Poucos materiais na história recente transformaram tanto o funcionamento de tecnologias críticas quanto o telureto de cádmio e zinco, mais conhecido pela sigla CZT. Invisível aos olhos, este semicondutor redefine a capacidade de detectar o invisível—desde raios gama emitidos por áreas inflamadas do coração até explosivos ocultos em bagagens de aeroportos.
No Royal Brompton Hospital, em Londres, pacientes que antes precisavam imobilizar-se por 45 minutos sob um scanner de tomografia agora completam o mesmo exame pulmonar em apenas 15 minutos. A diferença está no CZT.
A velocidade não é o único ganho. Com este material, os médicos conseguem reduzir em até 30% a dose de substâncias radioativas injetadas no paciente enquanto mantêm—ou até melhoram—a qualidade das imagens. Para pacientes com covid prolongada ou com suspeita de embolia pulmonar, a mudança representa não apenas conforto, mas precisão diagnóstica que salva vidas.
"É uma verdadeira façanha de engenharia e física", afirmou Kshama Wechalekar, chefe de medicina nuclear e PET do Royal Brompton, em reação ao novo equipamento. Talvez ninguém conheça o CZT pelo nome, mas a revolução que ele provoca na imagiologia médica é silenciosa, profunda e irreversível.
O material, porém, permanece uma raridade. A Kromek, a empresa britânica que fabricou o detector do Royal Brompton, é a única produtora comercial de CZT em escala industrial no planeta. Nas suas instalações em Sedgefield, na Inglaterra, uma sala inteira—descrita como uma "fazenda de servidores"—abriga 170 pequenos fornos onde o processo de crescimento cristalino decorre semana após semana.
Nem NASA, nem agências de defesa, nem hospitais conseguem sempre acesso ao material que necessitam. Um pesquisador da Universidade de Washington precisava de 17 detectores finos para seus telescópios espaciais. A resposta foi um não: a Kromek estava sobrecarregada. O problema não é falta de interesse ou mercado. É a dificuldade brutal de fabricação.
O Que Torna o CZT Excepcional
O CZT é um composto de três elementos—cádmio, zinco e telúrio—arranjados numa estrutura cristalina específica que o torna um semicondutor de banda direta.
Isto significa que, ao contrário do silício (que exige intermediários para detectar luz), o CZT converte fótons de raios-X e raios gama diretamente em sinais eletrônicos, num único passo. Quando um fóton de alta energia atinge o cristal, ele mobiliza um elétron, criando um pulso elétrico que é instantaneamente capturado como dado puro.
Esta conversão direta preserva informação crítica: o tempo exato em que o fóton chegou e sua energia precisa. Os detectores tradicionais, baseados num processo de dois passos, perdem nuances. Com CZT, torna-se possível gerar imagens "coloridas"—tecnicamente chamadas de espectroscópicas—que diferenciam materiais, tecidos e substâncias com base em sua composição química.
Um semicondutor de silício num smartphone consegue detectar luz visível. O CZT, operando à temperatura ambiente sem necessidade de refrigeração, detecta radiação ionizante. A sensibilidade é tão alta que uma fatia de apenas 0,8 milímetros já consegue realizar detecções precisas.
Isto explica por que o material é tão procurado: nenhuma tecnologia alternativa oferece esta combinação de sensibilidade energética, resolução espacial e operação em temperatura ambiente.
Os detectores de germânio, que oferecem desempenho comparável, exigem resfriamento constante com nitrogênio líquido—uma desvantagem crítica para aplicações portáteis e de campo. Os cintiladores, como o iodeto de sódio, sacrificam resolução. O CZT não compromete.
Onde o CZT Muda o Jogo
A aplicação mais visível é a medicina. Scanners de tomografia SPECT (tomografia computadorizada por emissão de fóton único) baseados em CZT revolucionam a cardiologia. Cardiologistas conseguem avaliar o fluxo sanguíneo no músculo cardíaco com precisão antes inviável, detectando isquemia coronariana e até distúrbios de inervação cardíaca em exames que duram minutos, não horas.
Oncologistas usam a mesma tecnologia para detectar metástases. Alguns hospitais brasileiros, como o Moinhos de Vento em Porto Alegre, já incorporaram equipamentos D-SPECT CZT de última geração.youtube
Na segurança, o uso é igualmente transformador. Aeroportos do Reino Unido utilizam detectores CZT para varredura automática de explosivos.
Agências de segurança dos EUA implementam sistemas de rastreamento de bagagem despachada. A próxima fronteira é a expansão para o rastreamento de bagagem de mão—um desafio técnico que a tecnologia CZT está prestes a resolver.
No espaço, telescópios suspensos em balões de grande altitude, desenvolvidos por pesquisadores como Henric Krawczynski da Universidade de Washington em St. Louis, usam detectores CZT para captar raios-X emitidos por estrelas de nêutrons e pelo plasma ao redor de buracos negros.
No Reino Unido, o centro de pesquisa Diamond Light Source—um síncrotron que acelera elétrons a velocidades próximas à da luz—será renovado até 2030 com detectores baseados em CZT capazes de captar luz síncroton ultrabrilhante para análises de materiais avançadas, desde impurezas em alumínio reciclado até estruturas moleculares novas.
A Fabricação: Semanas de Precisão Atômica
Aqui reside o nó górdio: fabricar CZT em forma de monocristais puros é uma das tarefas mais desafiadoras da engenharia de materiais moderna.
Um monocristal é uma estrutura onde todos os átomos estão alinhados numa única orientação contínua, sem defeitos de grão. O processo começa com um pó especial que é aquecido, fundido e depois solidificado lentamente dentro de fornos especializados.
"Átomo por átomo, os cristais se reorganizam até ficarem completamente alinhados", explicou Arnab Basu, fundador e CEO da Kromek, descrevendo um procedimento que se estende por semanas.
Durante este tempo, condições de temperatura, pressão e ambiente devem ser mantidas com precisão de décimas de grau. Qualquer variação introduz impurezas ou desalinhamentos que destroem as propriedades de detecção.
A pureza exigida é extraordinária: 6N ou 7N, o que significa 99,9999% ou 99,99999% de pureza. À medida que o cristal cresce, novos cristalitos tentam formar-se.
O material resultante, quando bem-sucedido, é um cristal único com estrutura perfeita—raro o suficiente para merecer proteção como ativo intelectual.
A Kromek mantém 170 fornos em operação simultânea. Mesmo assim, a capacidade não consegue acompanhar a demanda. Projetos de pesquisa individualizados exigem geometrias e tamanhos específicos, aumentando a complexidade.
Cada detector tem uma "estrutura muito específica", como Basu explicitou ao explicar por que não conseguiu atender ao pedido do pesquisador americano.
O desafio de manufatura explica também por que apenas uma empresa—a Kromek—produz CZT comercialmente em escala global. Não é falta de demanda. É falta de viabilidade econômica e tecnológica para que novos competidores entrem no mercado.
A capital inicial é enorme. O conhecimento é propriedade protegida. O tempo necessário para desenvolver processos reproduzíveis é medido em anos.
Restrições Geopolíticas e a Questão do Abastecimento
Em 2025, a China—que não é o principal produtor de CZT, mas controla partes críticas de sua cadeia de suprimentos, particularmente de telúrio processado—colocou o material sob controles de exportação.
Embora estes controles tenham sido temporariamente suspensos em novembro de 2025 como parte de um acordo comercial EUA-China, a ameaça permanece. Para indústrias que dependem de CZT—medicina, defesa, pesquisa—qualquer restrição é existencial.
A situação assemelha-se à crise de terras raras que ocorreu na década de 2010, quando a China controlava mais de 90% da produção processada e usou isto como arma geopolítica.
Com CZT, a vulnerabilidade é menor em volume, mas maior em criticidade: não há substituto perfeito. Pesquisadores podem reciclar CZT de equipamentos antigos ou, em último caso, usar telureto de cádmio puro como alternativa reduzida. Mas isto compromete o desempenho.
Perspectivas de Mercado e Crescimento
O mercado de CZT é pequeno hoje, mas cresce exponencialmente. Em 2023, o mercado global estava avaliado em $184,6 milhões. As projeções para 2030 variam entre $350 milhões e $553 milhões, refletindo uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 8 a 12% dependendo da fonte.
Para contexto, o mercado global de equipamento de detecção de radiação—do qual CZT é um segmento—deverá alcançar $6 bilhões em 2025.
O Departamento de Energia dos EUA projeta um aumento de demanda de mais de 25% até 2030, impulsionado principalmente por aplicações de imagem médica.
Em 2023 e 2024, apenas nos EUA foram realizadas quase 2 milhões de PET scans anualmente. À medida que hospitais mundiais adotam SPECT/CT com CZT em lugar de scanners mais antigos, este número tende a crescer.
A segurança é outra área de expansão. Agências governamentais, portos internacionais e aeroportos investem em sistemas de rastreamento de carga mais sofisticados.
Detectores CZT portáteis e de campo abrem oportunidades em monitoramento ambiental e proteção nuclear. Algumas projeções indicam que segmentação de aplicações será: medicina (~50%), segurança (~30%), e industrial (~20%).
No Brasil, o impacto é incipiente, mas em aceleração. O Hospital Moinhos de Vento em Porto Alegre, o Royal Care em São Paulo (associado a redes brasileiras) e o Hemocentro da Unicamp foram entre os primeiros a incorporar equipamentos CZT de última geração para cardiologia e oncologia.
A adoção em unidades de medicina nuclear em centros maiores tende a expandir-se, especialmente com reduções de custo a médio prazo.
O Dilema: Demanda Excepcional, Oferta Restrita
A dinâmica de mercado de CZT é peculiar: é um material onde a demanda excede claramente a oferta, não por razões econômicas convencionais, mas por barreiras técnicas de produção.
Isto criou uma situação rara onde fabricantes não são constrangidos por preços baixos, mas enfrentam constrangimento de capacidade. A Kromek, como único produtor comercial, opera sob demanda reprimida permanente.
Para pesquisadores de ponta, isto é frustrante. Para fabricantes de equipamentos, representa oportunidade de diferenciação. Para investidores, sinaliza crescimento sustentável sem saturação imediata de mercado. Mas para a sociedade, especialmente em saúde, representa um gargalo.
Um paciente em São Paulo pode ter acesso a um scanner CZT num hospital privado de elite, enquanto pacientes em outras regiões continuam usando tecnologia de uma década anterior, mais lenta e com doses maiores de radiação.
Expandir a produção de CZT não é trivial. Novos fabricantes teriam de construir instalações especializadas, treinar engenheiros experientes, desenvolver processos proprietários e obter certificações regulatórias.
O tempo de amortização é longo. A Kromek levou anos para ser viável comercialmente após sua fundação em 2003. Novos entrantes enfrentariam desafios similares.
A Ásia-Pacífico, particularmente China e Japão, está explorando oportunidades de produção alternativa, motivada por custos menores e mercados domésticos crescentes. Projeções indicam que a região poderá dominar capacidade de produção nos próximos cinco anos, embora mantendo diferenças qualitativas com os produtores europeus.
Isto poderia aliviar pressões de abastecimento, mas também potencialmente intensificar riscos geopolíticos, dependendo de como governos gestionen controles de exportação.
Tecnologias Emergentes e Futuro
Não é apenas o CZT atual que importa, mas também versões futuras. Pesquisadores exploram novos arranjos cristalinos, dopagens (adição controlada de impurezas) e híbridos que podem oferecer sensibilidades ainda maiores.
Inteligência artificial está sendo integrada a sistemas de detecção CZT, permitindo processamento de imagem em tempo real com interpretação automática em alguns cenários médicos.
Dispositivos portáteis baseados em CZT—scanners de mão, detectores de campo para segurança fronteiriça, espectrômetros compactos—representam a próxima onda de aplicações.
Um mercado crescente de biosensores e nanotecnologia pode também encontrar usos para CZT em formatos miniaturizados.
A convergência de CZT com IoT (internet das coisas) e computação em nuvem abre possibilidades de redes distribuídas de detecção, onde múltiplos sensores comunicam-se em tempo real para vigilância ambiental ou proteção de instalações críticas.
Tudo isto depende, porém, de uma base sólida e confiável de abastecimento de CZT—um elo que ainda é vulnerável.
Considerações Finais: A Paradoxo do Material Invisível
O CZT permanece um paradoxo: um material extraordinariamente importante que permanece desconhecido do público em geral. Está transformando medicina diagnóstica, reforçando segurança aeroportuária, revelando segredos do universo em telescópios espaciais.
Permite examinar pacientes com mais velocidade, menor radiação, maior precisão. Reduz o tempo de diagnóstico de embolia pulmonar de horas para minutos. Ajuda a detectar minúsculas células cancerosas metastáticas.
Mesmo assim, apenas uma empresa no mundo consegue fabricá-lo em escala comercial. Laboratórios de pesquisa aguardam filas para conseguir quantidades suficientes.
Hospitais em países em desenvolvimento sequer têm acesso à tecnologia. Geopolítica ameaça o abastecimento. A fabricação permanece uma semana-longa dança de precisão atômica que poucos engenheiros dominam.
Esta tensão entre importância tecnológica e escassez produtiva define a era atual do CZT. Não é uma crise, mas um constrangimento. Não é um fracasso da ciência, mas um teste de como a sociedade gestiona materiais críticos quando a oferta não acompanha a demanda revolucionária.
À medida que a medicina se torna mais precisa, a defesa mais vigilante, a pesquisa mais ambiciosa, o CZT permanecerá no coração das soluções—invisível, indispensável, e profundamente difícil de obter.
