Afinal, o que é nanotecnologia?
Data: 17 de julho de 2021.
Autores: Marya Luísa Damasceno Oliveira, Maiara Santos Sales, Ana Paula Bernardo dos Santos e Lívia Tenório Vilela Cerqueira Crespo.
Ilustradora: Marya Luísa Damasceno Oliveira.
Revisora: Lucineide Lima de Paulo.
Hoje encontramos, à nossa disposição, registros históricos que revelam tecnologias de diferentes épocas. Cada fase da história humana tem sua própria tecnologia, ou ao menos os princípios das que temos conhecimento atualmente. Elas atravessaram o tempo e se deram a conhecer hoje. Normalmente, estavam relacionadas à sobrevivência, à adaptação do homem, podendo ocorrer de forma intencional ou não. De fato, com a nanotecnologia não seria diferente.
Um exemplo disso é o “Cálice de Licurgo”, que já há 1600 anos era revestido por nanopartículas de ouro e prata pelos artesãos da Roma Antiga. Esses artesãos utilizavam tais partículas metálicas misturadas ao vidro para atribuir diferentes colocações a objetos. Então, em uma primeira observação a olho nu, o cálice apresentava cor verde opaca; mas, ao ser iluminado, tornava-se vermelho translúcido.
Os pesquisadores responsáveis por essa descoberta concluíram que tanto as partículas de ouro quanto as de prata foram reduzidas a 50 nanômetros de diâmetro, o que seria equivalente à milésima parte de um grão de sal. Essas nanopartículas foram obtidas a partir aquecido do metal a uma alta pressão de vapor e funcionam como uma espécie de filtro para as ondas de luz. Nesse caso, o ouro e a prata absorvem grande parte dos espectros refletindo apenas a coloração vermelha.
Figura 1: Cálice de Licurgo.
Fonte: British Museum.
O interessante é notar que objetos tradicionais com ouro em sua composição, como jóias e esculturas, costumam ter tons amarelados. Mudanças em propriedades físico-químicas como esta, são comuns quando se compara materiais com ou sem substâncias nanoestruturadas. Se considerarmos um pedaço de giz e uma concha, estaremos diante de materiais com características diferentes, que têm o carbonato de cálcio como substância majoritária. A grande diferença está no tamanho e organização destas partículas, sendo grandes e desorganizadas no giz, e na dimensão do nanômetro nas conchas.
Os primeiros indícios da nanotecnologia na Idade Contemporânea surgiram a partir da palestra “Há mais espaço lá embaixo”, ministrada em 1959 pelo físico norte-americano Richard Phillips Feynman (1918-1988). O pioneiro da física quântica partiu do pretexto “Por que não podemos escrever os 24 volumes inteiros da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete?”.
Ele acreditava que não existiam obstáculos para a construção de pequenos dispositivos compostos por elementos menores ainda, assim criando e aperfeiçoando aparelhos cada vez menores e mais poderosos.
Apesar do conceito ter aparecido bem antes, o termo nanotecnologia só surgiu em 1974, quando o pesquisador japonês Norio Taniguchi (1912-1999) publicou um artigo que abordava o processo de combinação e separação de átomos e moléculas. A palavra nanotecnologia tem sua origem do grego NANOS, que significa anão; e TÉKHNE + LOGIA, também do grego que significam estudo da arte, da técnica ou do ofício.
No entanto, mesmo com Feynman e Taniguchi, o status de “paternidade” dessa nova tecnologia foi dada a Eric Drexler, o escritor do livro “Engenhos da criação: o advento da era da nanotecnologia'', publicado em 1986. Drexler também é considerado o primeiro doutor da área, sendo o responsável pela propagação desse novo conhecimento e, portanto, configurando-se como um nome de grande importância na área.
Figura 2: Linha cronológica da conceituação da nanotecnologia na contemporaneidade.
Fonte: As autoras, 2021.
A nanotecnologia atravessa as áreas da química, da física e da biologia, mas está presente em diversas outras áreas das ciências: por isso o termo nanociências, que revela sua abrangência. Dessa forma a nanotecnologia perpassa desde cosméticos e esportes, a investigações criminais e vacinas.
Figura 3: Áreas de inserção da Nanotecnologia e aplicações
Fonte: Tech 21 (2018).
Essa multiplicidade de usos ocorre devido ao tamanho das partículas trabalhadas que se encontram em uma escala que é o bilionésimo do metro (10-9 ), mais conhecida como nanômetro. Devido a organização dessas partículas, faz-se uso da escala atômica, pois se tentarmos imaginar 10 átomos de hidrogênio enfileirados, podemos considerar, aproximadamente, o tamanho de 1 nanômetro. Assim, a capacidade de reorganizar materiais nessa escala possibilita que o mesmo material apresente novas propriedades desejáveis, tendo um grande impacto em sua forma macro.
Figura 4: Escala métrica.
Fonte: Nel Santana (2010).
Esse novo universo ainda em desenvolvimento, mesmo que surgindo de muito tempo atrás, foi impulsionado principalmente por criações como o microscópio de varredura por tunelamento. Este instrumento foi capaz de registrar imagens de átomos e moléculas em 1981, conferindo o prêmio Nobel de física de 1986 a Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, por tal invenção. Em 1998, cientistas utilizaram esse microscópio para escrever as letras "I-B-M" utilizando 35 átomos de xenônio colocados sobre uma superfície de níquel. A partir disso, projetos de pesquisas na área da nanotecnologia e da nanociência começaram a receber investimentos de grandes países e empresas, a partir dos anos 1990.
Figura 5: Sigla da International Business Machines Corporation escrita com átomos de xenônio.
Fonte: Revista Época (2010).
No Brasil, em 2001, o Governo Federal criou a Iniciativa Brasileira em Nanotecnologia (IBN) que, por sua vez, criou quatro redes corporativas: Rede de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces (Renami); Rede de Nanodispositivos, Semicondutores e Materiais Nanoestruturados (NanoSemiMat); Rede de Nanobiotecnologia (NanoBioTec); e a Rede de Materiais Nanoestruturados (Nanoest). Todas essas instituições recebem fomentos provenientes do CNPq/MCT, como forma de impulsionar a pesquisa e o desenvolvimento da área no País.
Atualmente, o Brasil conta com mais de uma centena de instituições de pesquisa e ensino em todo o País. Os institutos federais, as universidades federais e estaduais dispõem de bolsas de pesquisa para projetos em cursos superiores, mestrados e doutorados; e, também funcionam com programas de incentivo para cientistas e parcerias com indústrias da área. Além disso, há parcerias com institutos e grupos de excelência nos Estados Unidos, Europa, China e Japão, que culminaram em colaborações de pesquisadores laureados com o prêmio Nobel.
Figura 6: Análise da produção científica em nanotecnologia no Brasil.
Fonte: Aline Brito (2014).
Até agora, descobrimos o quanto a nanotecnologia tem evoluído e como está cada vez mais presente em nosso cotidiano, seja dentro ou fora de casa. E falando nisso, que tal a nanotecnologia não só fora de casa, mas fora do nosso planeta? Um máximo, não é?! Então não perca a nossa próxima Nano Curiosidade!
Fontes:
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