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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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI O Novo Caminho da Engenharia

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

6 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Força Atômica: Escrita e Leitura Nanométricas

9 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Chad Mirkin, Northwestern University, artigo do NYTimes por K. Chang - 2005 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 - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia NanoMecânica

15 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Mecânica Nanopartículas em tintas anti-risco da Mercedes-Benz Aplicações Reais http://500sec.com/mercedesclearcoat.html

17 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br 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 - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI Engenharia Têxtil Power-Shirt: Tecidos geradores de energia: recobrimento de ZnO e Pt Aplicações Reais http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080213133347.htm

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

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

21 Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI rhrcastro@fei.edu.br


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