A nanotecnologia é a ciência, tecnologia e engenharia conduzida em escala nanométrica, ou seja, em escala menor que 100 bilionésimos de metro. Nesse sentido, ela lida com estudos de fenômenos e manipulação de elementos de matéria em níveis atômicos.
Apesar de parecer recente, a nanotecnologia já era utilizada a muito tempo, mesmo que de forma involuntária, através do uso de moléculas e outros nanomaterias. Entretanto, apenas com o desenvolvimento de instrumentos mais capacitados, como o microscópio de tunelamento com varredura, foi possível analisar e manipular deliberadamente as nanoestruturas.
A nanotecnologia é amplamente utilizável em diversas áreas, prometendo avanços como a diminuição do consumo de energia de eletrônicos e máquinas, além do fornecimento de tratamentos exclusivos para doenças e a criação de matérias mais leves e resistentes.
Nanomateriais
Nanomateriais são materiais que possuem ao menos uma dimensão na ordem de um nanômetro. Além disso, algumas propriedades dos materiais podem ser diferentes em sua escala nanométrica. Isso ocorre principalmente por dois motivos:
Devido às suas pequenas dimensões, os nanomateriais têm uma área de superfície muito grande quando comparado com o mesmo material produzido em uma forma maior. Como resultado, as propriedades dos materiais dependentes da área são melhoradas, como a reatividade química, também afetando a sua resistência e propriedades elétricas.
Outra razão pela qual as propriedades dos materiais diferem nessa escala é pelos efeitos de tamanho quânticos. Em grandezas tão pequenas como essa, os efeitos quânticos começam a dominar o procedimento da matéria, causando grande diferença em seu comportamento. Pode ser citado como exemplo:
– O cobre, que em escala macroscópica é opaco, se torna transparente ao ser reduzido a nanômetros.
– O alumino passa de um material estável para um combustível em escala nanométrica.
– O silício, inicialmente um isolante, se transforma em condutor se diminuído para um nanomaterial.
Nanotecnologia ascendente e descendente
As duas principais maneiras de manipular matéria em escala nanométrica são: descendente (top-down) e ascendente (bottom-up).
A nanotecnologia descendente ocorre quando as estruturas e mecanismo são miniaturizados para a escala nanométrica. Portanto, é tirado pedaços do material até atingir o formato e tamanho desejado.
Enquanto isso, a nanotecnologia ascendente constrói mecanismos através do processo de automontagem das estruturas nanométricas. Essa montagem normalmente ocorre de forma natural, já que é utilizado a tendência natural das moléculas de se auto alinhar para projetar estruturas com propriedades especificas.
Utilizações da nanotecnologia
A nanotecnologia tem utilizações em diversos setores da sociedade:
Alguns nanomaterias tem capacidade de atacar células cancerígenas de forma seletiva, sem prejudicar outras células saudáveis. Sendo assim, ideias para o tratamento de doenças.
Já que os nanomaterias são mais resistentes e duros, tem utilidade em uma ampla variedade de projetos de engenheira, desde construção civil até projetos mecânicos. Por exemplo, nano-tubos de carbono ajudam a fabricar dispositivos eletrônicos menores, mais rápidos e eficientes.
Também, na indústria têxtil, tecidos formados por nanomaterias são mais leves, resistentes e podem ser impenetráveis, dependendo do tamanho e propriedades das partículas do tecido.
Portanto, é notável a importância da nanotecnologia na indústria atual e todo seu potencial de desenvolvimento em novas utilizações. Entretanto, existe um temor de possíveis problemas ambientais, biológicos e econômicos.
Além disso, pouco se sabe sobre suas interações com seres vivos, já que, por terem tamanho pequeno, tem facilidade em penetrar na pele e causar reações químicas adversas.
Logo, o avanço dos estudos nesta área é essencial para a determinação definitiva dos prós e contras da inserção global desta tecnologia na sociedade. Porém, presume-se que seja breve a espera por estes resultados, por causa de suas inúmeras aplicações.