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Química

Nanotecnologia e nanociência: o mundo liliputiano

Inah Brider

Isabella Faria

Professoras de Química

Instituições acadêmicas, indústria e governo estão unidos tentando viabilizar processos e técnicas que substituam o fazer químico tradicional - que faz uso indiscriminado de recursos naturais e não se preocupa com os rejeitos tóxicos produzidos em larga escala - por tecnologias que empregam o uso de rotas sintéticas neutras (fotoquímica e síntese biomimética), matérias-primas inócuas e renováveis, reduzindo o impacto no ambiente e na saúde humana.

Paralelamente, mas em harmonia com essa nova forma de ver e ser da química, surgem a nanociência e a nanotecnologia.

A nanociência tem como objetivo projetar, controlar e modificar materiais em nível quase-microscópico - "mesoscópico" -, o que lhe possibilita influir nas propriedades dos materiais. Produz-se, dessa maneira, "materiais inteligentes" para todo tipo de aplicações.

O físico norte-americano Richard Feymann (1918-1988, ganhador do Nobel de Física em 1985), anteviu a nanociência em 1959, quando, no encontro da Sociedade Americana de Física, propôs uma pergunta simples: "Por que não podemos escrever todos os 24 volumes da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete?". A resposta, sustentada por argumentos matemáticos, também era simples: "Basta reduzir em 25 mil vezes o tamanho de tudo o que está escrito na enciclopédia".

Em 1986, o dr. K. Eric Drexeler, considerado um visionário por muitos cientistas da época, publicou o livro "Máquina da Criação", no qual antevê um mundo modificado pela nanotecnologia e antecipa a existência de minirrobôs de aproximadamente um décimo de milésimo de centímetro (10-4 cm). Os minirrobôs seriam como marceneiros com a capacidade de pegar moléculas individuais e colocá-las em lugares específicos, formando qualquer estrutura desejada.

Em suma, a nanociência e nanotecnologia são áreas que se dedicam ao problema da manipulação e controle da matéria na escala da bilionésima parte do metro (10 -9 m): o nano. Isto significa entrar em um terreno onde é possível manipular átomos para construir moléculas e formar objetos, da mesma forma como faz a natureza.

Essas ideias de produzir objetos a partir de moléculas manipulando átomos individualmente, por algum tempo relegadas ao esquecimento, foram retomadas no início de 2000 nos Estados Unidos, com o lançamento da NNI (Iniciativa Nacional de Nanotecnologia, na sigla em inglês). O objetivo da NNI é impulsionar, de forma decisiva, com anuais e progressivos aportes financeiros, o desenvolvimento da nanotecnologia e da nanociência. A iniciativa proporcionou o surgimento de vários centros de pesquisas e grupos interdisciplinares em universidades americanas.

Hoje a nanotecnologia e a nanociência vêm merecendo atenção por parte de vários países, inclusive o Brasil. Em janeiro de 2002 foram ativadas, pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, estruturas para acelerar e sedimentar a pesquisa científica em nano no país, com a intenção de em apenas uma década dar um salto da pesquisa para a aplicação tecnológica em macroescala. Algumas instituições estão desenvolvendo trabalhos nessa área, tais como a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), a Universidade de São Paulo (USP) e a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRS).

A nanotecnologia oferece à humanidade a possibilidade de influir nas propriedades dos materiais com vistas à criação de componentes inteligentes que, em razão de seu diminuto tamanho e ínfimo peso, podem resultar em ferramentas, instrumentos, máquinas e equipamentos para os mais variados setores da atividade humana: ciência médica, engenharia, informática, entre outros.

Eis alguns resultados já conquistados pela pesquisa nanotecnológica:

  • Microscópios de tunelamento e de força atômica capazes de criar imagens de átomos individuais e movê-los de um lado para o outro;
  • Magneto resistência aplicada na cabeça de leitura da maioria dos discos rígidos de computadores;
  • Nanotubos de ouro e de carbono, materiais estratégicos para a produção, respectivamente, de computadores de nova geração e sensores polimétricos. Os nanotubos de carbono são vinte vezes mais resistentes que o aço e mil vezes melhor que o cobre como condutores elétricos;
  • Nanocarregadores em pó para antinflamatórios, que reduzem os efeitos colaterais e aumentam a vida útil dos medicamentos.