NANOTECNOLOGIA E NANOCIENCIA

GRUPO: ADELIA M. SOUZA E DAIANE L. BARBOSA

Em seu livro Presa, o escritor Michael Crichton nos alerta sobre as possíveis conseqüências do mau uso da nanotecnologia, assim como os vírus de computadores, os nanosistemas podem se tornar perigosos, se como na Tecnologia da Informação surgirem “ovelhas desgarradas” que decidam utilizá-la em proveito próprio, ou se até mesmo se a humanidade não souber utilizá-la de modo a evoluir respeitando a natureza e nosso meio. Nos alerta também para o perigo de confundirmos o trabalho em nome da ciência e da evolução com nossa ganância e interesses próprios. É como ver algo que veio de certa forma para se tornar bom e grandioso, acabar trilhando um caminho bem diferente, levando tudo ao caos, quando na realidade deveria ser bem ao contrário. Mostra como o ser humano erra ao subestimar tanto a natureza quanto as máquinas.

. A história nos mostra a interessante evolução das nanomáquinas, que criadas e depois guiadas por um programa de computador, após serem descartadas passam a evoluir e se portar como seres adaptáveis, que se reproduzem e que pensam como se fossem seres humanos. Ou seja, nanomáquinas que pensam e se comportam como se tivessem vida própria, a isso chamamos de Inteligência Artificial. Ágeis ao buscar soluções para situações em que se sentem em perigo, ou em momentos em que precisam mudar para se adaptar ao ambiente em que se encontram. Passam da posição de máquinas comandadas à posição de predadoras, ao se utilizarem das diretrizes do programa para criar novos comandos e agir por conta própria.

Os seres humanos assumem aqui o papel de criadores, para em seguida se tornam a presa de suas criaturas, talvez por arrogância, talvez, por ganância, ou simplesmente por descuido.

Uma ficção que devido às circunstâncias atuais (avanços cada vez mais freqüentes na área de nanotecnologia), se torna cada vez mais uma realidade .

Como surgiu a nanotecnologia:• Nossa busca por avanços é quase ilimitada. Nos dias de hoje

chegamos a situações jamais imaginadas. Com a tecnologia à nossa disposição, podemos criar e ao mesmo tempo destruir, podemos descobrir coisas concretas e caminhar cada vez mais rumo à evolução.

Criações como a nanotecnologia ou nanociência, um conjunto de tecnologias que se baseiam em Física, Química, Biologia, Ciência, Engenharia de Materiais e na Computação. Esta entre outras descobertas, nos levam a um nível de evolução nunca antes alcançado, ao mesmo tempo que nos trazem apreensão, pelo fato de não se saber se a humanidade está realmente preparada para absorver tal evolução, e também por serem situações que podem fugir ao controle do homem.

A nanotecnologia surgiu em 1959 quando o físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988), em sua palestra intitulada “Há muito espaço lá embaixo”, se referindo à possibilidade de gravar todo o conteúdo da Enciclopédia Britânica onde ele de certa forma já conseguia imaginar que seria possível manipular os átomos para criar materiais, e/ou estender espaços, não no sentido de esticá-los, mas sim no sentido de utilizar o espaço em nível atômico ou subatômico, conseguindo desta forma ocupar espaços jamais vistos a olho nu.

O físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988) Imagens Google - Acesso em 10.06.2009

• Apesar de tudo isso a nanotecnologia começou a se tornar algo concreto em 1985 com a criação do microscópio de tunelamento eletrônico (ou efeito túnel) pela IBM de Zurique, na Suíça. Seus criadores: Heinrich Rohrer e Gerd Binning, ganhadores do Prêmio Nobel. Graças a ele foi possível pela primeira vez ter uma visão topográfica do átomo, a partir de uma espécie de sonda (uma ponta finíssima) existente no microscópio é possível examinar a superfície de uma amostra, e medir a força entre os átomos da sonda e os da superfície. A partir da comparação destes dados é possível investigar as propriedades da amostra, tais como rugosidade, dureza, elasticidade, atrito, entre outras coisas. Mas foi apenas ao apresentar a público o nome da IBM escrito com 35 átomos de xenônio que em 1989, um pesquisador da IBM fez com que a nanotecnologia assumisse seu papel na história.

Xenônio sobre superfície de Ni - Fonte: Imagens Google - Acesso em 10.06.2009

A evolução da nanotecnologia:

1959: Quando tudo começou a partir da palestra de Richard Feynman na reunião da Sociedade Americana de Física (no Instituto de Tecnologia da Califórnia).

1974: Norio Taniguchi cientista da Universidade de Tóquio, utiliza pela primeira vez na história o termo nanotecnologia.

1981: É criado o microscópio eletrônico de tunelamento por Gerd Binning e Heinrich Rohrer

1985: Robert Floyd Curl Jr. Descobre fulerenos, moléculas estruturadas em formato de gaiolas ou de esferas ocas, formadas por anéis de 5 ou 6 átomos de carbono, com capacidade de aprisionar átomos ou moléculas de gases em seu interior.

1986: O cientista e engenheiro americano K. Eric Drexler publica seu livros Engines of Criation (Máquinas da Criação).

1989: Donald Eigler escreve o nome da IBM com 35 átomos de xenônio individuais.

1989: Sumio Ijima no Japão, descobre nanotubos de carbono

2000: Nation Nanotechnoogy Iniciative no Califórnia Institute of Technology, EUA.

2001: Cees Dekker, biofísico holandês, demonstra que que nanotubos podem ser usados como transistores ou como outros dispositivos eletrônicos.

2001: Equipe da IBM constrói uma rede de trasnistores usando nanotubos e mostra, mais tarde um circuito lógico, baseado neles.

2002: Ched Murkin, Químico da Northwestern University, EUA, desenvolve plataforma baseada em nanopartículas para detecção de doenças contagiosas.

Fonte: Revista ensino superior – editra segmento pp. 22-23.

A criação de nanomáquinas:

• Os cientistas acreditam que a partir do momento em que dominarem a técnica de manipulação de micro dispositivos que tornarão possível o tratamento de doenças direto nas células. Uma célula cancerígena por exemplo: poderá ser tratada diretamente, evitando-se assim que a doença ainda dentro da célula se espalhe pelo corpo, ou seja antes que ela se desenvolva, destruindo-a de dentro para fora. Porém para que hajam nanomáquinas é necessário dominar uma técnica que somente a natureza é capaz de dominar e, que se desenvolveu após bilhões de anos ou seja, a química supra-molecular, ou algo como a organização todos os mecanismos, que permitem o bom funcionamento de todo o sistema. Para o homem ainda é complexo o sistema que permite esta integração entre sistemas, para que haja um total funcionamento. A química supramolecular é vista como estratégia mais viável para a montagem de nanoestruturas e nanomáquinas em larga escala.

Fontes: Revista Ciência Hoje – vol. 37, nº 127 pp 28 -29 Revista ensino superior – ano 7, nº 83, pp. 22-23.

Nanotecnologia e cosmética: Na área cosmética, também ocorrem pesquisas no sentido, de se

encontrar maior eficácia no tratamento e no combate ao envelhecimento.

A partir de pesquisas com nanotecnologia ou nanocosméticos, será possível desenvolver cremes mais “poderosos” do que os atuais, pois com nanopartículas torna-se possível um tratamento celular, ou seja a envelhecimento da pele é tratado a partir da camada mais profunda, através das células, o que possibilitará um resultado mais rápido. Pesquisas com protetores solares mais eficientes, e com maior poder de proteção, estão sendo desenvolvidos, a partir de pesquisas com nanocosméticos.

Fonte: http://www.cosmeticos-cia.com.br/artigo2.html - Acesso em 11.06.2009

Nanotecnologia e meio ambiente

Vantagens:

Apesar de tudo que se fala sobre nanotecnologia, não se sabe exatamente quais conseqüências que seu uso pode trazer ao nosso meio ambiente. Alguns cientistas questionam o fato do assunto ser pouco divulgado à população.

Mas mesmo diante de tanta apreensão vários projetos envolvendo a nanotecnologia são iniciados, como é o caso do projeto para despoluição de águas em casos de vazamento de óleo. Por meio da utilização de polímero poroso em forma de micro-esferas contendo nanopartículas magnéticas, através de síntese química. A superfície externa das micro-esferas é tratada quimicamente para que elas não absorvam a água mas apenas o óleo.

Riscos: Os cientistas temem que o uso comercial do carbono em escala

nanométrica por não possuir regulamentações, ou leis de controle, pode gerar efeitos não esperados e indesejados ao meio ambiente, uma vez que alguns compostos são modificados atomicamente, e seus efeitos são desconhecidos. Mesmo com isso as empresas produzem toneladas de nanomateriais para utilização em cosméticos, tintas, revestimentos e tecidos.

Para os pesquisadores é necessário antes de se lançar algo como a nanotecnologia no mercado sem que haja risco à população é necessário vencer alguns desafios como:

• Instrumentos para avaliar a exposição ambiental a nanomateriais;• Métodos para avaliar a toxicidade dos nanomateriais;• Modelos que possam prever o impacto potencial de novos

nanomateriais sinterizados;• Formas de avaliar o impacto de nanomateriais ao longo de seu ciclo de

vida;• Programas estratégicos para permitir pesquisas sobre os riscos da

nanotecnologia

Fontes: http://www.comciencia.br/reportagens/nanotecnologia/nano04.htm Acesso em 14.06.2009

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165061129 Acesso em 14.06.2009

Nanotecnologia no Brasil: Apesar de pouco divulgada no Brasil a nanotecnologia tem aqui o

seu espaço. Institutos como o Centro de Nanociencia e Nanotecnologia César Lattes inaugurado em 04.03.2008, o centro realiza pesquisas em TI na área de nanosemicondutores

Outra referência em nanotecnologia no Brasil é a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), que desenvolve pesquisas para desenvolvimento de plásticos biodegradáveis, cosméticos, além de criar equipamentos como o sensor gustativo ou simplesmente “língua eletrônica”, para avaliação de bebidas, um sensor que permite além da verificação em sabores de bebidas, possibilita testes de qualidade em água mineral, tudo isso de forma simples e a um custo baixo.

Fontes: www.inovação tecnológica.com.br – acesso em 21.03.2009 http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?

artigo=010110020829 -Acesso em 14.06.2009

Áreas de Aplicação da nanotecnologia:

• Biologia e Medicina: Bioquímica, Biofísica DNA, Sistemas naturais,Células; sosméticos, protetores solares, implantes, novos medicamentos, célulascombustíveis, entrega de medicamentos, sistemas imunológicos.• Química: moléculas, polímeros e átomos;tintas aditivos, catalisadores, lubrificantes.• Física:sólidos, semicondutores, quântica;displays, baterias, nanotubo, compostos de carbono, materiais

magnéticos.

• Engenharia:

materiais, Eletrônica, microscopia;

Peças automotivas, cerâmica, purificadores, equipamentos

militares, chips de computadores.• Informática:

Modelos, simuladores, ferramentas;

Gaussiam, Hückel, Molpro, gamess, computação quântica.

Fonte:http://www.comunicarebrasil.com/blognews/index.php?itemid=132 – Acesso

em 11.06.2009

Nanotecnologia chega à água Cientistas de Israel trouxeram a nanotecnologia para a água. Eles

conseguiram produzir água com características físicas semelhantes às da água existente no interior das células vivas. A composição mantém-se a mesma (H2O), mas a "água com nanotecnologia" é mais hidrofóbica - é mais ou menos como uma água capaz de molhar menos.

Ao conseguir produzir água com as mesmas propriedades da água intracelular, os cientistas abriram caminho para uma nova fase na pesquisa de medicamentos, já que ela permite, entre outras possibilidades, a solubilidade de fármacos hidrofóbicos e a estabilização de proteínas e culturas celulares. Batizada de Neowater, a nova água mostrou-se altamente eficaz contra a propagação da bactéria Bacillus subtilis. Ela também pode substituir diversos solventes, como o álcool.

Esta é a aposta dos cientistas para um dos problemas de poluição das águas em todo o mundo usando da tecnologia para a sustentabilidade além de abrir novas fronteiras de pesquisas, quem sabe com possibilidades de estudos que venham a desvendar um pouco mais do comportamento da água, essa água com nanotecnologia deverá, segundo os pesquisadores, permitir aplicações práticas que são até difíceis de serem previstas.

Gastos com Nanotecnologia

O universo da nanotecnologia se expande em ritmo crescente, com um fluxo de investimentos intenso. Os americanos têm destinado a esse ramo de pesquisas mais dinheiro do que aplicaram em qualquer outra iniciativa desde o programa Apollo, na década de 60, que levou o homem à Lua. Em 2007, foram gastos 1,2 bilhão de dólares em laboratórios, seguindo a média dos últimos anos.

O Japão tem investido em proporção quase equivalente. Os pesquisadores chineses aderiram de tal forma a essa nova dimensão da ciência que, no ano passado.

A Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos estima que em 2015 o mercado mundial de nanotecnologia movimentará 1 trilhão de dólares. Perspectivas e aportes desse nível fizeram com que o nanomundo deixasse de ser apenas uma tecnologia emergente, apesar de haver alguns braços, como a nanobiologia, com resultados ainda incipientes

Nanotecnologia e a Medicina

Recentes descobertas sobre o uso desses cilindros vêm da Universidade do Texas, nos Estados Unidos. Ali, cientistas demonstraram por meio de pesquisas com ratos que nanotubos de carbono podem ser usados para transmitir sinais elétricos aos neurônios, as células cerebrais. Se a técnica prosperar com humanos, isso representará uma imensa brecha para uma verdadeira revolução no tratamento de problemas neurológicos. Os tubinhos poderiam ainda ser usados para substituir nervos danificados, nos olhos ou na medula espinhal.

Outro avanço na medicina em medicamentos, nos mostra a nanocápsula, especialmente valiosa no combate ao câncer, uma vez que pode transportar drogas usadas em quimioterapia diretamente aos locais onde se encontram os tumores. Uma vez lá, a cápsula solta os medicamentos, que atacam as células cancerosas, e não as saudáveis deixando as células saudáveis sem agressões das medicações.

Conclusão:

Diante de todos estes fatos a nanotecnologia nos coloca hoje em uma situação em que devemos refletir sobre o modo como buscamos a evolução, pois assim como no livro Presa, corremos o risco de perder o controle sobre algo criado por nós mesmos, em principio para o benefício de todos, mas que se utilizado de forma irresponsável, poderá nos levar a situações de reversão difícil ou quase impossível. O cenário que se revela para a humanidade agora, nos leva como foi dito no início a dois caminhos possíveis: o da evolução ou o da extinção, cabe aos seres humanos, fazer com que o caminho seja o da evolução, a partir do uso responsável de descobertas e de tecnologias, com respeito à natureza e ao meio ambiente.

Fontes:

Sites:

www.olhardigital.com.br acesso: 28/05/2009

www.veja.abril.com.br/tecnologia acesso: 28/05/2009

www.telavivuniversity.com acesso: 28/05/2009

www.revistanova.com.br acesso: 30/05/2009