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A
nanotecnologia está associada a
diversas áreas (como a medicina,
eletrônica, ciência da computação,
física, química, biologia e engenharia
dos materiais), de pesquisa e produção
na escala nano (escala atômica). O
princípio básico da nanotecnologia é a
construção de estruturas e novos
materiais a partir dos átomos (os
tijolos básicos da natureza). É uma área
promissora, mas que dá apenas seus
primeiros passos, mostrando, contudo,
resultados surpreendentes (na produção
de semicondutores, Nanocompósitos,
Biomateriais, Chips entre outros ). Um
dos instrumentos utilizados para
exploração de materiais nessa escala é o
microscópio eletrônico de varredura o
MEV.
O objetivo
principal é chegar em um controle
preciso e individual dos átomos.
No
dia 29 de Dezembro de 1959 o físico
Richard Feynman deu uma conferência no
encontro anual da Sociedade Americana de
Física sobre o controle e manipulação da
matéria à escala atómica. Feynman
defendeu que não existia nenhum
obstáculo teórico à construção de
pequenos dispositivos compostos por
elementos muito pequenos, no limite
compostos átomo a átomo, nem mesmo o
princípio de incerteza.
A
palavra "Nanotecnologia" foi utilizada
pela primeira vez pelo professor Norio
Taniguchi em 1974 para descrever as
tecnologias que permitam a construção de
materiais a uma escala de 1 nanômetro.
Para se perceber o que isto significa,
imagine uma praia com 1000 km de
extensão e um grão de areia de 1 mm,
este grão está para esta praia como um
nanômetro está para o metro. Em alguns
casos, elementos da escala periódica da
química mudam seu estado, ficando até
explosivos em escala nanômetra.
Nos
anos 80, o conceito de Nanotecnologia
foi popularizado por Eric Drexler
através do livro "Engines of Creation".
Este livro, embora contendo algumas
especulações próximas da ficção
científica baseou-se no trabalho sério
desenvolvido por Drexler enquanto
cientista. Drexler foi o primeiro
cientista a doutorar-se em
nanotecnologia pelo MIT.
-
Nanotecnologia drexleriana
A
Nanotecnologia drexleriana é aquilo a
que agora se chama nanotecnologia
molecular e que pressupõe a construção
átomo a átomo de dispositivos úteis à
vida humana. O santo Graal da
nanotecnologia drexeleriana é o
Manipulador Universal, um dispositivo
capaz de, de acordo com as instruções de
um programador, construir átomo a átomo
qualquer máquina concebível pela mente
humana. Drexler tem uma visão a longo
prazo da nanotecnologia que prevê o
aparecimento de nano-dispositivos de
regeneração celular que poderão garantir
a regeneração dos tecidos e a
imortalidade.
Embora Eric Drexler seja considerado por
muitos como o pai da nanotecnologia, a
sua abordagem próxima da ficção
científica é vista com desconfiança por
outros cientistas mais interessados nos
aspectos práticos da nanotecnologia.
Eric Drexler fundou o "Foresight
Institute" e tem-se dedicado à
divulgação e desenvolvimento da
Nanotecnologia rebatizada de molecular.
Entretanto a nanotecnologia
desenvolveu-se graças aos contributos de
várias áreas de investigação. Existem
atualmente 3 abordagens distintas à
nanotecnologia: uma abordagem de cima
para baixo que consiste na construção de
dispositivos por desbaste de materiais
macroscópicos; a construção de
dispositivos que se formam
espontaneamente a partir de componentes
moleculares; a de materiais átomo a
átomo.
- A
primeira abordagem é a abordagem
utilizada em
microelectrônica para produzir
chips de computadores e mais
recentemente para produzir testes
clínicos em miniatura.
- A
segunda abordagem recorre às
técnicas tradicionais de
química e das ciências dos
materiais.
- A
terceira abordagem é aquela que
levará mais tempo a produzir
resultados significativos porque
requer um controle fino da matéria
só possíveis com o aperfeiçoamento
da tecnologia.
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Utilizações mais radicais
Outras utilizações mais radiciais da
nanotecnologia, seria a sua utilização
nas ciências computacionais, como por
exemplo na nanofotónica, em que
nanocristais seriam criados de modo a
permitir uma capacidade bus na ordem dos
milhares ou dezenas de milhares de bits.
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Montador Molecular ou Nanomontador
Um
montador molecular ou nanomontador
(nanoassembler) é uma máquina
nanotecnológica de tamanho bastante
reduzido capaz de organizar átomos e
moléculas de acordo com instruções
dadas. Para fazer esta tarefa é
necessário energia, suprimento de
matéria-prima (building blocks) bem como
a programação a ser executada pelo
montador.
Um montador molecular pode atuar de
forma isolada ou em conjunto com vários
outros montadores moleculares. Podendo,
neste caso, ser capaz de construir
objetos macroscópicos. Para isto é
necessário um sistema de comunicação
entre os montadores bem como um sistema
de organização que permitam que eles
trabalhem em conjunto.
Existe a possibilidade de se construir
um montador universal. Este teria a
capacidade de construir qualquer objeto
possível, incluindo um outro montador.
Assim este poderia se replicar de forma
semelhante aos seres vivos. Uma vez
construido o primeiro montador ele
poderia se reproduzir várias vezes até o
número necessário para executar uma
determinada tarefa como, por exemplo, a
construção de várias toneladas de um
nanomaterial. Esta capacidade de
reprodução é uma das grandes vantagens
de um montador molecular e também é um
dos seus grandes riscos. Um montador
poderia se reproduzir descontroladamente
e ameaçar vidas humanas de forma
semelhante a epidemias. Um risco poderia
ser a colonização de toda a terra por
montadores moleculares, extinguindo toda
a vida na terra. Só restariam os
próprios montadores em uma massa
(provavelmente) cinza chamada de
"greygoo". Drexler argumenta que este
cenário é bastante dificil uma vez
nenhum ser vivo conhecido consegue se
reproduzir alem do limite imposto pela
quantidade de energia e matéria-prima
disponiveis. Apesar disto, especialistas
advertem que é necessário tomar
precauções pois os riscos para a saúde
humana não são conhecidos.
A construção de um montador molecular
ainda esta longe de ocorrer. Vários
problemas persistem como a dificuldade
de trabalhar com átomos individuais
necessários para a construção do
montador. Além disto é dificil modelar o
comportamento de objetos complexos em
escala nanométrica que obedecem as leis
quânticas.
Um
dos possíveis problemas é a nanopoluição
que é gerada por nanomateriais ou
durante a confecção destes. Este tipo de
poluição, formada por nanopartículas
pode ser muito perigosa uma vez que pode
flutuar facilmente pelo ar viajando por
grandes distâncias. Devido ao seu
pequeno tamanho, os nanopoluentes podem
entrar dentro das células de animais e
plantas. Como a maioria destes
nanopoluentes não existe na natureza, as
células provavelmente não terão os meios
apropriados de lidar com eles, causando
danos ainda não conhecidos. Estes
nanopoluentes poderiam se acumular na
cadeia alimentar como os metais pesados
e o DDT.
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Produtos e serviços que já estariam
no mercado
Um
levantamento sumário nas publicações que
circulam sobre nanotecnologia aponta
para os seguintes produtos e serviços
que já estariam no mercado:
-
Tecidos resistentes a manchas e que não
amassam;
-
Raquetes e bolas de tênis;
-
Capeamento de vidros e aplicações
antierosão a metais;
-
Filtros de proteção solar;
-
Material para proteção (“screening”)
contra raios ultravioleta;
-
Tratamento tópico de herpes e fungos;
- Pó
antibactéria;
-
Diversas aplicações na medicina como
cateteres, válvulas cardíacas,
marca-passo, implantes ortopédicos;
-
Produtos para limpar materiais tóxicos;
-
Produtos cosméticos;
-
Sistemas de filtração do ar e da água.$ |