Nanotecnologia

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NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA

NANOCIÊNCIA e
Nunca o tão pequeno se tornou tão grande. De fato, conforme vislumbrado, quase
meio século atrás, pelo físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988),
em sua palestra de título inusitado – ‘Há muito mais espaço lá embaixo’ –, o impacto
da nanociência e da nanotecnologia nos setores acadêmico, empresarial e na própria
sociedade já é bastantemarcante – para alguns, ele será maior que o causado por
outras revoluções tecnológicas, como a agricultura, a indústria e a microeletrônica.
Neste artigo, são apresentadas algumas das perspectivas que estão se abrindo
com essa grande onda inovadora e como elas se juntam
ao reconhecimento dos importantes avanços científicos que estão
tendo destaque neste Ano Mundial da Física.

D. EIGLERETAL. / IBM (2001)

Henrique E. Toma e Koiti Araki
Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia,
Instituto de Química, Universidade de São Paulo

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NANOCIÊNCIA E NANOTECNOLOGIA

NANOTECNOLOGIA
O gigantesco e promissor
mundo do muito pequeno
Nano – que significa ‘anão’, em grego – é o prefixo usado na
notação científica paraexpressar um bilionésimo
(10-9). Um nanômetro (nm), por exemplo, equivale
a 10-9 m, ou seja, um bilionésimo de metro. Nessa
escala de tamanho, um minúsculo vírus, invisível
a olho nu, se apresenta como uma incrível entidade com cerca de 200 nm. Apesar da dimensão
ínfima, ele camufla, na realidade, uma complexa
máquina molecular aparelhada com todos os dispositivos para invadir as células deorganismos
superiores e utilizá-las em sua reprodução, proporcionando um exemplo típico de tecnologia
nanométrica colocada em prática pela natureza.
É justamente para essa escala que estão convergindo atualmente os processos de miniaturização
na eletrônica, conferindo crescente funcionalidade, desempenho e portabilidade aos aparelhos
modernos. Em 1965, o norte-americano Gordon
Moore,co-fundador da empresa norte-americana
de microprocessadores Intel, previu que a capacidade de integração na eletrônica – ou seja, colocar
vários componentes eletrônicos em uma determinada área – duplicaria a cada ano. Os atuais processadores já incorporam dezenas de milhões de
dispositivos integrados, de dimensões submicrométricas.

Em 2001, pesquisadores da empresa norte-americana
IBM conseguiramposicionar átomos de cobalto (azul)
em uma superfície de cobre (vermelha), formando uma
espécie de ‘curral quântico’ elíptico, com cerca de 20 nm
de largura. Essa ‘cerca’ atua como refletor dos elétrons
superficiais do cobre, confinando as ondas eletrônicas,
que passam a emergir apenas nos focos da elipse.
A tecnologia atual ainda é incipiente para explorar
esse fenômeno para fins práticosEstamos, portanto, na era nano ou da nanotecnologia. Entretanto, paradoxalmente, mantido o
atual ritmo de evolução, o processo de miniaturização na eletrônica à base de silício (elemento
químico mais usado na fabricação de microprocessadores e chips) poderá chegar ao seu limite em
menos de uma década, barrado por problemas que
surgem quando se trabalha com a matéria sólida
em dimensõesatômicas e moleculares.
A lei de Moore, como ficou conhecida essa relação empírica sobre a capacidade de integração
na eletrônica, perderá, então, seu sentido, mas a
evolução não será interrompida. Com o crescimento da nanotecnologia molecular – na direção contrária à da miniaturização –, os nanossistemas e os
dispositivos passarão a ser montados a partir de
átomos e moléculas. [...] Por sinal,vale dizer que,
até o início do século passado, em uma época em
que a quantização e a natureza da matéria ainda
eram assuntos controversos, as idéias contidas em
dois artigos de 1905 do físico alemão Albert Einstein
(1879-1955) e que seriam confirmadas experimentalmente anos depois eliminariam as dúvidas sobre o comportamento dos elétrons nos átomos e
nas moléculas sob ação da luz (efeito...
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