HOME | ÍNDICE POR TÍTULO | NORMAS PUBLICACIÓN Espacios. Vol. 37 (Nº 02) Año 2016. Pág. 4
Daiana MEDEIROS da Silva 1; Eduardo José Pereira da SILVA 2; Felipe Sousa CHAVES 3; Igor Casini de SOUZA 4; João Carlos da Silva FREITAS 5; Murillo Guignoni DUTRA 6
Recibido: 01/09/15 • Aprobado: 28/09/2015
3. Procedimentos para Análise de Dados
4. Análise de Redes de Citações de Patente
5. Prestígio na Rede de Citações
6. Caminho Principal na Rede de Citações
RESUMO: As relações no universo de pesquisa e criação de patentes não são evidentes em uma análise superficial. O estudo sobre citações modela redes complexas que demonstram as origens e tendências que a inovação pode seguir. Nesse texto, é feita uma análise sobre a rede de patentes do Grafeno, um material incipiente e com potenciais tecnológicos diver-sos. O trabalho tem como objetivo identificar os atores das pesquisas atuais e entender como se dará o progresso nesse tema. |
ABSTRACT: The studies about citations construct complex networks that demonstrate the origins and trends that innovation can follow. In this text, it is made an analysis of the graphene patent network, an incipient material with several technological potentials. The work aims to identify the actors of current research and understand how it will progress on this issue. |
A nanociência apresentou grandes avanços nas duas últimas décadas e a importância da nanotecnologia aumentará e se tornará fundamental em áreas como computação, sensores, biomedicina, entre outras (KUILLA et al., 2010). A descoberta do Grafeno foi um importante avanço na área da nanociência, sendo o ponto-chave para a ciência e tecnologia modernas pois permitirá significante evolução de componentes eletrônicos, na transmissão de dados, na geração de energia, na aeronáutica, na industria naval, dentre outras (KUILLA et al., 2010).
O Grafeno é uma camada de átomos de carbono agrupados densamente em uma rede em formato semelhante a uma colmeia (KUILLA et al., 2010). O Grafeno foi descoberto pelo professor da Universidade de Manchester Andre Geim, juntamente com sua equipe, em 2004. Por meio da esfoliação de uma fita 3M, ou seja, com uma fita adesiva, colou e descolou a parte adesiva no grafite, ele obteve uma monocamada de Grafeno, identificando pela primeira vez o composto (CHEN; LIU; LIN, 2013). Desde então houve um considerável crescimento no número de publicações referentes ao Grafeno (SINGH et al., 2011), como mostra a Figura 1. O Grafeno possui propriedades importantes como alta condutibilidade, transparência, flexibilidade, leveza e resistência com aplicação em dispositivos como displays, telas sensíveis ao toque, diodos de emissão de luz e células solares entre outros (CHEN; LIU; LIN, 2013). Em comparação com o aço, tem densidade cinco vezes menos, ou seja, é mais leve, sua dureza é duas vezes maior, além de ser dez vezes mais resistente à tração e treze vezes mais resistente à flexão (RANJBARTOREH et al., 2011).
Figura 1 – Evolução anual de famílias de patentes relacionadas a Grafeno
A análise comparativa das propriedades mecânicas do Grafeno em comparação ao aço e ao Kevlar mostra que o Grafeno apresenta a tensão de resistência máxima, ou seja, máxima tensão antes do rompimento, na ordem de 130.000 MPa enquanto o aço e o Kevlar apresentam, respectivamente, 400 MPa e 3.000 MPa (FONSECA, 2011). O Grafeno apresenta como propriedade térmica, uma alta condutividade térmica chegando a 5.000 W/(m*K) ante a prata que apresenta índice 429 W/(m*K) e o diamante com o índice entre 900 e 2.000 W/(m*K) (FONSECA, 2011).
Os métodos mais utilizados para obtenção de Grafeno até o momento são a Deposição de Vapor Químico, a Microesfoliação Mecânica e Microesfoliação Química (JESUS; FREIRE; GUIMARÃES, 2012). A deposição do vapor químico é o método baseado na obtenção do Grafeno diretamente sobre substratos sólidos. Neste processo podem ocorrer a decomposição térmica de carbetos ou o crescimento suportado em substratos metálicos por deposição química a vapor. Este método apresenta baixo custo de produção com elevada qualidade, sendo uma boa alternativa para produção em larga escala (JESUS; FREIRE; GUIMARÃES, 2012). A esfoliação micromecânica do grafite apresenta baixa eficiência e envolve o processo de retirada de camadas do cristal de grafite. A energia de interação entre as camadas de Grafeno na estrutura grafítica é de baixa ordem de grandeza e é extremamente fraca a ponto de ser atingida com o uso de uma fita adesiva para separar estas camadas. A técnica se baseia na fricção de uma ponta de vidro de grafite seguido do depósito do material em um outro local. A vantagem desta técnica é a possibilidade de escolher a localização da deposição do Grafeno. A principal desvantagem é que pode deixar resíduos de cola na amostra (JESUS; FREIRE; GUIMARÃES, 2012). A microesfoliação química é o processo o qual ocorre o enfraquecimento das forças de Van der Waals por meio de injeção de reagentes entre as camadas. Esse reagente exerce uma elevada pressão e ocorre a formação de gases, o rompendo as ligações de carbono.É possível obter o Grafeno por este método mergulhando o grafite em uma solução de ácido sulfúrico, nitrato de sódio e permanganato de potássio a 45ºC por 2horas. Após esse período forma-se um espaço de 0,70 nanômetro gerando como produto uma mistura de Grafeno e óxido de Grafeno. Este método tem como desvantagem a modificação química na estrutura do grafite gerando diferentes propriedades eletrônicas em relação ao Grafeno obtido por microesfoliação mecânica ou deposição química a vapor. (JESUS; FREIRE; GUIMARÃES, 2012).
No que se refere à forma da abordagem, a pesquisa pode ser caracterizada como uma pesquisa qualitativa de modo que "o pesquisador procura entender os fenômenos, segundo a perspectiva dos participantes da situação estudada e, a partir, daí situe sua interpretação dos fenômenos estudados" (NEVES, 1996). Quanto ao tipo, de pesquisa qualitativa, a pesquisa pode ser considerada como estudo de caso o qual possibilita a maior compreensão de fenômeno estudado. No que tange aos procedimentos técnicos, a pesquisa em questão pôde ser também considerada como bibliográfica, pois para subsidiar todo o referencial teórico foi necessário recorrer a artigos, a fim de encontrar estudos relevantes sobre o tema Grafeno.
Os dados utilizados para construir a rede de citações de patentes foram retirados, a partir do levantamento das patentes disponíveis no Derwent innovation Index. O Derwent innovation Index é uma combinação do Derwent World Patents Index, Patents Citation Índex e Chemistry Resource, e é um valioso instrumento de pesquisa, no qual as patentes são coletadas de 41 autoridades emissoras em todo o mundo. Nesta base de dados podem ser encontradas patentes desde 1963 até o presente momento. Desta forma, a escolha deste instrumento de pesquisa se deu por serem umas das bases de pesquisa mais robustas da atualidade.
Após a escolha da base de pesquisa, foi realizada uma busca de registros de patentes no campo "Tópico" utilizando a palavra "graphene"no Derwent innovation Index. O levantamento de dados se restringiu às patentes depositadas até o ano de 2013, obtendo-se um total de 7.740 patentes. Nesta etapa, algumas das patentes encontradas formavam famílias, que foram, então, substituídas pelo primeiro registro de cada uma. Na sequência, foram retirados os loops contidos na rede, casos em que ocorre de uma patente da família citar outra da própria família. Também foram retirados ciclos em que uma família cita a outra e vice-versa, deixando apenas a citação da família de origem mais nova para a família mais antiga.
Com isto, gerou-se uma lista com os pares das patentes partindo das patentes citadas para as citantes, a fim de criar uma rede de citações em que os arcos representam o fluxo de informação. Em seguida, foi gerada a rede de citações através do software Pajek (BATAGELJ; MRVAR, 2004), que permitiu visualizar a rede ilustrada e realizar análises quantitativas, bem como eliminar ciclos compostos por três ou mais vértices da rede. A partir da rede elaborada no Pajek foi possível, encontrar os seguintes resultados: o índice de proximidade de prestigio, caminho principal, peso transversal de cada vértice e profundidade de prestigio de cada vértice.
As citações consistem em integrar e relacionar informações contidas em diferentes documentos, isto é, na inter-relação de um documento citado com o citante (HAJRA; SEN, 2006). Estes documentos que se relacionam podem ser artigos de periódicos, capítulos de livros, anais de congresso e documentos de patente(RODRIGUES; TOMAÉL, 2006). A análise de citações é um método quantitativo de estudo que tem como objetivo pesquisar as relações existentes entre um documento citante e um citado; ou seja, é um método estatístico que serve de apoio para análise, comparação e classificação de citações em documentos (RODRIGUES; TOMAÉL, 2006).
Quando se fala de tecnologia patenteada,significa falar da tecnologia que pode ser utilizada no mundo inteiro (GARCIA, 2006). A rede analisada neste trabalho é uma rede de citações de patentes, na qual não há (ou não deveria haver) fluxos recíprocos de citações por se tratar de uma rede de características temporais. Uma patente citada é depositada antes de sua citante, não havendo, portanto, a possibilidade de citação recíproca.A rede de citações funciona como um sistema de canais que transportam o conhecimento científico e tecnológico (HUMMON; DEREIAN, 1989). Durante o trânsito entre um documento e outro, o conhecimento vai sendo desenvolvido e aprimorado, sendo possível visualizar seu ciclo de vida de desenvolvimento e mapear os seus "pais/responsáveis". O objetivo principal deste trabalho é calcular a proximidade de prestígio de cada um dos vértices e identificar o ator (documento de patente) com o maior índice desta proximidade. Com esta identificação, pode-se visualizar a maneira pela qual ocorre o fluxo de informações citado-citante nesta rede.
De acordo com (WASSERMAN; FAUST, 1994), na análise de redes sociais, o prestígio pode ser considerado como característica de atores sociais que são objetos de muitos vínculos. Em redes direcionadas em geral, atores que recebem escolhas positivas são considerados como sendo atores prestigiados, e quanto mais vínculos recebidos, maior o prestígio.
Entende-se que o ator com a maior proximidade de prestígio é aquele que mais contribuiu para que o conhecimento fosse disseminado. Em termos de patente, é provável que este ator se refira a uma patente base de determinada tecnologia ou mesmo pertença a um player de importante renome e reconhecido por muitos por sua competência técnica neste campo.
Um importante atributo de um vértice em redes de citações é seu domínio de input/output, doravante referenciado apenas pelo termo "domínio". O domínio de um vértice se refere ao número ou percentual de todos os outros vértices que estão conectados por um caminho a este vértice (DE NOOY; MRVAR; BATAGELJ, 2011). A proximidade de prestígio tem uma relação direta com o domínio do vértice, ou seja, quanto maior seu domínio, maior será sua proximidade. Outro importante atributo para o cálculo da proximidade de prestígio é a proporção de vértices no domínio de cada vértice. Esta proporção se refere a um vetor que indica a representatividade do domínio de cada vértice frente os vértices da rede.
Também para este fim é calculado um vetor que indica a distância média entre o domínio de input e todos os outros vértices ligados. Neste caso específico, este vetor é inversamente proporcional à proximidade de prestígio, uma vez que quanto maior for a distância média associada a um determinado vértice, mais distante este estará de determinados vértices, o que reduzirá sua proximidade de prestígio. Por fim, a proximidade de prestígio pode ser entendida como a proporção de todos os vértices em seu domínio de entrada dividido pela distância média de todos os vértices em seu domínio de entrada(DE NOOY; MRVAR; BATAGELJ, 2011).A mesma pode ser obtida por meio de cálculos com o software Pajek e, conforme já dito, indica o ator que mais contribuiu para a disseminação do conhecimento na rede.De acordo com (HUMMON; DEREIAN, 1989), para cálculo do caminho principal, são propostas três formas de operacionalização para verificar a conectividade de links baseada nas medidas de pesos transversais na busca de caminhos existentes em uma rede, são estas: node pair projection count, search path link count e search path node pair. Em seguida, são analisados os máximos pesos transversais e links para os três métodos. Os três métodos apontarão os maiores pares de links com os maiores pesos na rede, são esses pesos transversais que serão utilizadas para definição do caminho principal na rede de citação.
Os pesos transversais podem ser utilizados para determinar um caminho na rede que aponta para a melhor conectividade na rede.Em qualquer nó, escolhe-se o próximo link no caminho como o link de saída com o maior peso transversal e, aplicando essa técnica repetidamente, conseguimos chegar a um caminho que pode ser chamado como o caminho mais utilizado. Desta forma, pode-se comprovar esta teoria analisando que serão poucos os nós que estão em caminhos principais mas que não convergem em nós que estão no caminho principal da rede.
Em virtude das características do Grafeno, pode-se analisar a evolução de seu desenvolvimento através de modelos de inovação. O modelo de inovação de Terceira Geração (ROTHWELL, 1992) é uma evolução dos modelos surgidos a partir da década de 60, pela necessidade de maior interação com os meios externos, resumindo um padrão de evolução de modelos lineares para interativos.
Neste modelo, a tecnologia e o mercado influenciam em quase todas as etapas do processo de surgimento, o que demonstra a maior flexibilidade no processo de inovação.
Existe, assim, a constante possibilidade de influência externa e de pesquisa no desenvolvimento, ainda que o produto já esteja em sua fase de produção, resultando num aperfeiçoamento contínuo. Na Figura 3, entende-se que o surgimento do processo inovativo pode ser iniciado por uma necessidade ou por uma nova tecnologia. Para o caso específico do Grafeno, tem-se o surgimento através de uma novidade, entretanto, em virtude da descoberta da enorme gama de aplicações, as necessidades também pressionam para a pesquisa do produto.
Figura 2 - Modelo de Inovação de Terceira Geração - Fonte: (ROTHWELL, 1992)
Na atualidade, podemos alocar o Grafeno basicamente nos estágios de Nova Tecnologia e de Pesquisa e Desenvolvimento. Após a descoberta e estudos aprofundados, o Grafeno está sendo testado e aperfeiçoado para diversos setores mas ainda carece de viabilidade técnica e econômica para evoluir para a fase da manufatura.
Para a rede de citações de patentes relacionadas ao assunto "Grafeno", objeto deste trabalho, vários atributos foram calculados com o uso do software Pajek. Nesta ocasião não foi desenhada nenhuma rede, pois o desenho destas não favorecia a compreensão dos resultados. Todavia, os resultados são a seguir apresentados na forma de tabelas e gráficos, de modo a tornar mais fácil sua exibição.Para efeitos deste estudo, foram recuperados documentos de patente com publicação até o ano de 2013. Após o carregamento do arquivo contendo a rede no Pajek, foi executado o seguinte comando: Network > Create Vector > Centrality > Proximity Prestige. Este comando obteve os seguintes resultados gerados:
A Tabela 1, apresenta os dez vértices com maior tamanho e proporção de domínio. A Figura 3 apresenta um gráfico de dispersão em escala logarítmica que representa a frequência de documentos para cada valor de domínio calculado. O gráfico permite avaliar que existe uma grande quantidade de documentos com frequência de domínio menor do que 10. Apenas três deles possuem esta frequência maior do que 600.
Tabela 1-Dez vértices com maior tamanho e proporção de domínio
Ranking |
Domínio |
Proporção |
Documento |
1 |
693 |
0.0895 |
US2003129305-A1 |
2 |
692 |
0.0894 |
US7071258-B1 |
3 |
644 |
0.0832 |
US2005271574-A1 |
4 |
487 |
0.0629 |
US2004034151-A1 |
5 |
475 |
0.0614 |
US2007092432-A1 |
6 |
410 |
0.0530 |
EP1122344-A |
7 |
350 |
0.0452 |
US2004253820-A1 |
8 |
331 |
0.0428 |
WO200281187-A |
9 |
331 |
0.0428 |
US2007158618-A1 |
10 |
318 |
0.0411 |
US2007187694-A1 |
Em seguida são apresentadas as proximidades de prestígio de cada vértice. A Tabela 2 mostra os dez vértices com maior proximidade de prestígio, enquanto que a Figura 4 apresenta o número de documentos de patente enquadrados em faixas de proximidade de prestígio. Na Figura 4 é possível perceber que 6400 documentos tem proximidade de prestígio igual a zero enquanto que 1 documento tem proximidade de prestígio entre 0,0294 e 0,0330. O documento de patente US7071258-B1, da empresa Nanotek Instruments, publicado em 2006, é o que tem a maior proximidade de prestígio. Esta patente refere-se a um material de placa de Grafeno nano-dimensionado e um processo para produzir tal material. O material compreende uma folha de grafite plano ou uma pluralidade destas folhas. O grafite plano é composto por uma rede hexagonal bidimensional de átomos de carbono e a placa tem um comprimento e uma largura paralela ao plano além de uma espessura
Na Figura 4 é possível perceber que 6400 documentos tem proximidade de prestígio igual a zero enquanto que 1 documento tem proximidade de prestígio entre 0,0294 e 0,0330. O documento de patente US7071258-B1, da empresa Nanotek Instruments, publicado em 2006, é o que tem a maior proximidade de prestígio. Esta patente refere-se a um material de placa de Grafeno nano-dimensionado e um processo para produzir tal material. O material compreende uma folha de grafite plano ou uma pluralidade destas folhas.
O grafite plano é composto por uma rede hexagonal bidimensional de átomos de carbono e a placa tem um comprimento e uma largura paralela ao plano além de uma espessura ortogonal ao plano com pelo menos um dos valores entre comprimento, largura, espessura sendo de 10 nanômetros ou menos.
Naquela patente, o processo para produzir o material de placa de Grafeno em nano escala compreende os passos de:
Figura 3 - Número de documentos por cada faixa de domínio
-----
Figura 4 - Faixas de proximidade de prestígio
Continuando a análise da rede no Pajek, foram obtidos os seguintes resultados para o caminho principal:
Uma rede mostrando o caminho principal com 16 vértices, ilustrado na figura 4.
A patente de origem deste caminho (US2003129305-A1) é a de maior proporção de domínio de vértices e também é o terceiro documento com maior proximidade de prestígio.
O documento US7071258-B1 além de ter a maior proximidade de prestígio e o segundo maior tamanho de domínio, também é o documento que cita o vértice de origem, ou seja, o segundo documento do caminho principal.
Quatro dos documentos com maior proximidade de prestígio aparecem no caminho principal e, consequentemente, nenhum dos documentos com menor distância média aparecem.
Tabela 2 - Dez vértices com maior proximidade de prestígio
Ranking |
Prox. Prestígio |
Documentos |
Depositante |
1 |
0.0330 |
US7071258-B1 |
NANOTEK INSTRUMENTS INC |
2 |
0.0284 |
US2005271574-A1 |
JANG BOR Z, LAIXIA YANG, SHING-CHUNG WONG,YANJUN BAI |
3 |
0.0248 |
US2003129305-A1 |
YIHONG WU, TOW CHONG CHONG |
4 |
0.0204 |
US2007092432-A1 |
THE TRUSTEES OF PRINCETON UNIVERSITY |
5 |
0.0175 |
US2004034151-A1 |
GRAFTECH INC, ADVANCED ENERGY TECHNOLOGY INC |
6 |
0.0162 |
US2004253820-A1 |
DEHEER WALT A, ; BERGER CLAIRE, ; FIRST PHILLIP N, ; GEORGIA TECH RESEARCH CORPORATION |
7 |
0.0154 |
US2007187694-A1 |
ALCATEL-LUCENT USA INC |
8 |
0.0146 |
US2007158618-A1 |
NANOTEK INSTRUMENTS, INC |
9 |
0.0146 |
EP1122344-A |
ULVAC CORP |
10 |
0.0125 |
US7623340-B1 |
NANOTEK INSTRUMENTS, INC |
Em linhas gerais, as primeiras patentes descrevem a criação inicial de nano estruturas e do Grafeno especificamente. Daí surgem evoluções voltadas para melhorar as técnicas de criação e aumentar as dimensões do material resultante, bem como o uso de suas propriedades de condutibilidade elétrica rumo ao uso em dispositivos eletrônicos. A empresa Nanotek Instruments Inc (US) possui depósito de 31,25% das patentes presentes no caminho principal e a empresa SEARETTE LLC depositou 25% das patentes presentes no caminho principal.
A seguir são apresentados os documentos e um resumo sobre cada documento para a análise detalhada da evolução das patentes contidas no caminho principal.
A invenção refere-se a nanoestruturas bidimensionais planas, de Grafeno ou outros materiais,com possíveis modos para a sua preparação.
Depositante: WU YIHONG, CHONG TOW CHONG
Área: Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
A invenção refere-se à placa de Grafeno nano-dimensionada (NGP) e um processo para produzir esse material.
Empresa: NANOTEK INSTRUMENTS INC (US)
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
Um material óxido de grafite modificado que permite a obtenção de folhas de Grafeno de maiores dimensões, com seu método de fabricação.
Empresa:THE TRUSTEES OF PRINCETON UNIVERSITY
Área: Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
Descreve-se um material nano-composto por placas de Grafeno(NGP) com alta condutividade elétrica, que pode ser usado em eletrodos de baterias.
Empresa: NANOTEK INSTRUMENTS, INC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
Figura 5 - Caminho Principal (SPC)
Esta invenção fornece plaquetas de Grafeno em escala nano (NGP) com um método de fabricação que permite combinação em placas longas e finas. Tais placas podem ser imbuídas de condutividade para formar placas isolantes de radiofrequência, por exemplo.
Empresa: NANOTEK INSTRUMENTS, INC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
Esta invenção viabiliza plaquetas de Grafeno em escala nano (NGP) que podem ser solúveis ou dispersas em líquidos, mantendo sua condutibilidade elétrica, e seus métodos de fabricação em maiores quantidades.
Empresa:NANOTEK INSTRUMENTS, INC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos
Esta invenção fornece um material composto por plaquetas de Grafeno em escala nano (NGP) para uso no anodo de baterias, em particular de íons de lítio, melhorando a capacidade e o ciclo de vida da bateria.
Empresa: NANOTEK INSTRUMENTS, INC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química orgânica e inorgânica.
A invenção proporciona técnicas de funcionalização de uma superfície aplicando camadas de Grafeno de forma a criar um revestimento na superfície.
Empresa: Harvard College [US], Gordon Roy G [US]
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química inorgânica e material de revestimento.
São fornecidas técnicas de fabricação da estrutura de Grafeno em nano-escala.A estrutura em nano-escala de Grafeno é fabricada através da remoção de um nanofio de óxido remanescente após o condicionamento de um feixe de íons, sendo um passo na direção de uso de Grafeno em dispositivos semicondutores.
Empresa: SEOUL NAT UNIVERSITY RES & [KR] DEV
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química e metalurgia: química inorgânica.
Um substrato de Grafeno é dopado com um ou mais grupos funcionais para formar um dispositivo eletrônico.
Empresa: SEARETE LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos
Um substrato de Grafeno é dopado com um ou mais grupos funcionais para formar um dispositivo eletrônico.
Empresa: SEARETE LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos
Um substrato de Grafeno é dopado com um ou mais grupos funcionais para formar um dispositivo eletrônico.
Empresa: SEARETE LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos.
Um substrato de Grafeno é dopado com um ou mais grupos funcionais para formar um dispositivo eletrônico.
Empresa: SEARETE LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos
Um substrato de Grafeno é dopado com um ou mais grupos funcionais para formar um dispositivo eletrônico.
Empresa: SEARETE LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos
Documento descreve forma de trabalhar camadas de Grafeno para manipular sinais óticos de forma a criar dispositivos.
Empresa: THE TRUSTEES OF THE UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA
Área: Química e metalurgia: química inorgânica; Operações e transporte: produtos em camadas.
Documento descreve possíveis formas de um dispositivo elétrico genérico emissor de campos que usa Grafeno em alguns de seus terminais elétricos (porta ou supressor).
Empresa: ELWHA LLC
Área: Eletricidade: elementos elétricos básicos; Operações e transporte: nanotecnologia.
Foi realizada uma análise de um "caminho principal aumentado". Usando como corte o valor de 0,01 para peso transversal dos vértices, foi obtida uma rede com os 180 vértices de maior peso transversal, que inclui os 16 mostrados no caminho principal.
A Tabela 3 mostra os dez maiores depositantes responsáveis por essas patentes, a quantidade de depósitos e as áreas em que trabalham, segundo a classificação do IPC (International Patent Classification).
Interessante observar que surgem empresas gigantes como IBM, Samsung e Sandisk com patentes de elementos eletrônicos que de algum modo usam Grafeno, sendo a IBM e a Sandisk bastante focadas nessa área. Para essa rede com 180 famílias de patentes, foram levantadas as áreas cadastradas para as patentes. A Tabela 4 mostra essa relação, denotando que a área de elementos elétricos é a de maior foco da evolução do Grafeno até o momento. Tal distribuição não é tão concentrada em elementos elétricos quando se analisam as áreas usadas em toda a rede de citações, não apenas no "caminho principal aumentado". A Figura 6 e a Figura 7 mostram a distribuição das áreas usadas nas patentes, segundo o IPC.
Tabela 3: Dez maiores depositantes do "caminho principal aumentado"
Ranking |
Depositante |
Quantidade de. de patentes |
Área |
1 |
NANOTEK INSTR INC |
35 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: química inorgânica e química orgânica |
2 |
SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD |
31 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: inorgânica; Operações e Transporte: processos físico ou químicos ou aparatos em geral |
3 |
INT BUSINESS MACHINES CORP |
29 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos |
4 |
UNIV PRINCETON |
26 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: química inorgânica e compostos orgânicos macromoleculares |
5 |
GUNZE SANGYO KK |
17 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: química inorgânica; Têxtil: fibras artificiais |
6 |
ENDO M |
15 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: química inorgânica; Têxtil: fibras artificiais |
7 |
BATTELLE MEMORIAL INST |
13 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos |
8 |
SANDISK 3D LLC |
13 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos |
9 |
GSI CREOS CORP |
11 |
Eletricidade: elementos elétricos básicos; Química: química inorgânica; Têxtil: fibras artificiais |
10 |
INDIAN INST TECHNOLOGY MADRAS |
8 |
Química: química inorgânica e compostos orgânicos macromoleculares; Operações e transporte: nanotecnologia |
-----
Tabela 4 : Dez áreas mais usadas pelas patentes do "caminho principal aumentado"
Ranking |
Área de conhecimento |
Quantidade de uso da área em patentes |
1 |
Elementos elétricos básicos |
2847 |
2 |
Química inorgânica |
706 |
3 |
Produtos em camadas |
387 |
4 |
Compostos orgânicos macromoleculares |
358 |
5 |
Nanotecnologia |
302 |
6 |
Processos físico ou químico ou aparatos em geral |
251 |
7 |
Fibras ou fios naturais ou artificiais |
202 |
8 |
Aplicação de líquidos ou materiais fluidos em superfícies; spraying ou atomização em geral |
152 |
9 |
Tintas, corantes, resinas naturais, adesivos |
124 |
10 |
Técnicas elétricas não providas em outras classificações |
122 |
----
Figura 6 – Distribuição das áreas das patentes
-------
Figura 7 – Distribuição das subáreas das patentes
Seguindo técnica semelhante apresentada por (ANGUE; AYERBE; MITKOVA, 2014), foi calculada a proximidade tecnológica entre as empresas. Para esta análise, foram usadas apenas as patentes do "caminho principal aumentado". Foi criada uma tabela de correlação entre empresas, gerada a partir da produção das empresas pelas áreas. Logo, empresas que trabalham de forma focada em poucas áreas apresentam alta correlação entre si e seriam possíveis parceiros tecnológicos para pesquisa e desenvolvimento. Assim, gerou-se uma rede com 124 empresas e foram observados dois grandes grupos (k-cores) na rede:
Outra análise realizada foi a de citações entre empresas. Tomadas as patentes do "caminho principal aumentado", foi levantada uma rede que mostrava as citações entre os depositantes das patentes. As 5 empresas mais citadas foram: Universidade de Princeton, Nanotek Instruments Inc, Ulvac Japan Ltd, Batelle Memorial Inst e Nanosys Inc.
Verifica-se a presença de desenvolvedores individuais entre as 10 patentes de maior proximidade de prestígio, como é o caso da família encabeçada pela patente US2003129305-A1. Este fato, em conjunto com a ausência das mega corporações europeias de indústria química, como BASF ou BAYER, pode indicar que o referido campo tecnológico encontra-se em estágio embrionário e que os produtos ainda não atingiram o mercado de maneira substantiva.
Por meio da análise da Tabela 2 também é possível verificar que a empresa Nanotek Instruments é titular de 3 entre 10 depósitos de patentes do grupo das patentes com maior proximidade de prestígio, o que a coloca em uma situação de destaque. Se considerarmos que a patente de 2º maior prestígio foi depositada por Jang Bor, fundador da empresa, percebe-se que a Nanotek tem controle da tecnologia sobre 40% das patentes de maior prestígio, reforçando sua posição.
Tal avaliação da empresa Nanotek Instruments é corroborada pelo fato da empresa ser detentora das principais patentes básicas de criação de Grafeno e de uso de suas propriedades elétricas, em função de uma análise do caminho principal da rede de citações de patentes. A empresa Searete LLC aparece como detentora de patentes recentes que estão no caminho principal da tecnologia, no entanto todas muito semelhantes entre si e com citações cruzadas, o que tira um pouco de seu valor.
A Tabela 3 e a Tabela 4 mostram claramente que o foco principal de uso da tecnologia até 2013 era a propriedade de condutibilidade elétrica do Grafeno e suas aplicações em componentes eletrônicos. Grandes empresas como IBM e Sandisk estão apostando no uso do Grafeno e é possível que nos próximos anos vejamos,no mercado, dispositivos eletrônicos que usam Grafeno em maior ou menor grau. Contudo, a Figura 6 e a Figura 7 mostram que há desenvolvimento em escala semelhante na área de Química, até para viabilizar produção do Grafeno em maior escala. Fibras, tintas, tecidos, adesivos, revestimentos e outros produtos criados na área Química também devem surgir no mercado com foco em outras propriedades interessantes do Grafeno, como resistência e flexibilidade.
Outro resultado interessante é a constatação de dois grupos de empresas: um grupo híbrido com trabalhos em química e eletricidade e outro grupo muito focado em eletricidade na criação de componentes. Isso denota que a maior parte do esforço de criação de novos métodos de produção do Grafeno está em andamento, mas mesmo essas empresas também não perdem o foco no produto final. O outro grupo de empresas parece mais ser um consumidor do insumo realizado pela indústria química e focado na criação de produtos. Isso também transparece na análise de citações entre empresas: Samsung, IBM e Sandisk, por exemplo, não são muito citadas, ao passo que empresas que também trabalharam em técnicas de produção do Grafeno possuem mais citações.
Em relação ao modelo de inovação de (UTTERBACK; ABERNATHY, 1975), percebe-se com clareza que o Grafeno permanece na primeira fase (Fase Fluida) na qual diversas empresas buscam o pioneirismo e a padronização da tecnologia. Entretanto, como já mencionado, o fato do Grafeno poder ser utilizado em diversas áreas da ciência, como química e eletrônica, ocasionará uma fase de transição em diferentes campos do conhecimento, na qual inovações para determinado campo podem ser úteis para diversos outros.
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1. Mestranda, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<daiana.medeirosdasilva@gmail.com>.
2. Mestrando, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<eduardo_p_silva@yahoo.com.br>.
3. Mestrando, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<fsc300@gmail.com>.
4. Mestrando, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<igorcasini25@hotmail.com>.
5. Mestrando, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<joaocfreitas@gmail.com>.
6. Mestrando, Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia,Rio de Janeiro, RJ, Brasil E-mail<murillodutra@gmail.com>.