Nanotecnologia

O que é Nanotecnologia?  É o estudo que permite a manipulação de átomos individuais, o desenvolvimento de materiais aprimorados e a miniaturização praticamente de tudo.

Escala Nanométrica: Para se ter uma idéia:  Uma formiga = 10^-2 m aprox.  Uma célula = 20*10^-6 m  Um ribossomo = 25 nanômetros  Um nanômetro cúbico = 258 átomos de C 1 Nanômetro = 10^-9 m

Multidisciplinaridade da Nanotecnologia A nanotecnologia engloba conhecimentos de:  Física  Química  Engenharia E gera avanços tecnológicos em:  Medicina  Medio Ambiente  Computação

Origem do termo Nanotecnologia  Em 1959 em uma palestra no CALTECH, Richard Feynman explana sobre a possibilidade num futuro próximo em se ordenar os átomos de forma conveniente para criar novos materias não encontrados naturalmente.

Desenvolvimento da Nanotecnología  Em 1982 foi construído o microscópio de de tunelamento eletronico(STM) nos laboratórios da IBM em Zurich, Suíça.  Seus inventores, Gerd Binning e Heinrich Rohrer, ganharam o prêmio Nobel de Física de 1986 em reconhecimento pelo trabalho.  Graças ao STM foi possível obter mapas precisos de superfícies em que cada átomo pode se distinguir dos demais. Imagem de STM (7 nm x 7 nm) de uma cadeia em ziguezague simples de átomos de césio (vermelho) sobre uma superfície de arsenieto de gálio (azul)

Engenharia na escala atômica  Leis físicas distintas governam o mundo microscópico, e no desenvolvimento tecnológicos que estamos, a fabricação a nível molecular é muito imperfeita.  Mesmo assim, em 1990, pesquisadores da IBM conseguiram fazer um arranjo com 35 átomos de xenônio sobre uma superfície de níquel para compor o logotipo da IBM. Com manipulação nessa escala, moléculas podem ser fabricadas, ou modificadas, átomo por átomo.

Prioridades de investigação  Materiais multifuncionais.  Novos processos e equipamentos de produção.  Fenômenos em escala molecular, materiais e estruturas, mecanismos e máquinas-robos. saúde e sistemas médicos...

Materiais multifuncionais  Descobrir novas funcionalidades e melhorar o desempenho.  Investigar substâncias e compostos nanoestruturados.  Compostos poliméricos.

Novos processos e equipamentos de produção  Processos de produção mais flexiveis e eficientes.  Tecnologias híbridas baseadas em novos materiais e seu processamento.  Micro sistemas e automatização(Robos).  Equipamentos de produção de alta precisão.

Aplicações da nanotecnologia  Medicina:  Máquinas moleculares(robos) de tamanho subcelular.  Servir como um sistema potencial de auto imunidade.  Buscar e destruir: vírus, colesterol, excessos de gordura, células cancerígenas…  Manipulação de cadeias de DNA.  Apagar os sinais de envelhecimento.  Regeneração de tecidos.

Aplicações da Nanotenologia  Ambientais:  Máquinas livres da contaminação ambiental.  Materiais com estrutura de diamante.  Máquinas que obtenham energia dos poluentes ambientais.  Militares:  Dispositivos inteligentes de tamanho reduzido.  Armas biológicas/químicas computadorizadas.  Proteção de defesa ativos(roupas inteligentes).

Aplicações da nanotecnologia  Tecnológicas  Substituir a micro eletrônica pela nanotecnologia.  Fabricação Molecular  As propriedades de todos os elementos dependem do arranjo de seus átomos.

Nanotecnologia no Brasil  Considerada a 4ª revolução industrial, a nanotecnológica é considerada estratégica para o governo brasileiro desde o início desta década.  Investimentos nos grupos de pesquisa das universidades e centros de pesquisa.  A quase totalidade do investimento provém dos recursos do MCT, quase não existe investimento privado por parte das empresas.

Centros de pesquisa  50% de toda a pesquisa em nanociência no Brasil é realizada na USP e Unicamp.  Os outros 50% são realizados pelos grupos de pesquisa da UFSCar, UFMG, UNB e centros de pesquisa.

Micro-engrenagens construídas no LNLS, ampliadas 40 vezes em relação ao tamanho original, comparadas a uma formiga. Foto obtida com uso de microscópio eletrônico. Sequência mostra nanofio sob tensão até o momento da ruptura, quando se vê um único átomo ligando as duas partes.

Fonte de luz Síncrotron

Língua eletrônica

Película feita à base de enzimas animais e vegetais, que são transformadas em um líquido. Após a aplicação, as partículas dessa solução se agregam aos poros da fruta, alterando sua respiração e retardando sua decomposição.

Referências: