A ideia nasceu há cerca de cinco anos na Holanda, concretamente nos laboratórios da Universidade de Groningen, numa equipa onde trabalhavam Diego Martinez, Enne Faber, J.Th.M. de Hosson e Catalina Sánchez. Esta última estava a elaborar um projeto que pretendia responder a uma sequência de problemas verificados na leitura da rugosidade das amostras que eram objeto de leituras feitas num microscópio eletrónico. Os investigadores cedo perceberam que a leitura da rugosidade estava a ter influência no trabalho final. Em vez de daí constatarem unicamente um problema, lançaram mãos ao trabalho e converteram essa debilidade numa oportunidade, extraindo a topografia das amostras e das imagens recolhidas.
 

Ainda na Holanda foi desenvolvida uma prova de conceito, foram produzidas algumas publicações e fez-se o registo da patente (WO/2015/185538). Ainda assim, faltava o suporte informático para traduzir esta ideia em algo rápido, eficaz e comercializável. Foi assim que se deu o encontro com “as pessoas certas” depois de uma viagem até à UMinho, através do professor Alberto Proença e do aluno Paulo Sousa, responsáveis por traduzir no software toda a técnica. Neste momento, na Escola de Ciências da UMinho (Centro de Física), trabalha-se na transformação da ideia num produto que virá a ser comercializado.

 

Terceira dimensão de uma amostra “à distância de um clique”

O TopoSEM consiste na criação e consolidação de um software que recria superfícies 3D, a partir de uma série de imagens SEM (microscopia eletrónica por varrimento) em 2D. “Trabalhamos com uma técnica que permite medir objetos numa escala nanométrica - 10 mil vezes mais finos do que um fio de cabelo - e que tem várias aplicações”, frisa Diego Martinez, explicando que a técnica “dá medidas no plano”. “Não sabíamos as medidas da terceira dimensão da amostra de uma forma simples e rápida e a nossa técnica permite fazer isso”, acrescenta.

O investigador contextualiza que “qualquer empresa que trabalhe com este tipo de equipamento – microscópio eletrónico ou scanning electron microscopy - está interessada em obter informação da terceira dimensão de amostra que quer analisar”. “Quando as empresas querem essa informação têm que obter uma amostra, recorrer a uma outra técnica distinta de medição e tratar de localizar o(s) ponto(s) de interesse, o que leva muito tempo. Uma solução deste género, baseada em software, sem necessidade de alterar nada no equipamento, é muito valiosa”, refere. “Somos os primeiros a fazer uma coisa simples, sem necessidade de calibrações. Apenas tiramos uma série de imagens em diferentes ângulos e obtemos a reconstrução topográfica da nossa amostra”, sublinha. “A expectativa dos investigadores é poder fazer essas análises em poucos minutos e com o nosso método nem chegamos a um a dois segundos para ter a análise tridimensional”, realça. A equipa nota que aquele software será muito intuitivo e automático, ao ponto de qualquer utilizador poder conseguir manuseá-lo convenientemente. 

 

Software pronto até ao final do ano e com aplicações práticas significativas

Para o professor Alberto Proença, “o software que está a ser desenvolvido existe para provar que o conceito funciona”. Para isso, aquele especialista em performance engeneering juntou-se a Paulo Sousa, que, além da experiência em projetos em eficiência computacional, tinha trabalhado com microscopia eletrónica, onde adquiriu sensibilidade para a análise destas imagens. O jovem aluno será agora o responsável em transformar o protótipo em produto. Esta equipa multidisciplinar vai fazendo evoluir o software, que vai irá entrar em fase de testes, validações e ensaios no sentido de dar a possibilidade de trabalhar com uma comunidade alargada já num futuro próximo. “Há um caminho longo a percorrer”, frisam os responsáveis.

 

“Qualquer utilizador que tenha um microscópio do género vai estar interessado nesta técnica, uma vez que, sem qualquer modificação no seu aparelho, consegue mais informação sobre a amostra. Esta é mesmo uma nova dimensão para a SEM”, atalha Diego Martinez. “Há muita gente a trabalhar que se depara com problemas nas leituras e quando percebe que com este software consegue informação adicional, não vai hesitar e vai querê-lo”, complementa. Os promotores acreditam que fabricantes de SEM e agentes a trabalhar com software de imagem, indústria automóvel, chips, engenharia e ciência dos materiais, biologia e medicina serão onde a ideia terá maior aplicabilidade. Reforçam que esta solução não necessita de calibração nem qualquer hardware adicional, que é aplicável a qualquer SEM, a baixo custo, rápida, de fácil operacionalidade, aplicável a diferentes ampliações e muito precisa, fornecendo dados geométricos adicionais.

 

Dos obstáculos até ao reconhecimento

 

Assumindo que a maior dificuldade até ao momento foi conseguir “encontrar os parceiros certos”, Diego Martinez frisa a sua inabalável confiança no que está a ser criado. “Havia uma prova de conceito em que a técnica funcionava, havia várias publicações, só que ainda não tínhamos conseguido passar da componente 'caseira' para algo comercializável. Com a chegada à UMinho, esses passos foram dados e, até final do ano, devemos ter um software completo e operacional, para em meados de 2019 começarmos a ter clientes em cloud e, no princípio de 2020, começarmos a vender licenças de software”.
 

Este projeto recebeu o primeiro prémio do júri da 10ª edição do SpinUM, que foi “muito concorrida” reforçou a organização a cargo da TecMinho. Para os vencedores do concorso, é “um estímulo, um impulso e uma motivação” para reafirmar o TopoSEM. “Acreditamos na ideia e o prémio é sinónimo de que esta pode ter mais sucesso”, assumem . Depois de anos de pesquisa e com o software em desenvolvimento, a equipa vê esta ideia a ser comercializada num período curto de tempo e não coloca de lado a hipótese de ter a sua tecnologia integrada nos microscópios eletrónicos de um grande fabricante mundial.

 

 

Notas biográficas   Diego Martinez Há três anos em Portugal, é investigador contratado FCT na UMinho. Natural de Pontevedra, Galiza, é químico e com teses de doutoramento em Química, feita na Universidade de Sevilha, na Espanha (2007) e em Física Aplicada, na Universidade de Groningen, na Holanda (2017).    Alberto Proença Natural de Moçambique, é o docente nº 43 da UMinho. Licenciou-se em Coimbra e fez o doutoramento na Universidade de Manchester, no Reino Unido. Trabalha na área da “arquitetura dos computadores” no sentido da eficiência.   Paulo Sousa Natural de Braga, realizou o mestrado em Engenharia Informática e é o responsável máximo pela construção do software que irá viabilizar este projeto.   Catalina Sánchez Nasceu no Sul de Espanha e chegou à UMinho em 2016. É doutorada em Química pela Universidade de Sevilha (2007) e pós-doutorada pela Universidade de Groningen.   Enne Faber O holandês de 34 anos fez o doutoramento em Ciência de Materiais na Universidade de Groningen (2014), ainda que a sua carreira seja sobretudo na área da engenharia química.   Neste projeto foi ainda importante o professor J.Th.M. de Hosson, um dos inventores originais do método e decisivo no seu desenvolvimento. O holandês de 68 anos é um reconhecido docente, tendo cerca de 600 publicações científicas e orientado mais de 70 teses.