O que é nanotecnologia? [e que isso tem a ver com computação]

A manipulação de componentes em escala atômica — ou a nanotecnologia — é um conceito de mais de meio século e que pode ser usado em diversos setores. A ciência da computação é um dos mais beneficiados por ela, graças às melhorias em processadores a cada ano que passa. O nanômetro é usado para as dimensões em escala atômica.

O que é nanotecnologia?

Nanotecnologia é o estudo e entendimento do controle e manipulação de materiais em escala nanométrica, trabalhando diretamente com átomos e moléculas. Ela é empregada em diversos setores, como Medicina, Eletrônica, Ciência de Materiais, Engenharia e Tecnologia da Informação, um dos mais beneficiados por ela.

As ideias e conceitos da nanotecnologia foram apresentados pela primeira vez pelo físico teórico Richard Feynman (1918-1998), um dos pioneiros da eletromecânica quântica. Em dezembro de 1959, na palestra “There’s Plenty of Room at the Bottom” (PDF), ele descreveu métodos em que cientistas seriam capazes de manipular átomos e moléculas para controla-los como quisessem.

O termo surgiu uma década depois, mas o início da nanotecnologia só se deu a partir de 1981, quando cientistas puderam pela primeira vez “ver” os átomos, usando um Microscópio de Varredura por Tunelamento (STM, ou Scanning Tunneling Microscopy).

O que é um nanômetro?

Quando falamos de nanotecnologia, estamos falando de escalas MUITO pequenas.

Um nanômetro (nm) é uma unidade de medida de comprimento que equivale a 0,000000001 m ou para colocar por extenso, um bilionésimo de um metro. Ele é usado para medir distâncias em escala atômica e a nanotecnologia se baseia na habilidade de ver, manipular e controlar átomos (um de hélio, por exemplo, tem 0,1 nm de diâmetro), para diversos fins.

A principal aplicação é desenvolver novos materiais a nível atômico, mais estáveis ou mais versáteis do que os naturais (como o grafeno, por exemplo), ou manipular componentes realmente pequenos, para aumentar sua potência e eficiência.

Como a nanotecnologia é aplicada na computação

De diversas formas. É utilizada no desenvolvimento de telas OLED, nas películas anti-reflexo e impermeabilizantes em telas de TVs e celulares e, claro, no desenvolvimento de novos processadores, cada vez com mais componentes integrados no mesmo espaço físico, para entregar uma maior potência a cada nova geração de chips.

Os processadores disponíveis no mercado hoje utilizam o nanômetro como uma unidade para indicar poder de processamento, mas como já dissemos lá no início, ele é uma unidade de medida de comprimento.

Assim, quando um fabricante disse que desenvolveu um chip num processo de sete nanômetros, o que ele quer dizer é que ele reduziu o espaço entre um componente do núcleo e outro, para sete nanômetros. Isso significa que com mais espaço livre, mais componentes podem ser inseridos no mesmo local. Dessa forma, a potência do processador se torna maior, sem que se aumente o tamanho do próprio processador.

Atualmente, a Intel está tentando lançar processadores para computadores com dez nanômetros, enquanto empresas como TSMC (que produz chips para iPhones), Samsung e ARM já trabalham com núcleos de sete nanômetros. A tendência é, para um futuro próximo, pularmos para cinco nanômetros, embora o limite físico seria, na teoria, um espaço equivalente a um átomo entre os componentes. As fabricantes, no entanto, teorizam o limite teórico mais provável como sendo de um nanômetro.

Entre outras aplicações no setor de Tecnologia, sensores nanoscópicos podem no futuro, serem incluídos em remédios para melhor monitorar a saúde de um paciente, ou até para terapias gênicas, e também podem ser empregados para melhor monitoramento de sistemas, estradas, construções e etc. As aplicações são diversas.

Ao mesmo tempo, é preciso que as empresas tomem medidas de segurança ao desenvolver novos produtos com a tecnologia, principalmente porque os elementos se comportam de forma diferente em escala nanométrica. Assim, um elemento inerte em modo natural pode acabar potencializado quando manipulado a nível atômico, o que poderia levar a diversos problemas sociais, de saúde pública e ambientais.

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