Projeto Experimental – Online
Matéria sobre Nanotecnologia.
24/04/2013.
Escassez de água, doenças infecciosas, acesso à comunicação via internet e à energia elétrica para toda a população do planeta, diminuição do impacto ambiental da agricultura e barateamento do custo de tratamentos médicos são exemplos de graves problemas mundiais que podem ser resolvidos com base na nanotecnologia.
Nanoestruturas são tão pequenas que, assim como átomos, não podem ser vistas com um microscópio comum. Como explica o Dr. Ricardo Papléu, professor da Faculdade de Engenharia da PUCRS, até mesmo o pó seria uma nanoestrutura. Esta tecnologia começou a ser estudada no Japão, na década de 60, mas o termo “nanotecnologia” foi usado pela primeira vez em 1974, pelo professor Norio Taniguchi para descrever a capacidade de construção de materiais na escala nanométrica. Para sua fabricação é necessário um microscópio eletrônico de varredura (MEV), um aparelho capaz de produzir imagens de alta resolução a partir de uma descarga de elétrons de tungstêngio. A dispersão de energia destes elétrons ao atingir a superfície a ser observada e sua absorção pelo material sobre o qual foi projetado formam uma imagem virtual do objeto. Virtual porque o que se vê só é possível devido à descarga de energia dos elétrons e não da luz natural. Esse aparelho é o único que permite observar estruturas em escala molecular, medida em nanômetros, o que corresponde a um milionésimo de milímetro ou um bilionésimo do metro, ou seja, uma partícula mil vezes menor do que uma cabeça de alfiente. O físico alemão, ganhador do prêmio Nobel de 1998, Horst Störmer diz que a nanoescala é a unidade de medida mais interessante para a ciência, porque é o primeiro ponto depois do átomo que permite que uma estrutura seja montada e inserida em qualquer superfície e ambiente. Aí está a solução dos problemas, mas também um risco em potencial à saúde humana e ao meio ambiente.
Por ter este “tamanho invisível” nanoestruturas são capazes de transpor barreiras, o que liga a nanotecnoloia à mecânica quântica. Isso significa que estas partículas podem entrar facilmente em células animais e vegetais. Como estas células naturais não têm meios de defesa contra nanoestruturas artificiais, os danos ainda não são conhecidos. Quando em contato com a corrente sanguínea, as nanopartículas podem penetrar em qualquer outra célula do corpo, como nos neurônios, por exemplo, e causar riscos ainda não conhecidos. Além disso, os nanopoluentes, originados durante a produção de nanomateriais, flutuam facilmente e podem interferir na cadeia alimentar, se alojados sobre uma plantação ou no pasto de animais de corte, por exemplo. Outro grave problema, poso em discussão pelo físico Eric Drexler em seu livro “Engines of Creation” (“Motores da Criação”, sem tradução em português, publicado em 1986), no qual discute um possível cenário apocalíptico causado pela nanotecnologia, é o uso de nanomontadores, uma máquina nanotecnológica capaz de organizar átomos e moléculas de acordo com instruções. É possível construir um montador universal, capaz de se auto-replicar de forma semelhante aos seres vivos. Uma vez construído, este montador poderia executar tarefas em escala industrial e produzir toneladas de determinado nanomaterial, o que seria uma grande vantagem. No entanto, não se pode excluir a possibilidade de que este sistema perca o controle sobre sua reprodução e ameace a vida na terra. A visão de Drexler é criticada pelos químicos Richard Smalley, Nobel de 1996, e George M. Whitesides por apresentar uma ideia cuja aplicação é duvidosa e fazer com que a nanotecnologia seja vista como um risco a ser evitado. Apesar de ser o primeiro doutor em nanotecnologia pelo Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), em 1991, “Engines of Creation” é criticado por apresentar esta tecnologia como ficção científica.
As nanoestruturas são compostas por nanotubos de carbono que, como explica o Dr. Papaléu, que “podem ser mais resistentes que o aço, porém muitas vezes mais leves”. Atualmente, se estuda sua usabilidade para a fabricação de aviões e carros, porém, os nanotubos também podem ser empregados no desenvolvimento de armas mais leves e mais potentes. Por ser de carbono, assim como o grafite e diamantes, teoricamente pode-se fabricar estes dois materiais a partir de nanoestruturas de carbono, o que muda de uma para a outra é apenas as formas de ligação do elemento. Seguindo esta lógica, ainda teoricamente, na medida em que a nanoestrutura se aproxima cada vez mais da composição de um átomo, em algum tempo seria até mesmo possível a fabricação artifical, átomo por átomo, de tecidos vivos, com órgãos, de alimentos, água, ouro e qualquer outro material. A comunidade científica ainda discute a possibilidade real e a aplicação ética deste uso da nanotecnologia.
Pode parecer ficção científica, mas as nanoestruturas estão cada vez mais perto de nós. Cosméticos que prometem fazer rugas desaparecerem através da ação de micropartículas que penetram profundamente na pela são um exemplo do uso cotidiano e em escala industrial da nanotecnologia. Estas prometidas “micropartículas” estão de fato no cosmético, no entanto, a eficácia delas ainda não é comprovada. Em 2002, a fabricante de raquetes de tênis Babolat lançou uma raquete feita com nanotubos de grafite reforçados com nanotubos de carbono. A VS Nanotube Power era muito leve, mas mais resistente que o aço. No mesmo ano, a fabricante de artigos esportivos Wilson lançou a bolinha de tênis Double Core, também provida de nanopartículas, dessa vez de argila, que impedem que o ar escape de dentro da bola. No mesmo ano, o professor Chad Mirkin, da Universidade de Química da Universidade de Northwestern (EUA), desenvolveu uma plataforma de nanopartículas capazes de detectar doenças. Um ano antes, em 2001, uma equipe da IBM construiu uma rede de transistores, usados principalmente para amplificar e interromper sinais elétricos, com nanotubos. Na indústria médica, estuda-se o uso de nanorobôs capazes de destruir moléculas cancerígenas ou o vírus do HIV diretamente nas células infectadas. Em 2005, em um artigo publicado no International Journet of Surgery, a equipe do médico Bradley Nelson, do Instituto Suíço de Tecnologia, afirmava ter fabricado um nanorobô capaz de de ser injetado no corpo do paciente e conduzir cirurgias de alto risco com grande precisão e sem deixar cicatrizes.
Entre outras possíveis utilizações das nanomáquinas estão na despoluição do ar e da água, de derramamentos de óleo no mar à limpeza de água doce para consumo, e na redução, ou mesmo eliminação, do corte de árvores e de recursos não-renováveis, como carvão e petróleo. Não há dúvida de que o uso ético da nanotecnologia pode trazer benefícios para o conforto e saúde humana e ajudar na manutenção de ecossistemas, no entanto, como qualquer tecnologia nova, esta também gera efeitos ainda desconhecidos, seja na economia, na saúde, no meio-ambiente ou na vida em sociedade. A nanotecnologia é uma das áreas interdisciplinares de estudo científico, envolvendo diretamente física, química, biologia e engenharia, que mais tende a crescer e ser investigada nos próximos anos.
Fontes
https://www.ia.unc.edu/MICCAI2005/
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422004000600031&script=sci_arttext
http://seer.cgee.org.br/index.php/parcerias_estrategicas/article/viewFile/138/132