Macro post "Nano"

A nanotecnologia está presente em muitos componentes eletrônicos, desde computadores até aparelhos da medicina e outros tantos itens que possuem alta tecnologia.

 O que é um nanômetro?

Um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro

Se pudéssemos aumentar medidas numa mesma proporção de modo que o nanômetro ficasse do tamanho de uma bola de futebol, uma moeda de 1 centavo (que mede aproximadamente 1,7cm) seria maior do que a Lua. Através desta comparação, fica bem claro o porquê da alta complexidade ao se trabalhar na escala de nanômetros. Essa tecnologia só existe em laboratórios e indústrias com equipamentos de alta precisão, afinal, são necessárias máquinas muito precisas para trabalhar com componentes tão pequenos, os quais são invisíveis aos nossos olhos.

Por que nanotecnologia?

Eric Drexler

O nome nanotecnologia foi escolhido em decorrência do pequeno tamanho de vários itens utilizados para a construção de componentes inteligentes e de alta tecnologia. O nome nanotecnologia já foi citado há muito tempo atrás, quando os cientistas ainda estavam sonhando com algo de um tamanho tão minúsculo.

O termo “nanotecnologia” foi criado e definido pela Universidade Científica de Tóquio, no ano de 1974.

Quando Eric Drexler popularizou a palavra "nanotecnologia", nos anos 80, referia-se à construção de máquinas à escala molecular, de apenas uns nanómetros de tamanho: motores, braços de robô, inclusive computadores inteiros, muito mais pequenos do que uma célula. Drexler passou os seguintes dez anos a descrever e analisar esses incríveis aparelhos e a dar resposta às acusações de ficção científica. No entanto, a tecnologia convencional estáva a desenvolver a capacidade de criar estructuras simples à escala reduzida. Conforme a nanotecnología se converteu num conceito aceite, o significado da palavra mudou para abranger os tipos mais simples de tecnologia à escala nanométrica. A Iniciativa Nacional de Nanotecnologia dos Estados Unidos foi criada para financiar esse tipo de nanotecnologia: a sua definição inclui qualquer elemento inferior a 100 nanómetros com propriedades novas.

Onde é aplicada esta tecnologia?

A nanotecnologia é aplicada em mais de 800 produtos atualmente. Os processadores de computador são, provavelmente, os componentes eletrônicos que mais se utilizam da nanotecnologia. No atual mercado encontram-se processadores de 45nm (dentro dele ) Além dos processadores, as placas de vídeo têm vários componentes nanoscópicos. Os vídeos games possuem tantos componentes internos que provavelmente se não fosse utilizada a nanotecnologia em vários desses componentes, eles seriam caixas enormes e pesadas.

Em quais outras áreas a nanotecnologia pode ser útil?

Atualmente, pode-se relatar a aplicação da nanotecnologia na Medicina, na Química, na Física quântica, nas indústrias que criam protótipos aeroespaciais, refinarias e muitas tantas outras áreas.

Na medicina, aparelhos para diagnosticar determinadas doenças, as quais não podem ser detectadas apenas com base em sintomas e exames comuns, usam nanotecnologia. Também é muito utilizada para criar remédios.

Onde chegaremos com isso?

Bactérias escravas

Uma equipe de cientistas do MIT programou o comportamento de uma Escherichia coli, bactéria que causa diarréia e colite hemorrágica. “Construí processos bioquímicos que ativaram o ‘e’, o ‘não’ e o ‘implica’ das operações lógicas na bactéria”, afirma Ron Weiss, do MIT. A idéia é poder controlar as células com um programa de computador. Um comando manda um sinal elétrico para o DNA da célula e faz um gene se ativar ou desligar. Com isso, os cientistas se apoderam do mecanismo que faz a célula funcionar e podem ordenar que ela faça o que eles quiserem. Será possível iniciar a produção de uma proteína em doses absolutamente precisas.

Na medicina que está a grande revolução: já pensou como será útil dar um “stop” ou mesmo um “delete” bioquímico numa célula cancerígena?

Chips moleculares

A miniaturização dos chips de silício vai continuar, mas não poderá ultrapassar certos limites, sob pena de perderem eficiência – que é tudo o que queremos deles. James Heat, da Universidade da Califórnia, Estados Unidos, tem uma solução: avançar sobre o mundo molecular. Heat foi um dos colaboradores dos ganhadores do Nobel de Química de 1996, que descobriram o buckminsterfullerene – ou buckyball – um novo material de carbono, batizado em homenagem ao inovador arquiteto americano Buckminster Fuller, morto em 1983. A buckyball é uma esfera de 60 átomos – cabem 1 milhão delas em 1 milímetro. Além de ser muito menor que o silício, o novo material é mais resistente às altas temperaturas que comprometem os chips tradicionais. No laboratório de Heat já funcionam switches formados por essas moléculas.

Os minúsculos dispositivos reagem a pulsos de eletricidade, o que os torna capazes de mudar a seqüência de execução de um programa, tal como os transistores. “As novas máquinas poderão chegar a um bilhão de bilhões de operações por segundo com um consumo de energia de 1 watt”, afirma Heat. “Serão um bilhão de vezes mais eficientes que os computadores baseados no silício.”

Nanorrobô

Quando dominarmos o universo do nanômetro (1 bilionésimo de metro), poderemos, em tese, transformar carvão em diamante. Seremos capazes de construir nanorrobôs, máquinas muito menores que bactérias. Esses robôs trabalharão sozinhos e em rede, rearranjando moléculas, construindo e reconstruindo tudo o que existe. Haverá nanocoisinhas para purificar o ar, para garantir a temperatura e o grau de umidade das plantas na lavoura, câmeras e microfones muito menores que um grão de areia, tudo na mais completa e temerária invisibilidade. Robôs ingeríveis, capazes de se multiplicar, vão identificar vírus e liquidá-los antes que a doença se manifeste.

“Teremos de desenvolver a manufatura molecular entre 2010 e 2020 se quisermos manter a revolução do hardware”, afirma Ralph Merkle, sócio da Zyvex, o único laboratório do mundo especializado em nanotecnologia.

Roupas autolimpantes

Escherichia coli

Se depender do pesquisador Alex Fowler e de sua equipe na Universidade de Massachusetts, Estados Unidos, logo poderemos aposentar nossas máquinas de lavar. Fowler trabalha para rechear os tecidos com bichinhos que comem suor. “Teremos de alimentar nossas roupas, em vez de lavá-las”, diz o cientista. As experiências têm contado com o auxílio luxuoso da Escherichia coli, até agora um patinho feio do mundo das bactérias. Quando trabalhada geneticamente, a E. coli, como é carinhosamente chamada, pode incluir o suor em suas refeições e depois expelir feromônios de cheiro agradável como excreção. Colônias delas limpam e perfumam.

Outros Nanos

Magnetospirillum magneticum

Cientistas Britânicos, se concentram em resolver a questão das bactérias "Magnetospirillum magneticum", que vive em ambientes aquáticos como lagos ou balsas, onde o oxigênio é escasso. Estes seres nadam seguindo as linhas dos campos magnéticos da Terra, alinhando-se como se fossem uma bússola, na busca de concentrações de oxigênio. Ao ingerirem ferro, o elemento entra em contato com certas proteínas em seu corpo e a interação produz pequenos cristais de magnetita, o mais magnético do planeta.

Após estudar como estes micróbios recolhem, moldam e posicionam os nanoimãs dentro de si, os cientistas copiaram o método e aplicaram fora das bactérias, como forma de aumentar os ímãs. Os especialistas acham que esta técnica poderia ser utilizada para construir discos duros dos computadores do futuro, com um tamanho cada vez mais reduzido.

Além de reproduzir estes pequenos ímãs, os especialistas conseguiram também criar pequenos cabos elétricos com a ajuda de organismos vivos, a partir da membrana de células artificiais criadas no laboratório. 

Uma Macro postagem para a nanotecnologia.

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