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Nanobiotecnologia aplicada a saúde humana Dr. Luciano da Silva Pinto.

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Nanobiotecnologia apliacada a saúde humana Dr. Luciano da Silva Pinto.

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1 Nanobiotecnologia aplicada a saúde humana Dr. Luciano da Silva Pinto

2 Introdução –definições, termos e conceitos "Nano" é um prefixo que vem do grego antigo e significa "anão 1 nanômetro (nm) = 1 bilionésimo do metro, m Objetivo da Nanotecnologia: Criar, caracterizar, produzir e aplicar estruturas, dispositivos e sistemas, controlando forma e tamanho na escala nanométrica. Crescente capacidade da tecnologia moderna de ver e manipular átomos e moléculas.

3 NANO? 1 nm = m

4 Nanotecnologia: do que se trata mesmo? Existem várias nanotecnologias. O que todas tem em comum é que envolvem o estudo e a manipulação da matéria em uma escala muito pequena, geralmente da ordem de 1 a 100 nanômetros (1 metro = a 1 bilhão de nanômetros).

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6 O que é NanoBioTecnologia? Nano – Estruturas na escala nanométrica Bio – processos biológicos Tecnologia – Desenvolvimento e produção de novos materiais NanoBioTecnologia :está relacionada à manipulação da matéria ao nível molecular, visando à criação de novos materiais, substâncias e produtos aplicada em processos biológicos.

7 Bionanotecnologia e Nanomedicina Aplicações atuais e futuras – Lab-on-a-chip Technologies – Self-assembly – Drug delivery – Novos medicamentos – Imagem – Tratamento do câncer – Implantes e próteses – Nanorôbos

8 Bionanotecnologia e Nanomedicina As máquinas nanométricas mais completas e funcionais que conhecemos são as máquinas moleculares que regulam e controlam os sistemas biológicos. Manipulação do DNA Engenharia de tecidos - Neurochips Motores moleculares Resolução de imagem Drug delivery

9 O que acontece quando se manipula a matéria nessa dimensão ? Novos paradigmas: Efeitos quânticos passam a ser explorados Efeitos gravitacionais perdem importância Propriedades óticas (resposta a estímulo luminoso) podem ser exploradas Forças atômicas e moleculares (forças de Van der Waals) Explora propriedades nanométricas para obter efeitos macroscópicos. Exemplo - Lagartixa

10 Aumento da área superficial = maior reatividade, maior penetração em células Uses of Nanotechnology in Environmental Technology in Hessen -Innovation potentials for companies -www.hessen-nanotech.de Alguns materiais deixam de ser inertes em nanoescala

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12 Nanopartículas Semicondutoras Bruchez et al, Science, 1998, 281, 2013 Espectros de emissão de NPs de CdSe – diferentes tamanhos

13 Ferramentas Visualização e Caracterização Síntese

14 Ferramentas Visualização e Caracterização Microscópio de Força Atômica - AFM; Microscópio de Tunelamento - STM; Microscópio Eletrônico de Transmissão – TEM; Microscópio Eletrônico de Varredura – SEM; Espectroscopia de Infra-Vermelho; Espectroscopia Raman; Ressonância Magnética Nuclear.

15 Visualização e caracterização Microscópio de tunelamento - STM

16 Microscópio de força atômica

17 Síntese Chemical Vapor Deposition – CVD; Molecular Beam Epitaxy – MBE; Litografia por feixe de elétrons; Feixe de íons; Síntese Hidrotérmica; Auto-montagem molecular.

18 Síntese Deposição de vapor químico

19 A técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE ) foi desenvolvido inicialmente para o crescimento cristalino de semicondutores. É um vácuo ultra- alto (P < 10-6 mbar) tecnologia baseada na evaporação seqüencial dos componentes elementares colocado em células de efusão de Knudsen. Uma das vantagens deste método baseia-se no controle do crescimento em tempo real, graças à utilização in situ da difração de elétrons de alta energia em incidência rasante (RHEED). Síntese Epitaxia por feixe molecular

20 Síntese Feixe de íons Esta técnica utiliza um feixe de íons altamente concentrado (geralmente oxigênio ou íons de césio são usados para amostras inorgânicas ).

21 Síntese inclui as várias técnicas de cristalização de substâncias de soluções aquosas quentes em alta pressão de vapor, também denominado método hidrotermal.soluções aquosas pressão de vapor Síntese hidrotérmica

22 Histórico

23 Michael Faraday, 1857 – Estudo sistemático sobre as diferentes cores do ouro coloidal (M. Faraday, Philos. Trans. Royal Soc. London (1857) 147, 145.)

24 Histórico Richard Feynman 1959 Richard Feynman profere a famosa palestra "There's Plenty of Room at the Bottom", sobre as perspectivas da miniaturização: a enciclopédia Britânica poderia ser escrita na cabeça de um alfinete.

25 Histórico 1968 Alfred Y. Cho and John Arthur do Laboratórios Bell e seus colegas desenvolvem uma técnica que permite depositar camadas atômicas em uma superfície: a epitaxia molecular –molecular beam epitaxy (MBE) – uma das técnicas usadas na litografia: precisão em microescala N. Taniguchi cria a palavra "nanotecnologia" significando máquinas com tolerância de menos de um mícron. Nano-technology' mainly consists of the processing of separation, consolidation, and deformation of materials by one atom or one molecule."

26 Histórico

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28 1986 K. Eric Drexler publica "Engines of Creation", um livro futurístico que populariza a nanotecnologia.

29 Histórico

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33 Viagem Fantástica (Nanobots)

34 Nanobots a serviço da medicina Reparadores celulares Limpadores de vírus Reparadores gênicos Limpadores de alvéolos pulmonares Acelerador de neurônio Limpadores de artérias


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