Nanotecnologia

A nanotecnologia engloba diversas áreas (como a medicina, eletrônica, ciência da computação, física, biologia, química e engenharia dos materiais) de pesquisa e produção de materiais em escala nano. Seu precursor foi Richard P. Feynman que apresentou suas idéias em dezembro de 1959 para seus colegas da Sociedade Americana de Física, naquela epoca os computadores eram gigantes e ocupavam quase que salas inteiras. Feynman falava em mexer átomos num tempo em que ninguém sequer tinha visto um deles. Trinta anos depois, o sonho do físico ganhou forma na ciência do muito pequeno, a nanotecnologia, assim chamada porque seus objetos de estudo costumam ser medidos em nanômetros 1 milhão de vezes menor que 1 milímetro. A palavra "nanotecnologia" foi utilizada pela primeira vez pelo professor Norio Taniguchi em 1974 para descrever as tecnologias que permitam a construção de materiais a uma escala de 1 nanômetro.



Na decada de 80 o conceito de Nanotecnologia foi popularizado por Eric Drexler por meio do livro "Engines of Creation" (Motores da Criação). Este livro, embora contendo algumas especulações próximas da ficção científica baseou-se no trabalho sério desenvolvido por Drexler enquanto cientista. A Nanotecnologia drexleriana é aquilo a que agora se chama nanotecnologia molecular e que pressupõe a construção átomo a átomo de dispositivos úteis à vida humana. O santo Graal da nanotecnologia drexleriana é o Montador Universal, um dispositivo capaz de, de acordo com as instruções de um programador, construir átomo a átomo qualquer máquina concebível pela mente humana.

Esse microscópio nada mais é do que uma minúscula ponta feita de material condutor que percorre ou varre toda a superfície da amostra a ser analisada. A ponta e o substrato onde se deposita a amostra ficam ligadas por um circuito. Aplica-se uma tensão elétrica no circuito e abaixa-se a ponta do microscópio até quase encostar na amostra. Os elétrons, que só deveriam passar da amostra para a ponta se as duas estivessem encostadas, simplesmente pulam pelo ar mesmo tunelam , fechando o circuito entre a ponta e a amostra, e criando uma corrente com uma voltagem infinitamente pequena. Com o microscópio de efeito túnel, passou-se a enxergar os átomos, antes jamais vistos, e, melhor ainda, conseguiu-se manipulá-los. O pesquisador americano Don Eigler, do laboratório da IBM na Califórnia, nos Estados Unidos, alinhou átomos de xenônio para escrever o logotipo da empresa sobre uma superfície de níquel, desde então começou uma verdadeira corrida entre os cientistas para conseguir o melhor domínio da técnica de arrancar átomos de um ponto e colocá-los em outro.

Embora Eric Drexler seja considerado por muitos como o pai da nanotecnologia, a sua abordagem próxima da ficção científica é vista com desconfiança por outros cientistas mais interessados nos aspectos práticos da nanotecnologia.

Toda a materia do universo é composta por átomos. A natureza desenvolveu com perfeição a fabricação da matéria com moléculas. Por exemplo, nossos corpos são formados de um modo específico a partir de milhões de células vivas. As células são as nanomáquinas da natureza. O homem ainda tem muito a aprender sobre a idéia de materiais de construção em escala pequena. Os bens de consumo que compramos são feitos amontoando-se pilhas de átomos de modo maciço e impreciso. Imagine se pudéssemos manipular cada átomo de um objeto. Essa é a idéia fundamental da nanotecnologia, e muitos cientistas acreditam que estamos apenas a algumas décadas de concretizá-la.

A nanotecnologia um dia fará com que um simples folheto poderá ser uma televisão de alta definição. Você poderá curar um câncer de pele com um simples esparadrapo. Os carros terão vidros que se limpam sozinhos e mudam de cor conforme o ambiente, pinturas que nunca ficam arranhadas Tudo isso acontecerá um dia. Por exemplo, cientistas já descobriram que certas quantias desprezíveis de argila aumentam em 1 000 vezes a resistência de plásticos. Uma das principais fontes de inspiração desses cientistas é a própria natureza. "Ela tem soluções nanométricas simples que podem ser levadas para diversas áreas", diz o químico Fernando Galembeck, da Unicamp. Com microscópios poderosíssimos, é possível acompanhar os átomos de um vírus, o transporte de oxigênio pela hemoglobina e a criação de energia pelas plantas. Depois, é só tentar reproduzir essas soluções em escala industrial.

Um estudo concluiu que os novos materiais na maioria das vezes são mais simples, evitam o uso de metais pesados e podem até diminuir a poluição. Alguns desde produtos já estão disponiveis no mercado como embalagens que ajudam a conservar os alimentos, e que utilizam nanocompostos de argila, que bloqueiam o oxigênio, e fazem as embalagens dobrar a validade de alimentos. Na Copa Davis de tênis, na Inglaterra, foi utilizada uma bola de tenis que possuia uma camada com partículas minúsculas de borracha e argila que dobra a vida útil do produto.

A pintura que não permite arranhões no carro citada a cima já existe e utiliza um verniz tão liso que qualquer coisa que tentar riscá-lo acabará deslizando. O segredo dele são moléculas mais densas (que deixam menos espaços vazios) e ter os buracos restantes preenchidos com partículas de cerâmica. Todos os carros feitos na Mercedes-Benz da Alemanha já são cobertos com a substância. Ja existe também um produto australiano que tapa os pequenos buracos do vidro que costumam segurar a água e, com isso, faz as gotas deslizarem rapidamente, eliminando a necessidade do limpador de pára-brisa. Já os modelos A4, A6 e A8 da Audi vêm com uma camada de prata no vidro da frente que conduz eletricidade e, com isso, dispensa o aquecedor para desembaçar e consegue escurecer em ambientes muito claros. Os pneus e a polução que eles causam estão para acabar. Outros materiais – como nanopartículas de óxidos metálicos ou de argila – dobram a vida útil e são menos poluentes que o carbono dos pneus comuns.

Confira alguns produtos que ja existem no mercado e os que ainda estão por vir:

FARMÁCIA

O que já existe:

Nanossubstâncias: Alterando as moléculas dos princípios ativos, a nanotecnologia faz remédios renderem até 75% mais, deixando-os mais baratos e com menos efeitos colaterais. Já há produtos assim nas farmácias, como o antialérgico Loratadine.

Ação profunda: L´Oreal e Lancôme produzem cremes anti-rugas com cápsulas de 200 nanômetros. Elas levam vitamina A até o fundo da epiderme e só então a liberam.

Sensor de sol: Um sistema criado pela UFPE mostra ao banhista quanta radiação UV ele tomou durante o dia. Pode ser incluído em roupas e biquínis.

Efeito direto: Lipossomos são partes de células que transportam enzimas em suas membranas. Os cientistas estão colocando nessas membranas algumas drogas, que são liberadas aos poucos e somente onde interessa. Existe uma pomada anestésica com esse princípio, vendida a 20 dólares.

O que vem por aí :

Protetores solares: A próxima geração deve ser feita de nanopartículas de dióxido de titânio, que absorvem os raios ultravioleta e se espalham mais facilmente sobre a pele.

Alerta de doença: Sensores eletroquímicos, instalados na pele ou em roupas, alertarão portadores de HIV e diabéticos sobre o nível de vírus ou de açúcar no sangue.

MEDICINA 

O que já existe:

Curativo para câncer: Compostos de oxigênio sensíveis à luz estão sendo usados para tratar o câncer de pele, na chamada terapia fotodinâmica. Ao receberem luz, eles danificam as células cancerígenas ao redor, que acabam formando uma crosta e sendo substituídas por tecidos sadios.

Obturação natural: Ela não cai nunca. É um adesivo da 3M que se liga molecularmente ao dente.

O que vem por aí:

Indicador de tumor: Cristais apelidados de "pontos quânticos" emitem luz e são absorvidos facilmente por células cancerosas. Pacientes poderão ver pelo brilho da pele se o câncer está se espalhando pelo corpo. Já deu certo com ratos.

Nanorrobôs: Não, não são pequenos andróides, mas moléculas construídas para reagir pontualmente. Um remédio com nanorrobôs em fase de teste é o Mylotarg, que possui um anticorpo que reage com células cancerosas e carrega uma molécula tóxica. Ele só libera a substância ao lado de um tumor.

MEIO AMBIENTE 

O que já existe:

Esponja de óleo: Nanoímãs da Universidade de Brasília repelem a água mas se unem ao óleo, o que os faz controlar derramamentos de óleo no mar. Uma vez isolada, é possível decompor a poluição com a ajuda de uma substância à base de óxido de titânio, que reage com o óleo em contato com a luz.

Língua eletrônica: Um aparelho da Embrapa de São Carlos, SP, diferencia paladares do vinho, café e água com uma sensibilidade 10 mil vezes maior que a língua humana. Para os ecologistas, a vantagem é que ela pode, em poucos minutos, denunciar a presença de pesticidas e metais pesados no ambiente.

Químicos seguros: Uma fábrica suíça vende pesticidas cujo veneno está dentro de "moléculas-envelope". Os agricultores podem borrifar uma grande quantidade da substância de uma só vez e ela vai aos poucos se soltando. Faz bem à saúde dos trabalhadores e à natureza.

O que vem por aí:

Filtro-filme: Imagine um plástico que deixa passar a água mas retém todas as suas impurezas. Eis o sonho de cientistas australianos que lidam com membranas nanométricas para tratar a água.

ELETRÔNICOS 

O que já existe:

Supertelas: Uma nova tecnologia, os diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs, na sigla em inglês), produzem telas que são mais brilhantes, baratas, finas, consomem menos energia e têm ângulo de visão de 160o. O princípio delas são moléculas que mudam de cor de acordo com a carga elétrica que recebem. "Cada molécula é uma lâmpada", diz Henrique Toma , da USP. Uma televisão da Samsung e o visor de uma câmara da Kodak já trazem essa tecnologia.

Minimemórias: A empresa Calmec, da Califórnia, criou uma memória em forma de cubo em que cada molécula guarda informações. Com apenas 1 cm3, armazena 1,9 terabyte (ou seja, 1,9 milhão de gigabytes).

O que vem por aí:

Tela-cartaz: As OLEDs devem se transformar em plásticos que brilham, instaladas sobre qualquer material e em superfícies curvas como postes. A mesma tecnologia pode servir para a iluminação pública.

Memória atômica: Gastar uma molécula inteira para guardar dados é desperdício! Cientistas já vislumbram a spintrônica, em que cada elétron guardaria dados. De acordo com o lado para o qual gira, ele poderia indicar os números 0 ou 1.

ARQUITETURA 

O que já existe:

Janelas auto-limpantes: A empresa Pilkington vende vidros com uma camada de óxido de titânio que, em contato com os raios ultravioleta do Sol, reagem com a sujeira e a elimina tão logo caia uma chuva.

Usina doméstica: Assim como existem moléculas que emitem luz em contato com eletricidade, é possível reverter o processo e criar uma janela que gera energia a partir da luz solar. Ela também pode mudar de cor de acordo com a corrente elétrica: se estiver muito sol, você "liga" a janela e ela escurece. Já são vendidas pela Sustainable Technologies International, da Austrália.

O que vem por aí:

Casas auto-sustentáveis: Vidros, paredes e telhas retiram energia do Sol em quantidade suficiente para abastecer toda a casa.

MODA 

O que já existe:

Roupas sempre limpas: Reproduzindo a estrutura da flor de lótus, cuja pétala nunca se molha, cientistas da empresa no-tex criaram camisetas e calças que fazem água ou café escorrer sem deixar marca.

Tecidos-remédio: Já existem fibras têxteis com remédios para pessoas queimadas. No Brasil, a Santista estuda roupas que liberam aos poucos medicamentos, como insulina para diabéticos. Tecnologias parecidas deram origem a meias que evitam frieiras, chulé e fungos como o pé-de-atleta.

O que vem por aí:

Roupas eletrônicas: Nanotubos de carbono conduzem eletricidade, são flexíveis e podem ser usados em roupas ou em chips. "Eles darão origem a roupas eletrônicas", diz Frits Herbold, consultor em tecnologia têxtil. Vá imaginando: casaco-antena, cachecol-telefone...

Camiseta à prova de bala: Os nanotubos são 20 vezes mais resistentes que o aço. Cientistas japoneses borrifaram água com nanotubos em folhas de amora e, quando o bicho-da-seda comeu, produziu fios muito mais resistentes. Técnicas assim permitirão jaquetas comuns à prova de balas.

FONTE:

HowStuffWorks

WikiPédia

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