O que é nanotecnologia? Saiba para que serve e quais são suas aplicações

A nanotecnologia envolve a compreensão e manipulação de matérias na escala nanométrica, ou seja, partículas de elementos em dimensões entre 1 e 100 nanômetros.

Microscópios de tunelamento de varredura (STM) ou de força atômica (AFM) permitem que cientistas visualizem e manipulem as partículas nanométricas, o que possibilita a criação de novos produtos nas mais diversas áreas.

A seguir, entenda o que é a nanotecnologia, saiba mais sobre seu funcionamento, e veja quais suas vantagens e desvantagens de uso.

O que é nanotecnologia?

A nanotecnologia consiste na compreensão e controle de matéria na escala nanométrica, que abrange dimensões aproximadas entre 1 e 100 nanômetros. Para referência de escala, um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro (10^-9), cerca de 80 a 100 mil vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano.

Quando em dimensões nanométricas, alguns materiais apresentam propriedades e efeitos diferentes de suas versões maiores. Logo, a nanotecnologia permite reestruturar elementos para estudar e criar novos materiais e dispositivos para as mais diversas áreas.

Qual é a origem da nanotecnologia?

O conceito de nanotecnologia surgiu em 1959, quando o físico americano Richard Feynman apresentou a palestra “There’s Plenty of Room at the Bottom” e levantou a hipótese de usar máquinas para construir máquinas menores até o nível molecular.

No entanto, o termo “nanotecnologia” só foi cunhado anos mais tarde, em 1974, pelo cientista japonês Norio Taniguchi. À época, o cientista definiu que “a nanotecnologia consiste principalmente no processamento de separação, consolidação e deformação de materiais por um átomo ou uma molécula”.

Esses conceitos serviram de base para que os físicos Gerd Binnig e Heinrich Rohrer criassem um microscópio de tunelamento de varredura (STM), em 1981. A criação serviu como um marco, já que possibilitou a visualização e manipulação direta de átomos individuais.

A partir deste evento, a nanotecnologia se desenvolveu de forma mais concreta e passou ser aplicada em áreas como medicina, química, engenharia, tecnologia, indústria, entre outros setores.

Como funciona a nanotecnologia?

Microscópios poderosos de tunelamento de varredura (STM) ou de força atômica (AFM) permitem a visualização e manipulação de materiais na escala nanométrica (entre 1 e 100 nanômetros), que têm comportamentos diferentes quando observadas nessas dimensões.

Em seguida, é preciso definir a abordagem para produção dos nanomateriais: o método bottom-up produz nanoestruturas construídas átomo a átomo ou molécula por molécula, enquanto a abordagem top-down foca na quebra do material a granel para obtenção de partículas nanométricas, comum na fabricação de eletrônicos, como chips.

E a partir da manipulação das partículas nanométricas, pode-se alterar a estrutura de matérias com a combinação de outros elementos para modificar suas propriedades. Isso permite a criação de um grafite de lapiseira mais leve e resistente ou o lançamento de um semicondutor menor e mais eficiente, por exemplo.

Para que serve a nanotecnologia?

A manipulação de matérias em escala nanométrica da nanotecnologia serve para que cientistas e engenheiros projetem, criem e usem novas estruturas, dispositivos e sistemas. Isso porque certos materiais em escala nanométrica têm propriedades e efeitos diferentes em comparação com suas versões em tamanhos maiores.

Não à toa, o impacto social da nanotecnologia é comparável à linha de montagem da Ford que ficou conhecida como “Fordismo”, devido à sua capacidade de reestruturar elementos e alterar processos, seja na indústria, na medicina, na área da tecnologia, e nos mais diversos campos.

Quais são os exemplos de aplicações de nanotecnologia?

A capacidade de manipular matérias em níveis moleculares ou atômicos permite que a nanotecnologia seja aplicada a praticamente qualquer campo (seja de forma direta ou indireta). Exemplos de aplicações da nanotecnologia, divididos pelas áreas de atuação, incluem:

• Indústria: criação de produtos com outras propriedades e estruturas, além de embalagens com propriedades de armazenamento e durabilidade otimizadas;
• Engenharia: materiais de construção (como tubos, revestimentos, sensores e telhas) mais resistentes;
• Tecnologia: desenvolvimento de chips com cada vez menos nanômetros, telas (de monitores, celular, TVs, entre outros dispositivos) com cores mais vibrantes, e aparelhos dobráveis;
• Medicina: melhores ferramentas de diagnósticos, transporte de medicamentos a determinadas células e estudos de medicina regenerativa;
• Energia: otimização na extração e produção de combustíveis, além da criação de baterias menores e mais eficientes;
• Ambiental: produtos descartáveis menos poluentes, nanopartículas capazes de filtrar água, sensores de detecção de agentes químicos ou biológicos.

Quais são as vantagens da nanotecnologia?

Com possibilidade de aplicação nas mais diversas áreas, a nanotecnologia tem diversas vantagens para as cadeias de estudo, produção e consumo, como:

• Inovação tecnológica: o uso da nanotecnologia promove o desenvolvimento tecnológico ao possibilitar a criação de produtos cada vez menores e mais eficientes;
• Versatilidade de aplicação: a nanotecnologia pode ser aplicada a praticamente qualquer área, devido à sua capacidade de manipular matérias em escala nanométrica;
• Produtos personalizados: devido à capacidade de manipular a estrutura de matérias, a nanotecnologia pode dar luz a produtos reestruturados e com novas propriedades;
• Aumento de produtividade: a otimização de processos, produtos e máquinas com a nanotecnologia impacta positivamente na produtividade de uma empresa.

Quais são as desvantagens da nanotecnologia?

Apesar da nanotecnologia ser um grande propulsor da inovação tecnológica, ela também apresenta riscos e desafios. Algumas das desvantagens da nanotecnologia abrangem:

• Possíveis riscos à saúde: por mais que ainda não existam comprovações, estudos têm focado em analisar riscos à saúde oriundos de nanopartículas;
• Custo elevado: o desenvolvimento e a aplicação da nanotecnologia têm custos elevados, e podem necessitar de atualizações à medida que novas descobertas surgem à tona;
• Problemas éticos: há discussões sobre questões éticas envolvendo a aplicação da nanotecnologia na área da medicina, principalmente quando se fala em possíveis efeitos colaterais ou alterações genéticas;
• Falta de regulamentação: a nanotecnologia ainda carece de regulamentação, leis específicas e políticas de fiscalização em diversas regiões do mundo.