálico-cerâmicos; revestimentos poliméricos reforçados com nanopartículas, grafeno, óxido de grafeno etc. A fragilizaçao por hidrogênio tem merecido atençao, porém, a determinaçao eletroquímica da quantidade de hidrogênio que ingressa em ligas de alumínio e na regiao de solda continua sendo um desafio para a área.

O desenho de moléculas, catalisadores, materiais inteligentes, biomateriais etc., que apresentem funçoes específicas como, por exemplo, inibidores de corrosao, transporte e liberaçao controlada de medicamentos, modificaçoes de superfícies e outras constitui um grande desafio para os eletroquímicos, químicos, engenheiros e físicos teóricos.

O estudo da corrosao atmosférica e de inibidores voláteis de corrosao (VCI) ainda se constitui um grande desafio para os eletroquímicos quando se deseja comparar dados eletroquímicos de laboratório com dados obtidos a partir de ensaios de campo e ensaios em câmara úmida.

 A eletrodeposiçao de metais e ligas metálicas magnéticas ou nao vem sendo dirigida para a obtençao de materiais em líquidos iônicos e líquidos análogos, preparaçao de nanofios, nanobastoes magnéticos ou com propriedades tais que possam ser utilizados no splitting da água, fabricaçao de sensores etc.

A Eletroquímica brasileira é ativa também no estudo de minerais, especialmente sulfetos metálicos, buscando recuperar metais com alto valor agregado e reduzir rejeitos da indústria de mineraçao. Neste caso, há um imenso desafio imposto à eletroquímica na busca por metodologias que acelerem a lixiviaçao e biolixiviaçao da calcopirita.

Em nosso ponto de vista, a Eletroquímica no Brasil ainda está distante dos mais variados processos de produçao industrial de compostos químicos, dos processos de pintura eletroforética empregados na indústria, de uma contribuiçao direta para a produçao e armazenamento de energia, da produçao de fármacos e muitos outros. A interaçao efetiva com a indústria vai exigir mais do que conhecimentos sólidos de Eletroquímica/Química, provavelmente, exigirá uma mudança de comportamento com complementaçao da formaçao dos pesquisadores para atuarem conjuntamente em nichos de atividades industriais onde a Eletroquímica se faz necessária. Verifica-se, no entanto, que há vários grupos exercendo ou se capacitando para esse desafio.

Na opiniao dos autores, esses sao alguns dos desafios que os eletroquímicos brasileiros terao que vencer nos próximos anos, no entanto, cada membro da comunidade eletroquímica poderia acrescentar outros.

As várias Sociedades Científicas e Fundaçoes de fomentos devem gerar novas estratégias capazes de disseminar e fortalecer núcleos de pesquisas em eletroquímica para trazer soluçoes de problemas da indústria e sociedade brasileiras.

Eletroanalítica

Os grandes avanços na área de Eletroanalítica ocorreram sempre nas fronteiras do conhecimento em química analítica, novos materiais, novas instrumentaçoes, tratamento de dados (quimiometria), fundamentos da eletroquímica e aplicaçoes diretas na área de alimentos, ambiente, saúde, energia e indústria. Pelo seu caráter inter e transdisciplinar tem sido suporte para o desenvolvimento de diversas áreas da química e órgaos de fiscalizaçao, validaçao e controle de produtos e processos. Isto dificulta sobremaneira uma avaliaçao da área em termos quantitativos, pois há uma grande diversificaçao das publicaçoes em periódicos relevantes em áreas correlatas, difíceis de serem avaliados dentro de um contexto específico.

A Eletroanalítica no Brasil foi implementada a partir de 1952 na USP, após o pós-doutorado do Prof. P. Senise na área de Eletroanálise nos EUA,^17-20 que começou uma profícua escola na área, formando recursos humanos altamente qualificados que se espalharam pelo país durante várias geraçoes consecutivas. Hoje a Eletroanalítica possui grupos de pesquisa representativos em todo o país.^17-21

Dentro deste contexto, o futuro da Eletroanalítica como especialidade da área de Química Analítica foi destacado previamente em excelentes publicaçoes sobre a pesquisa em Química Analítica no Brasil por diversos pesquisadores brasileiros.^19,20 Dentre os inúmeros indicadores que contribuíram para os avanços da eletroanalítica deve-se considerar o melhoramento na instrumentaçao eletroanalítica e o melhor entendimento dos processos eletródicos.^22,23 O desenvolvimento das técnicas voltamétricas de pulso e onda quadrada e as técnicas de redissoluçao aumentaram a competitividade das técnicas eletroanalíticas ampliando os limites de detecçao para um grande número de analitos. Nos anos mais recentes, grandes avanços têm sido alcançados quanto ao nível de detecçao usando as técnicas potenciométricas e novos materiais têm sido desenvolvidos.²⁴ Uma das maiores aplicaçoes das técnicas condutométricas tem sido nas determinaçoes usando cromatografia iônica e detecçao em processos cromatográficos.²¹ Ambas possuem destaque devido à facilidade de resposta e ampla aplicabilidade do método, no entanto, a literatura tem reportado mais metodologias eletroanalíticas baseadas em métodos voltamétricos e mais recentemente envolvendo a espectroscopia de impedância eletroquímica, capacitância e imitância eletroquímica.²⁵ A possibilidade de miniaturizaçao dos eletrodos (microeletrodos, eletrodos impressos descartáveis) foi importante na diminuiçao da dimensao das células eletroquímicas e na reduçao do volume do analito, ampliando sua aplicabilidade ao entendimento dos sistemas "in vivo".^26,27 Desde a década de 1980 o Brasil vem desenvolvendo importantes contribuiçoes na área de eletrodos modificados com vistas ao desenvolvimento de sensores eletroquímicos e tem sido revisada na literatura.^28-31 Neste contexto, um dos grandes avanços da área consiste na modificaçao da superfície do eletrodo, o que abriu inúmeras possibilidades para desenvolvimento de sensores e biossensores, contribuindo de modo singular para o avanço da eletroanalítica moderna.³² A versatilidade dos modificadores (ligantes, polímeros, óxidos, orgânicos, sílicas, metais, complexos, compostos biológicos, enzimas, DNA, proteínas, anticorpos, antígenos, organismos, tecidos, células, organelas, membranas etc.) abriu grande possibilidade de desenvolver métodos analíticos mais rápidos, sensíveis, precisos e seletivos e, principalmente, de baixo custo.

Neste contexto, nos últimos anos tem-se observado o desenvolvimento de eletrodos bioinspirados,³³ monocamadas autorganizadas,³⁴ microfluídica,³⁵ e point-of-care test (POCT).³⁶ O emprego de nanopartículas magnéticas para pré-concentrar o analito de amostras complexas e o emprego da eletroanalítica em papel sao alguns exemplos.³⁷ Um desafio importante para o desenvolvimento dos sensores seria investigar receptores que mantenham a atividade por longo tempo. Outro desafio é encontrar biomarcadores em amostra de saliva para o diagnóstico de doenças, o que facilitaria a amostragem quando comparada com sangue.³⁸ Mais recentemente, tem-se observado a modificaçao de eletrodos com materiais biomiméticos usando a tecnologia de impressao molecular,³⁹ nas quais se incluem os polímeros impressos molecularmente (molecularly imprinting polymers, MIP) que tem aumentado o reconhecimento seletivo de diversos analitos. Uma das áreas de destaque na utilizaçao de eletrodos modificados com diferentes materiais, tais como, polímeros quimicamente impressos, nanotubos de carbono, grafeno e nanopartículas metálicas, assim como a utilizaçao de técnicas eletroquímicas amperométricas e o desenvolvimento das línguas eletrônicas. As línguas eletrônicas fazem parte da evoluçao tecnológica para a detecçao de diversas substâncias ou produtos em tempos relativamente pequenos.⁴⁰ O acoplamento de eletrodos modificados às técnicas de separaçao tem proporcionado a determinaçao de vários compostos simultaneamente em amostras diversas, ampliando os limites de detecçao, aumentando a sensibilidade analítica e proporcionando medidas com maior precisao. O desenvolvimento destes detectores tem sido proporcionado pelos inúmeros avanços na modificaçao de superfícies eletródicas como, por exemplo, nanotubos de carbono, grafeno e nanopartículas metálicas. Adicionalmente, outros desenvolvimentos têm contribuído para melhorar a detecçao eletroquímica nas técnicas CLAE como, por exemplo, a utilizaçao de líquidos iônicos como eluente e a utilizaçao de técnicas de geraçao de pulsos diferenciados.^41,42

Adicionalmente, outra grande contribuiçao para a detecçao eletroquímica tem sido a utilizaçao de sensores eletroquímicos que utilizam a técnica de condutimetria acoplada à técnica de eletroforese capilar. Esta contribuiçao tem permitido a detecçao de espécies com pequenos limites de detecçao, bem como aberto uma nova possibilidade de detecçao eletroquímica condutométrica sem o contato físico da soluçao com os eletrodos.³⁵

Deste modo, embora seja difícil citar todas as relevantes contribuiçoes dos grupos de Eletroanalítica do Brasil, é possível concluir que a comunidade científica tem feito grandes progressos em eletroanálise tanto em micro como em nanoescala, no desenvolvimento de novos sensores e dispositivos competitivos com a determinaçao de analitos de interesse biológico e ambiental em níveis compatíveis com técnicas pouco econômicas e que demandam grande tempo de análise.

CONCLUSAO

A análise crítica dos indicadores de pesquisa apresentados neste artigo mostra que a publicaçao científica nas áreas de Eletroquímica e Eletroanalítica no país aumentou exponencialmente nos últimos 10 anos (2006-2015) e o Brasil é líder na América Latina nestas áreas. Outrossim, observa-se também que a qualidade desta produçao pode ser aferida pelo alto impacto destas publicaçoes e na formaçao de recursos humanos altamente qualificados. A ampliaçao dos Programas de Pós-graduaçao em Química e o consequente aumento expressivo no número de grupos de pesquisa emergentes em todos os Estados do país têm contribuído para a correçao das assimetrias observadas no passado, onde os grandes pilares da Eletroquímica e Eletroanalítica estavam alicerçados no Estado de Sao Paulo. Dentro deste contexto, a ampliaçao dos quadros da EE no país ainda se deve ao baixo custo da instrumentaçao requerida em relaçao a outras áreas, ao incentivo à formaçao de redes de excelência em pesquisa e aos grandes projetos de cooperaçao que permitem o compartilhamento de ideias, tecnologias, infraestrutura, equipamentos e o fortalecimento dos cursos de pós-graduaçao, consolidados e em consolidaçao, com reflexos diretos no avanço da qualidade da ciência produzida em todas as áreas.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Orlando Fatibello Filho pela revisao do texto e ao financiamento da FAPESP, CNPq e CAPES.

REFERENCIAS

1. Barral-Neto, M.; de Felício, J. R. D.; Camargo, E. P. O.; Revista USP, 2007, 73, 48.

2. Cândido, L. F. O.; Santos, N. C. F.; Rocha, J. B. T. da; Quim. Nova 2016, 39, 393.

3. Avaca, L. A.; Tokoro, R.; Quim. Nova 2002, 25, 25.

4. Rasmussen, M.; Abdellaoui, S.; Minteer, S. D.; Biosens. Bioelectron. 2016, 76, 91.

5. Pokorny, P.; Tej, P.; Kouřil, M.; Constr. Build. Mater. 2017, 132, 271.

6. Jamali, S. S.; Mills, D. J.; Prog. Org. Coatings 2016, 95, 26.

6. Polcari, D.; Dauphin-Ducharme, P.; Mauzeroll, J.; Chem. Rev. 2016, 116, 13234.

8. Stamenkovic, V. R.; Strmcnik, D.; Lopes, P. P.; Markovic, N. M.; Nat. Mater. 2017, 16, 57.

9. Suen, N.-T.; Hung, S. -F.; Quan, Q.; Zhang, N.; Xu, Y. -J.; Chen, H. M.; Jeong, H. Y.; Joo, S. H.; Zhang, Y.; Wood, D.; Zelenay, P.; More, K.; Stroh, K.; Zawodzinski, T.; Boncella, J.; McGrath, J. E.; Inaba, M.; Miyatake, K.; Hori, M.; Ota, K.; Ogumi, Z.; Miyata, S.; Nishikata, A.; Siroma, Z.; Uchimoto, Y.; Yasuda, K.; Kimijima, K. -i.; Iwashita, N.; Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 337.

10. Zhang, S.; Zhang, Z.; Zhao, R.; Gu, J.; Liu, J.; Örmeci, B.; Zhang, J.; Chem. Eng. Commun. 2017, 204, 265.

11. Genovino, J.; Sames, D.; Hamann, L. G.; Touré, B. B.; Angew. Chemie Int. Ed. 2016, 55, 14218.

12. An, L.; Zhao, T. S.; J. Power Sources 2017, 341, 199.

13. Canepa, P.; Sai Gautam, G.; Hannah, D. C.; Malik, R.; Liu, M.; Gallagher, K. G.; Persson, K. A.; Ceder, G.; Chem. Rev. 2017, 117, 4287.

14. Share, K.; Westover, A.; Li, M.; Pint, C. L.; Chem. Eng. Sci. 2016, 154, 3.

15. Veluchamy, A.; Sherwood, D.; Emmanuel, B.; Cole, I. S.; J. Electroanal. Chem. 2017, 785, 196.

16. Wen, Q.; Guo, Z.; Chem. Lett. 2016, 45, 1134.

17. Gutz, I. G. R.; Quim. Nova 2006, 29, 1150.

18. Interview of Orlando Fatibello Filho; Br. J. Anal. Chem., 2013, 3, pag. X. http://www.brjac.com.br/, acessada em Março 2017.

19. Ferreira, S. L. C.; Pereira, P. A. de P.; Nóbrega, J. A.; Fatibello-Filho, O.; Feres, M. A.; Reis, B. F.; Bruns, R. E.; Aquino Neto, F. R. de; Anal. Lett. 2008, 41, 1494.

20. de Andrade, J.; Korn, M. G.; Cadore, S.; Microchem. J. 2004, 77, 101.

21. Stradiotto, N. R.; Yamanaka, H.; Zanoni, M. V. B.; J. Braz. Chem. Soc. 2003, 14, 159.

22. Bond, A. M.; Anal. Chim. Acta 1999, 400, 333.

23. Brett, C. M. A.; Electroanalysis 1999, 11, 1013.

24. Torres, K. Y. C.; Marzal, P. C.; Kubota, L. T.; Bakker, E.; Quim. Nova 2006, 29, 1094.

25. Fernandes, F. C. B.; Patil, A. V.; Bueno, P. R.; Davis, J. J.; Anal. Chem. 2015, 87, 12137.

26. Wightman, R. M.; Wipf, D. O.; Acc. Chem. Res. 1990, 23, 64.

27. Nascimento, V. B.; Angnes, L.; Quim. Nova 1998, 21, 614.

28. Vidotti, M.; Torresi, R.; Torresi, S. I. C. de; Quim. Nova 2010, 33, 2176.

29. Lowinsohn, D.; Bertotti, M.; Quim. Nova 2006, 29, 1318.

30. Freire, R. S.; Pessoa, C. A.; Kubota, L. T.; Quim. Nova 2003, 26, 381.

31. Souza, M. de F. B.; Quim. Nova 1997, 20, 191.

32. Arduini, F.; Cinti, S.; Scognamiglio, V.; Moscone, D.; Palleschi, G.; Anal. Chim. Acta 2017, 959, 15.

33. Zapp, E.; Souza, F. D.; Souza, B. S.; Nome, F.; Neves, A.; Vieira, I. C.; Bunton, C. A.; Nome, F.; Neves, A.; Gahan, L. R.; Hanson, G. R.; Riley, M. J.; Schenk, G. A.; Gahan, L. R.; Analyst 2013, 138, 509.

34. Coelho, D.; Machado, S. A. S.; Electrochim. Acta 2014, 142, 191.

35. Coltro, W. K. T.; Lima, R. S.; Segato, T. P.; Carrilho, E.; de Jesus, D. P.; do Lago, C. L.; da Silva, J. A. F.; Breadmore, M. C.; Vellekoop, M. J.; Bossche, A.; Dedem, G. W. K. van; Anal. Methods 2012, 4, 25.

36. Moreira, F. T. C.; Dutra, R. A. F.; Noronha, J. P. C.; Fernandes, J. C. S.; Sales, M. G. F.; Sensors Actuators B Chem. 2013, 182, 733.

37. Nery, E. W.; Kubota, L. T.; Anal. Chim. Acta 2016, 918, 60.

38. Campuzano, S.; Yánez-Sedeño, P.; Pingarrón, J. M.; TrAC Trends Anal. Chem. 2017, 86, 14.

39. Tarley, C. R. T.; Sotomayor, M. D. P. T.; Kubota, L. T.; Quim. Nova 2005, 28, 1087.

40. Tahara, Y.; Toko, K.; IEEE Sens. J. 2013, 13, 3001.

41. Honeychurch, K.; Separations 2016, 3, 28.

42. Trojanowicz, M.; Anal. Chim. Acta 2011, 688, 8.