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Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI O Novo Caminho da Engenharia.

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1 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI O Novo Caminho da Engenharia

2 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Um centímetro é aproximadamente um feijão. Se dividirmos por 10, cada divisão será um milímetro, que é o tamanho de uma pulga. Se dividirmos de novo por 10, teremos 100 mícrometros. Que é a espessura de um fio de cabelo humano. Se divirmos por 100, temos um micrometro. Que é o tamanho de uma bactéria. Se dividirmos por 10, temos 100 nanometros. Que é o tamanho de um vírus. Dividindo por 100, teremos um nanometro. Que é o tamanho de uma molécula.

3 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Nano em que sentido? Dimensão Zero Uma Dimensão Duas Dimensões

4 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Como construir coisas tão pequenas? Cima para Baixo (top-bottom): Iniciando por um componente microscópico que será cominuido ou esculpido até o tamanho nanométrico. Dentre as técnicas estão moagem e fotolitografia. Baixo para Cima (bottom-top): Partindo de componentes menores. Dentre as técnias temos junção atômica e molecular, como em sistemas biológicos.

5 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Cima para Baixo (top-bottom): Ex: Fotolitografia

6 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Baixo para Cima (bottom-top) Deve-se reunir átomos e moléculas de maneira controlada por processos químicos ou biológicos. Exemplo: Crescimento de Nanowires. Crescimento de nanofibra de carbono obtida por filmagem in situ em microscopia eletrônica de transmissão. Níquel foi utilizado como catalizador em atmosfera de metano e hidrogêncio em temperaturas elevadas. (www.topsoe.com/site.nsf/all/EOTT-5VTMPT?OpenDocument)

7 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Baixo para Cima (bottom-top) (continuação) Para contornar esses desafios, outra técnica é a utilização de Microscopia de Força Atômica, como instrumento para montagem e medição de propriedades de compostos nanométricos.

8 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Força Atômica: Escrita e Leitura Nanométricas

9 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Mas porque fazer coisas tão pequenas? Menor significa um maior número de objetos por cm 3 Explorar as propriedades inesperadas das substâncias nas condições nanométricas. Transistores da Intel – Presente e futuro

10 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Chad Mirkin, Northwestern University, artigo do NYTimes por K. Chang Partículas de Ouro em Vidro Partículas de Prata em Vidro 25 nm 50 nm 100 nm 40 nm 100 nm

11 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Como a nanotecnologia difere das ciências comuns microscópicas? Que envolve também a interação e/ou estruturas no nível molecular ou nano? De acordo com a NNI (National Nanotechnology Initiative): O que é Nanotecnologia? Nanotecnologia envolve… criação e uso de estruturas, dispositivos e sistemas que têm propriedades e funções novas devido ao seu tamanho pequeno ou intermediário. (traduzido)

12 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Carbon nanotube transistor (Stanford University) Bugbot for traveling and taking photos in human digestive system (Carnegie Mellon University) Aplicações Reais

13 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Civil 1.Tinta Purificadora de Ar – Nanopartículas de TiO 2 60% de redução de NO x e CO 2 2.Nanopartículas de ferro/paládio, ferro/prata ou zinco/paládio podem servir como redutores e catalisadores potentes para uma grande variedade de contaminantes ambientais comuns. 3.Nanopartículas de Fe 2 O 3 em cimento Mortar Aplicações Reais

14 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia NanoMecânica

15 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Mecânica Aplicação de Nanotubos de Carbono em Nano-compósitos Aplicações Reais

16 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Mecânica Nanopartículas em tintas anti-risco da Mercedes-Benz Aplicações Reais

17 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Têxtil Nanorods de ZnO para proteção de tecidos contra UV Aplicações Reais

18 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Têxtil Power-Shirt: Tecidos geradores de energia: recobrimento de ZnO e Pt Aplicações Reais

19 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Aplicações Reais Engenheiros na Bio-Medicina

20 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI

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