O milagre da nanotecnologia

Partículas invisíveis que combatem as células cancerígenas, microprocessadores mais rápidos que consomem menos energia, baterias 10 vezes mais duráveis ou painéis solares que rendem o dobro. Estas são apenas algumas das muitas aplicações da nanotecnologia, uma disciplina com todos os ingredientes para se tornar uma nova revolução industrial.

Certamente, você já ouviu falar em nanotecnologia, que entende e controla a matéria em nanoescala. Para compreender melhor, vale recorrer ao significado de origem do termo. “Nano” vem do grego e quer dizer anão, diminuto, pequeno, reduzido. Também se refere à milionésima parte de qualquer unidade. No caso da nanoescala, as medidas são estabelecidas a partir do tamanho de um átomo ou de uma molécula celular.

Realmente, tudo é muito pequeno. A nanotecnologia trabalha com objetos entre um e cem nanômetros, em que um metro é formado por 1 bilhão de nanômetros. A espessura de uma folha de jornal tem cerca de 100.000 nanômetros, e o DNA humano, 2,5 nanômetros. Essas áreas tem como principio básico a construção de estruturas e novos materiais a partir dos átomos, onde o objetivo principal não é chegar a um controle individual dos átomos, mas elaborar, através de seu uso, estruturas estáveis.

Os diferentes tipos de nanotecnologia são classificados de acordo com seu modo de proceder (top-down ou bottom-up) e da natureza do meio em que trabalham (seca ou úmida):

Descendente (top-down)

Os mecanismos e as estruturas são miniaturizados em escala nanométrica — com um tamanho de 1 a 100 nanômetros —. É o mais frequente até hoje, especialmente no campo da eletrônica.

Ascendente (bottom-up)

Começa com uma estrutura nanométrica — uma molécula, por exemplo — e através de um processo de montagem ou automontagem se cria um mecanismo maior do que o inicial.

Nanotecnologia seca

É usada para fabricar estruturas em carbono, silício, materiais inorgânicos, metais e semicondutores que não funcionam com umidade.

Nanotecnologia úmida

Baseia-se em sistemas biológicos presentes em um ambiente aquoso — incluindo material genético, membranas, enzimas e outros componentes celulares

As aplicações da nanotecnologia e os nanomateriais abrangem todos os tipos de setores industriais. O mais comum é encontrá-los nas seguintes áreas:

Eletrônica

Os nanotubos de carbono estão a ponto de substituir o silício como material para fabricar microchips e dispositivos menores, rápidos e eficientes, assim como nanofios quânticos mais leves, condutores e resistentes. As propriedades do grafeno o convertem no candidato ideal para o desenvolvimento de telas flexíveis sensíveis ao toque.

Energia

Um novo semicondutor projetado pela Universidade de Quioto permite fabricar painéis solares que duplicam a quantidade de luz solar convertida em corrente elétrica. A nanotecnologia também reduz os custos, produz turbinas eólicas mais fortes e leves, melhora o desempenho dos combustíveis e, graças ao isolamento térmico de alguns nanocomponentes, pode economizar energia.

Biomedicina

As propriedades de alguns nanomateriais os tornam ideais para melhorar o diagnóstico precoce e o tratamento de doenças neurodegenerativas ou do câncer. São capazes de atacar as células cancerígenas de forma seletiva sem prejudicar as restantes células saudáveis. Algumas nanopartículas também foram utilizadas para melhorar produtos farmacêuticos, como os protetores solares.

Meio ambiente

A purificação do ar com íons, a purificação de águas residuais com nanobolhas ou os sistemas de nanofiltração para metais pesados são algumas de suas aplicações positivas para o meio ambiente. Também existem nanocatalisadores para que as reações químicas sejam mais eficientes e poluam menos.

Alimentação

Trata-se de um campo onde poderiam ser usados nanobiossensores para detectar a presença de patógenos nos alimentos ou nanocompostos para melhorar a produção de alimentos uma vez que aumenta a resistência mecânica e térmica, assim como diminui a transferência de oxigênio nos produtos embalados.

Têxtil

A nanotecnologia possibilita o desenvolvimento de tecidos inteligentes que não mancham nem amarrotam, assim como de materiais mais resistentes, leves e duradouros para fabricar capacetes para motociclistas ou equipamento esportivo.

O futuro da nanotecnologia vislumbra luzes e algumas sombras no horizonte. Por um lado, se espera um crescimento global do setor impulsionado por avanços tecnológicos, maior apoio governamental, aumento do investimento privado e a crescente demanda de dispositivos menores, entre outros. No entanto, os riscos ambientais, sanitários e de segurança da nanotecnologia, além das preocupações relacionadas à sua comercialização poderiam dificultar a expansão desse mercado. E você? O que acha disso?

Autor: Victor de Oliveira Ruiz Dominguez

Acadêmico de Ciências Econômicas, pela Universidade Federal de Santa Catarina.

Fontes:

Duran, N.; Mattoso, L. H. C.; Morais, P. C.; Nanotecnologia: introdução, preparação e caracterização de nanomateriais e exemplos de aplicação, Artliber: São Paulo, 2006.

Toma, H. E.; O mundo nanométrico: a dimensão do novo século, Oficina de Textos: São Paulo, 2004.

Regis, E.; Nano - A ciência emergente da nanotecnologia: refazendo o mundo - molécula por molécula, Rocco: Rio de Janeiro, 1997.