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Nanotecnologia Forense

Nanotecnologia Forense


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Realidade inconteste no mundo hoje, a Nanotecnologia vem moldando a cultura e os hábitos da humanidade com a apresentação contínua de novos materiais, ferramentas e processos a partir da dimensão nanométrica, levando as ciências ao limite do conhecimento e das realizações. Acostumamo-nos com os avanços nanotecnológicos, por exemplo, de smartphones, TVs de quantum dots e OLEDs, e com a eletrônica miniaturizada que controla a nossa vida, desde as máquinas, veículos e edifícios contemporâneos. A partir dos nanodispositivos, o mundo se mantém interconectado em tempo real. As comunicações são processadas a uma velocidade astronômica, alimentando informações e, inescapavelmente, também as desinformações. Neste contexto, atos ilícitos e criminalidade permeiam a vida de modo assustador ao incorporarem descobertas e recursos tecnológicos avançados às suas operações, desafiando as ciências forenses. Assim, é crucial que estas assimilem os avanços nanotecnológicos e estejam devidamente habilitadas, de modo a fazerem frente a essa nova conjuntura – a da Nanoforense. Esse é o convite que este livro apresenta.

    

Série Tratado de Perícias Criminalísticas – organizador: Domingos Tocchetto

 

Sobre o Coordenador/Autor:

 

HENRIQUE EISI TOMA é Professor Titular e Coordenador do Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia da USP. Químico pela USP (1970), doutorou-se em 1974, e fez pós-doutorado na CALTECH. Foi Chefe do Departamento de Química, Coordenou o Instituto do Milênio de Materiais Complexos, e o Núcleo de Apoio à Nanotecnologia e Nanociências da USP. Pesquisador 1A do CNPq desde 1983, orientou 80 teses de doutorado/mestrado. Publicou 450 artigos científicos indexados, escreveu 16 livros, contando com dois Prêmio Jabuti. Recebeu 25 prêmios nacionais e internacionais, incluindo o TWAS (Academia de Ciências do Mundo em Desenvolvimento) Prize, Guggenheim, Prêmio Rheinboldt-Hauptmann, Fritz-Feigl, e a Comenda Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico. É membro da Academia Brasileira de Ciências, da IUPAC e da TWAS. 

 

Sobre os Autores:

 

ALCEU TOTTI SILVEIRA JUNIOR é bacharel em Química (2004) e doutor em Química pela Universidade de São Paulo (2017) trabalhando na área de nanotecnologia, pesquisando nanopartículas magnéticas funcionalizadas com carbono. Tem 21 artigos publicados. Atua profissionalmente como Especialista no Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia (LQSN) do Instituto de Química-USP. Tem experiência nas técnicas de difração e fluorescência de raios-X, espalhamento dinâmico de luz e potencial Zeta, análise térmica, espectroscopia visível-UV, FTIR e outras técnicas instrumentais. 

 

ARTUR LUIS HENNEMANN é formado em Química pela Universidade Federal de Santa Maria, onde trabalhou no Laboratório de Materiais Inorgânicos, investigando a síntese e caracterização de complexos organocalcogenetos metálicos. Atualmente, é doutorando no Instituto de Química da Universidade de São Paulo, desenvolvendo suas pesquisas no Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia (LQSN), sob a orientação do Professor Koiti Araki. Sua pesquisa atual envolve a síntese, caracterização e aplicação de nanopartículas semicondutoras e metálicas.

 

KALIL CRISTHIAN FIGUEIREDO TOLEDO é formado em Química, pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), obtendo o mestrado pela mesma instituição em 2014. Doutorou-se em Química pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) em 2018, e realizou três pós-doutorados: na Universidade de São Paulo (USP) 2018-2021, na Uppsala University, Suécia, 2021-2022, e novamente na USP de 2022-2023, com ênfase em Química Inorgânica e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). Atualmente, é professor doutor no Instituto de Química da Universidade de São Paulo, atuando na área de design de catalisadores para fotossíntese artificial.

 

MARCELO NAKAMURA é bacharel em Química (2000) e doutor pela Universidade de São Paulo (2007). Atua profissionalmente como Especialista no Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia (LQSN) do Instituto de Química-USP, com experiência nas técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), imageamento hiperespectral por espectroscopia Raman (Confocal Raman) e espalhamento de luz (Cytoviva). Publicou 2 capítulos de livros, e mais de 40 artigos na área.

 

ULISSES CONDOMITTI é bacharel e licenciado em Química, pós-graduado em Ciências Forenses e Doutor em Química pela Universidade de São Paulo (2012), na área de nanotecnologia, desenvolvendo pesquisas na área de nanohidrometalurgia magnética. Conta com várias publicações; como coautor de livro em nanotecnologia, recebeu o Prêmio Jabuti outorgado pela Câmara Brasileira de Livros em 2017. É Perito criminal da Polícia Civil do Estado de São Paulo, atualmente lotado no Núcleo de Crimes Contra a Pessoa.

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    Introdução

    Henrique Eisi Toma – Ulisses Condomitti

     

    1. Nanomateriais e nanopartículas – as sementes da nanotecnologia

    2. Referências bibliográficas

    Espalhamento Dinâmico de Luz e Potencial Zeta

     

    Alceu Totti Silveira Junior – Henrique Eisi Toma

     

    1. DLS – Espalhamento dinâmico de luz

    2. Mobilidade eletrosférica e potencial Zeta

    3. Equipamento Zetasizer e determinação do potencial Zeta

    4. Potenciais Zeta e estabilidade das soluções coloidais

    5. Funcionalização das nanopartículas

    6. Aplicações do DLS e Zetasizer em Biologia, Materiais e Química Forense

    7. Referências bibliográficas

    Nanopartículas magnéticas em Química Forense

     

    Ulisses Condomitti – Henrique Eisi Toma

     

    1. Conceitos básicos

    2. Medidas de magnetismo

    3. Nanopartículas magnéticas

    4. Síntese e funcionalização das nanopartículas magnéticas

    5. Aplicações das nanopartículas magnéticas na química forense

    5.1. Marcadores – defesa contra falsificação

    5.2. Agentes magnéticos fluorescentes

    5.3. Nanopartículas magnéticas na datiloscopia

    5.4. Detecção de resíduos de tiro de armas de fogo

    5.5. Perícia ambiental: separação e detecção de materiais biológicos, tóxicos e poluentes

    6. Referências bibliográficas

    Plasmônica, SPR e SERS em Química Forense

     

    Henrique Eisi Toma

     

    1. Luz e ondas eletromagnéticas

    2. Ressonância plasmônica em nanopartículas

    3. Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR)

    4. Síntese de nanopartículas plasmônicas

    5. Espalhamento Raman normal e ressonante

    6. Espalhamento Raman em nanopartículas plasmônicas – o efeito SERS

    7. Aplicações das nanopartículas plasmônicas na Química Forense

    7.1. Sensoriamento Plasmônico

    7.2. Sensoriamento SERS

    8. Sondas SERS

    9. Investigação antidoping com nanopartículas plasmônicas e SERS

    10. Referências bibliográficas

    Microscopia hiperespectral de campo escuro

     

    Marcelo Nakamura – Henrique Eisi Toma

     

    1. Microscópio hiperespectral da CytoViva®

    2. Aplicações da microscopia hiperespectral de campo escuro

    3. Apêndice – Componentes e procedimentos de operação do microscópio hiperespectral de campo escuro da CytoViva®

    3.1. Preparo da amostra

    3.2. Operação do microscópio óptico de campo escuro

    4. Referências bibliográficas

    Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS)

     

    Artur Luís Hennemann – Kalil Cristhian Figueiredo Toledo

     

    1. A Interação da luz com a matéria

    2. Instrumentação

    3. Importância do XPS nas ciências forenses

    3.1. Procedimentos e preparação de amostras

    4. Casos práticos

    4.1. Análise de tintas e pigmentos

    4.2. Detecção de explosivos

    4.3. Análise de impressões digitais

    4.4. Detecção de resíduos de armas de fogo

    5. Outras aplicações forenses do XPS

    6. Desafios e limitações da técnica XPS

    7. Futuro e inovações na XPS forense

    8. Conclusões

    9. Referências bibliográficas

    Coordenador e Autores