Nanocoisas violando uma lei da física?
[continuando o post anterior…]
Imagine que você está acompanhando a trajetória de uma bola de pingue-pongue – o espaço tridimensional que corresponde ao seu campo de observação é muito semelhante ao que os físicos chamam de espaço de fase, utilizado para acompanhar a trajetória de uma partícula numa simulação de computador. Se soubermos qual é a velocidade e a posição de uma partícula em um tempo inicial qualquer e conhecermos quais equações regem o seu movimento, podemos prever as trajetórias passada e futura dessa partícula. Isso é possível porque as equações de movimento são reversíveis. No entanto, a segunda lei da termodinâmica determina que “a quantidade de entropia de qualquer sistema isolado (fora do equilíbrio) tende a aumentar até atingir um máximo (que corresponde ao seu estado de equilíbrio)” Epa! Percebeu que há algo que aparentemente não fecha nessas duas teorias? Se a entropia tende a aumentar a partir de um tempo inicial, então o desenrolar do movimento da tal partícula mencionada acima vai elevar a entropia do sistema, tanto na direção do passado quanto na direção do futuro (porque as equações de movimento são reversíveis). Se você lembra do que já foi escrito aqui a respeito da seta do tempo, deve ter captado o paradoxo.
Se formos bem criteriosos tal qual o Roberto Takata, observaremos que a definição da segunda lei poderia ser mais adequadamente descrita considerando seu aspecto probabilístico, ao afirmar que na verdade ela apenas quer dizer que “é extremamente improvável que a entropia de um sistema fechado decresça em um dado instante”.
Imagine que você está acompanhando a trajetória de uma bola de pingue-pongue – o espaço tridimensional que corresponde ao seu campo de observação é muito semelhante ao que os físicos chamam de espaço de fase, utilizado para acompanhar a trajetória de uma partícula numa simulação de computador. Se soubermos qual é a velocidade e a posição de uma partícula em um tempo inicial qualquer e conhecermos quais equações regem o seu movimento, podemos prever as trajetórias passada e futura dessa partícula. Isso é possível porque as equações de movimento são reversíveis. No entanto, a segunda lei da termodinâmica determina que “a quantidade de entropia de qualquer sistema isolado (fora do equilíbrio) tende a aumentar até atingir um máximo (que corresponde ao seu estado de equilíbrio)” Epa! Percebeu que há algo que aparentemente não fecha nessas duas teorias? Se a entropia tende a aumentar a partir de um tempo inicial, então o desenrolar do movimento da tal partícula mencionada acima vai elevar a entropia do sistema, tanto na direção do passado quanto na direção do futuro (porque as equações de movimento são reversíveis). Se você lembra do que já foi escrito aqui a respeito da seta do tempo, deve ter captado o paradoxo.Se formos bem criteriosos tal qual o Roberto Takata, observaremos que a definição da segunda lei poderia ser mais adequadamente descrita considerando seu aspecto probabilístico, ao afirmar que na verdade ela apenas quer dizer que “é extremamente improvável que a entropia de um sistema fechado decresça em um dado instante”.
(não desanime! continue lendo, vai valer a pena! por favor?)
Ora, a grosso modo, para tempos relativamente longos e sistemas grandes, a probabilidade de redução da entropia é ridiculamente desprezível e, nessas condições, pode-se considerar sem medo de ser feliz que ela sempre aumenta até atingir um máximo. A questão – e esse é o ponto-chave da coisa toda – é que tal probabilidade já não é tão desprezível assim para sistemas muito pequenos em tempos muito curtos. Pasme como eu, leitor: nesses casos, a entropia pode ser CONSUMIDA ao invés de produzida (daí o termo “violação” da segunda lei)
Uma equação matemática foi proposta em 1993 por Evans e colaboradores para predizer “violações” mensuráveis e relevantes da segunda lei para sistemas numa escala pequena de tamanho durante curtos períodos de tempo. Eles a chamaram de teorema das flutuações, porque se refere às flutuações do grau de entropia de um sistema em relação a uma média. Parece difícil entender isso à primeira vista, mas é como pensar na loucura do clima: em alguns dias chove, em outros faz um sol danado (flutuações) e na média um mês pode ser chuvoso, seco, etc. O fato de que um mês qualquer foi muito chuvoso não quer dizer que em nenhum momento desse período fez um belo dia de sol. Capiche? A ideia é genial, mas o fato é que NENHUMA demonstração experimental desse teorema havia sido feita. Até agora.
And now, the conclusion.
Wang e colegas conseguiram realizar essa façanha em 2002. Ao acompanhar a trajetória de nanopartículas de látex suspensas em água, empregando uma “armadilha óptica” composta por feixes de laser, eles demonstraram experimentalmente o “consumo espontâneo” de entropia em sistemas com distância coloidal (de poucos nanômetros) em tempos da ordem de segundos. Os resultados experimentais foram muito semelhantes àqueles obtidos por simulação de computador. De acordo com os autores, os resultados obtidos podem ajudar a entender como funcionam os motores de proteínas e também as nanomáquinas que o homem eventualmente construirá.
O teorema das flutuações indica que transformar máquinas macroscópicas em máquinas microscópicas não é uma simples questão de redução de escala. Quanto menores esses dispositivos, maior é a probabilidade de que funcionem de forma “termodinamicamente reversa” àquela esperada para a escala macroscópica. Se construirmos nanomáquinas, precisamos considerar que elas estarão sujeitas a esse efeito. Da mesma forma, as nanomáquinas “biológicas” dentro das nossas células devem tirar algum proveito disso tudo. Portanto, a resposta à pergunta feita pelo Joao é que o teorema das flutuações tem sim importantes implicações para a nanotecnologia e – nas palavras dos autores – também no próprio entendimento de como funciona a vida.
Um P.S. importante: Antes que alguém mais imaginativo encha-se de esperanças ao ler esse texto, é bom deixar claro que nanomáquinas jamais poderiam ser moto-perpétuos, pois ao longo do tempo a probabilidade média de aumento da entropia é cada vez maior. É, meu amigo, não tem jeito… A segunda lei é inexorável!
Evans, D., Cohen, E., & Morriss, G. (1993). Probability of second law violations in shearing steady states Physical Review Letters, 71 (15), 2401-2404 DOI: 10.1103/PhysRevLett.71.2401
Wang, G., Sevick, E., Mittag, E., Searles, D., & Evans, D. (2002). Experimental Demonstration of Violations of the Second Law of Thermodynamics for Small Systems and Short Time Scales Physical Review Letters, 89 (5) DOI: 10.1103/PhysRevLett.89.050601
Você foi vítima de um plano maquiavélico
Este blog, dedicado à nanobiotecnologia e afins, tem tratado também de temas diversos como teoria do caos, segunda lei da termodinâmica e seta do tempo. E você, leitor, deve ter se perguntado:
“- Ora bolas, o que essas coisas têm a ver com a temática do Bala Mágica?”
Pois agora revelarei: tudo isso foi maquiavelicamente arquitetado como uma grande introdução a …. este post fatídico! Há meses estou enrolando para responder uma pergunta feita aqui no Bala Mágica pelo Joao, do Crónica da Ciência. O motivo? Muito simples. Eu precisei estudar a respeito.
Eis a pergunta que deu início a tudo:
(Joao) “O que achas disto: http://www.newscientist.com/article/dn2572-second-law-of-thermodynamics-broken.html, as implicações para a nanotecnologia são realmente novas?”
Depois de ler essa pergunta, passar os olhos pela referência científica original, babar por alguns segundos olhando para a tela do computador num estado semi-catatônico e lembrar daquela célebre frase de Sócrates (o filósofo, não o jogador de futebol), comecei a destrinchar a teoria e formular uma resposta. E consegui, finalmente! Você poderá conferi-la no próximo post (com direito a medaglia!). Aguarde e confie.
[continua….]
“- Ora bolas, o que essas coisas têm a ver com a temática do Bala Mágica?”
Pois agora revelarei: tudo isso foi maquiavelicamente arquitetado como uma grande introdução a …. este post fatídico! Há meses estou enrolando para responder uma pergunta feita aqui no Bala Mágica pelo Joao, do Crónica da Ciência. O motivo? Muito simples. Eu precisei estudar a respeito.
Eis a pergunta que deu início a tudo:
(Joao) “O que achas disto: http://www.newscientist.com/article/dn2572-second-law-of-thermodynamics-broken.html, as implicações para a nanotecnologia são realmente novas?”
Depois de ler essa pergunta, passar os olhos pela referência científica original, babar por alguns segundos olhando para a tela do computador num estado semi-catatônico e lembrar daquela célebre frase de Sócrates (o filósofo, não o jogador de futebol), comecei a destrinchar a teoria e formular uma resposta. E consegui, finalmente! Você poderá conferi-la no próximo post (com direito a medaglia!). Aguarde e confie.
[continua….]
Um causo sobre cachaça
Na quinta-feira passada, estava eu degustando cachaças numa famosa cachaçaria de São Paulo, na excelente companhia de Igor S. e Rafael, quando vejo meus dois companheiros de mesa rindo e se perguntando se por acaso existia cachaça de silício. O motivo da gracinha foi uma pergunta feita ao garçom pela moça da mesa ao lado: “-Vocês têm cachaça orgânica?”
(Se você tiver a oportunidade, experimente a cachaça Paladar, produzida em Minas Gerais e envelhecida em tonéis de Amburana. Satisfação garantida.)
Lógico que eu também achei a maior graça do pedido da moça e da gracinha subsequente, porque sempre associei “orgânico” com “tudo aquilo que possui cadeias de carbono e hidrogênio na sua estrutura”. Fui buscar outros usos do termo “orgânico” e, para minha surpresa, descobri a Lei No 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que dispõe sobre agricultura orgânica. De acordo com o Art. 1º desta Lei, “[c]onsidera-se sistema orgânico de produção agropecuária todo aquele em que se adotam técnicas específicas, mediante a otimização do uso dos recursos naturais e socioeconômicos disponíveis e o respeito à integridade cultural das comunidades rurais, tendo por objetivo a sustentabilidade econômica e ecológica, a maximização dos benefícios sociais, a minimização da dependência de energia não-renovável, empregando, sempre que possível, métodos culturais, biológicos e mecânicos, em contraposição ao uso de materiais sintéticos, a eliminação do uso de organismos geneticamente modificados e radiações ionizantes, em qualquer fase do processo de produção, processamento, armazenamento, distribuição e comercialização, e a proteção do meio ambiente.” De acordo com o Art. 3º do Decreto No. 6323, que regulamenta essa lei, são diretrizes da agricultura orgânica I – contribuição da rede de produção orgânica ao desenvolvimento local, social e econômico sustentáveis; IV – incentivo à integração da rede de produção orgânica e à regionalização da produção e comércio dos produtos, estimulando a relação direta entre o produtor e o consumidor final; entre outras. Fica claro, lendo a Lei No. 10.831 e o Decreto No. 6323, que a cultura orgânica é mais que um processo sem agrotóxicos de origem sintética. É praticamente uma filosofia de vida.
É inegável que a quantidade reduzida de agrotóxicos nos produtos orgânicos em comparação com os convencionais pode ser vantajosa para a saúde humana. Mas isso é uma vantagem ambiental? Pode parecer estranho levantar esse questionamento, mas ao perguntar a Luiz Bento do Discutindo Ecologia, qual sua opinião sobre o assunto, meu colega de SBBr citou um artigo científico sobre o tema e contou-me que, “como a agricultura orgânica não usa organismos geneticamente modificados e nem excesso de agrotóxico e fertilizante, a sua produção por hectare acaba sendo menor. Dessa forma, seria preciso uma área maior de plantio para ter uma produção equivalente à da agricultura tradicional. O resultado seria um maior impacto na biodiversidade. Em resumo: melhor por um lado, pior por outro.”
Em termos nutricionais, não há dados conclusivos de cunho epidemiológico que mostrem que tais produtos são mais nutritivos que aqueles de origem orgânica. No entanto, a maioria das pessoas procura os alimentos orgânicos porque estes são “mais saudáveis”. Isso permite concluir que há um fator subjetivo forte nesse tipo de compra. Isso acaba elevando bastante o preço de produtos orgânicos no varejo, embora o seu custo de produção seja relativamente semelhante ao de produtos convencionais. Ora, então comprar diretamente do produtor acaba sendo não só ambientalmente menos impactante – pois elimina os intermediários e toda a poluição causada por eles -, como também muito mais barato.
No fim das contas, alimentos orgânicos podem ser uma ideia interessante, mas não são a “salvação da lavoura” (belo trocadilho do Luiz Bento!). Consumir menos sempre é melhor que consumir muito, por mais “verde” que seja o produto.
(Se você tiver a oportunidade, experimente a cachaça Paladar, produzida em Minas Gerais e envelhecida em tonéis de Amburana. Satisfação garantida.)
Lógico que eu também achei a maior graça do pedido da moça e da gracinha subsequente, porque sempre associei “orgânico” com “tudo aquilo que possui cadeias de carbono e hidrogênio na sua estrutura”. Fui buscar outros usos do termo “orgânico” e, para minha surpresa, descobri a Lei No 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que dispõe sobre agricultura orgânica. De acordo com o Art. 1º desta Lei, “[c]onsidera-se sistema orgânico de produção agropecuária todo aquele em que se adotam técnicas específicas, mediante a otimização do uso dos recursos naturais e socioeconômicos disponíveis e o respeito à integridade cultural das comunidades rurais, tendo por objetivo a sustentabilidade econômica e ecológica, a maximização dos benefícios sociais, a minimização da dependência de energia não-renovável, empregando, sempre que possível, métodos culturais, biológicos e mecânicos, em contraposição ao uso de materiais sintéticos, a eliminação do uso de organismos geneticamente modificados e radiações ionizantes, em qualquer fase do processo de produção, processamento, armazenamento, distribuição e comercialização, e a proteção do meio ambiente.” De acordo com o Art. 3º do Decreto No. 6323, que regulamenta essa lei, são diretrizes da agricultura orgânica I – contribuição da rede de produção orgânica ao desenvolvimento local, social e econômico sustentáveis; IV – incentivo à integração da rede de produção orgânica e à regionalização da produção e comércio dos produtos, estimulando a relação direta entre o produtor e o consumidor final; entre outras. Fica claro, lendo a Lei No. 10.831 e o Decreto No. 6323, que a cultura orgânica é mais que um processo sem agrotóxicos de origem sintética. É praticamente uma filosofia de vida.
É inegável que a quantidade reduzida de agrotóxicos nos produtos orgânicos em comparação com os convencionais pode ser vantajosa para a saúde humana. Mas isso é uma vantagem ambiental? Pode parecer estranho levantar esse questionamento, mas ao perguntar a Luiz Bento do Discutindo Ecologia, qual sua opinião sobre o assunto, meu colega de SBBr citou um artigo científico sobre o tema e contou-me que, “como a agricultura orgânica não usa organismos geneticamente modificados e nem excesso de agrotóxico e fertilizante, a sua produção por hectare acaba sendo menor. Dessa forma, seria preciso uma área maior de plantio para ter uma produção equivalente à da agricultura tradicional. O resultado seria um maior impacto na biodiversidade. Em resumo: melhor por um lado, pior por outro.”
Em termos nutricionais, não há dados conclusivos de cunho epidemiológico que mostrem que tais produtos são mais nutritivos que aqueles de origem orgânica. No entanto, a maioria das pessoas procura os alimentos orgânicos porque estes são “mais saudáveis”. Isso permite concluir que há um fator subjetivo forte nesse tipo de compra. Isso acaba elevando bastante o preço de produtos orgânicos no varejo, embora o seu custo de produção seja relativamente semelhante ao de produtos convencionais. Ora, então comprar diretamente do produtor acaba sendo não só ambientalmente menos impactante – pois elimina os intermediários e toda a poluição causada por eles -, como também muito mais barato.
No fim das contas, alimentos orgânicos podem ser uma ideia interessante, mas não são a “salvação da lavoura” (belo trocadilho do Luiz Bento!). Consumir menos sempre é melhor que consumir muito, por mais “verde” que seja o produto.
Que bela divulgação científica!
Li no Boletim da Agência FAPESP: dia 25 de janeiro deste ano teve início a Mostra Internacional On-line de Nanoarte 2009-2010, organizada por Cris Orfescu, professor da Universidade de Nova York (Estados Unidos). Há 154 imagens na exposição, das quais 15 foram produzidas por pesquisadores ligados ao Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (post anterior sobre o CMDMC aqui), o qual é coordenado pelo professor Elson Longo, do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp).
Eis uma forma inegavelmente linda de divulgar a ciência, você não acha? Há imagens fabulosas lá, recomendo a visita!
Eis uma forma inegavelmente linda de divulgar a ciência, você não acha? Há imagens fabulosas lá, recomendo a visita!
A moda segue as tendências da ciência ….
“Por acaso, surpreendo-me no espelho:
Quem é esse que me olha e é tão mais velho que eu? (…)
Parece meu velho pai – que já morreu! (…)
Nosso olhar duro interroga:
“O que fizeste de mim?” Eu pai? Tu é que me invadiste.
Lentamente, ruga a ruga…”
Já disse um poeta romano que “começamos a morrer no momento em que nascemos”. Sentimos a seta do tempo com toda a força, tal qual o querido Mario Quintana bem retratou em seu poema “Espelho”, parcialmente transcrito logo acima.
O ser humano tem um medo terrível de envelhecer. E a indústria do marketing sabe muito bem disso. Associar um produto com a imagem de juventude vende. Se há a promessa de tornar mais jovem a aparência física do consumidor, aí vende ao cubo. E não importa se o “componente rejuvenescedor” presente no produto pode de fato cumprir a sua promessa ou se é apenas o que o pessoal do marketing chama de “conceito” – algo que está lá no produto, é chique, moderno e chama público, mas na prática não faz muita diferença na eficácia final. O que importa é que vai despertar a atenção, e isso já é meio caminho andado para efetivar a venda.
As promessas de rejuvenescimento geralmente estão associadas a produtos que contêm tecnologias de ponta. O tipo de tecnologia desenvolvida é algo que pode depender do contexto histórico: no meio científico, alguns assuntos são considerados mais quentes que outros, caracterizando uma espécie de “moda” da ciência de uma determinada época. O curioso é quando essas tendências da ciência acabam ditando moda fora do meio acadêmico. Como disse a estilista Coco Chanel, “a moda não é algo presente apenas nas roupas. A moda está no céu, nas ruas, a moda tem a ver com idéias, a forma como vivemos, o que está acontecendo.”
Bem, dizem as más línguas que nanotecnologia está na moda nos dias atuais…. E essa longa introdução é apenas para afirmar que não tenho mais como discordar de tal afirmação: uma empresa de moda lançou, na última Fashion Rio, roupas cujos tecidos contêm nanopartículas de vitaminas e óleo vegetais, com função antienvelhecimento e hidratante. De acordo com os produtores das roupas, as nanopartículas seriam liberadas do tecido, de forma a atingir camadas mais profundas da pele durante o uso da vestimenta. Além disso, as nanopartículas permaneceriam por mais de um ano nos tecidos, mesmo após várias lavagens. Parando para pensar, não haveria um paradoxo nessas duas informações? Se não há, é preciso haver concentração suficiente das substâncias ativas na pele para que os efeitos sejam sentidos. Por isso, lanço no ar a pergunta: quanto ao efeito prometido na pele, a presença de tais nanopartículas no tecido das roupas de fato faz diferença, ou é apenas um “conceito”?
P.S.: Se você ainda não está sabendo, escrever sobre moda faz parte das últimas tendências aqui do ScienceBlogs Brasil (vale ler a respeito aqui, aqui e aqui). O Bala Mágica (blog antenado, “chic” e mui modesto que é) não poderia ficar de fora, não é mesmo?
Quem é esse que me olha e é tão mais velho que eu? (…)
Parece meu velho pai – que já morreu! (…)
Nosso olhar duro interroga:
“O que fizeste de mim?” Eu pai? Tu é que me invadiste.
Lentamente, ruga a ruga…”
Já disse um poeta romano que “começamos a morrer no momento em que nascemos”. Sentimos a seta do tempo com toda a força, tal qual o querido Mario Quintana bem retratou em seu poema “Espelho”, parcialmente transcrito logo acima.
O ser humano tem um medo terrível de envelhecer. E a indústria do marketing sabe muito bem disso. Associar um produto com a imagem de juventude vende. Se há a promessa de tornar mais jovem a aparência física do consumidor, aí vende ao cubo. E não importa se o “componente rejuvenescedor” presente no produto pode de fato cumprir a sua promessa ou se é apenas o que o pessoal do marketing chama de “conceito” – algo que está lá no produto, é chique, moderno e chama público, mas na prática não faz muita diferença na eficácia final. O que importa é que vai despertar a atenção, e isso já é meio caminho andado para efetivar a venda.
As promessas de rejuvenescimento geralmente estão associadas a produtos que contêm tecnologias de ponta. O tipo de tecnologia desenvolvida é algo que pode depender do contexto histórico: no meio científico, alguns assuntos são considerados mais quentes que outros, caracterizando uma espécie de “moda” da ciência de uma determinada época. O curioso é quando essas tendências da ciência acabam ditando moda fora do meio acadêmico. Como disse a estilista Coco Chanel, “a moda não é algo presente apenas nas roupas. A moda está no céu, nas ruas, a moda tem a ver com idéias, a forma como vivemos, o que está acontecendo.”
Bem, dizem as más línguas que nanotecnologia está na moda nos dias atuais…. E essa longa introdução é apenas para afirmar que não tenho mais como discordar de tal afirmação: uma empresa de moda lançou, na última Fashion Rio, roupas cujos tecidos contêm nanopartículas de vitaminas e óleo vegetais, com função antienvelhecimento e hidratante. De acordo com os produtores das roupas, as nanopartículas seriam liberadas do tecido, de forma a atingir camadas mais profundas da pele durante o uso da vestimenta. Além disso, as nanopartículas permaneceriam por mais de um ano nos tecidos, mesmo após várias lavagens. Parando para pensar, não haveria um paradoxo nessas duas informações? Se não há, é preciso haver concentração suficiente das substâncias ativas na pele para que os efeitos sejam sentidos. Por isso, lanço no ar a pergunta: quanto ao efeito prometido na pele, a presença de tais nanopartículas no tecido das roupas de fato faz diferença, ou é apenas um “conceito”?
P.S.: Se você ainda não está sabendo, escrever sobre moda faz parte das últimas tendências aqui do ScienceBlogs Brasil (vale ler a respeito aqui, aqui e aqui). O Bala Mágica (blog antenado, “chic” e mui modesto que é) não poderia ficar de fora, não é mesmo?
Nanotoxicologia
Já sabemos que a nanotecnologia pode trazer muitos benefícios à humanidade, mas quais são todos os seus riscos? É no contexto dessa pergunta que uma nova área da ciência, chamada nanotoxicologia, tem dado seus primeiros passos. Alguns estudos dessa área vêm apontando evidências concretas de que certos nanomateriais (tais como nanopartículas de óxidos metálicos) podem apresentar riscos toxicológicos e ambientais. Por outro lado, há trabalhos com resultados altamente questionáveis sobre o grau de toxicidade de nanoprodutos.
Um estudo recentemente publicado na Nature Nanotechnology avivou essa discussão e causou um alvoroço na mídia ao demonstrar uma situação curiosa: nanopartículas de cromo-cobalto foram capazes de danificar DNA de fibroblastos (um tipo de célula humana), sem entrar em contato direto com ele. Isso quer dizer que o fato de estarem fisicamente distantes não impediu que as nanopartículas causassem dano ao DNA. De acordo com os autores, a explicação reside na ativação de cascatas de sinalização celular.
Duas perguntas podem estar ocorrendo ao leitor nesse momento:
1) Como seria o comportamento dessas nanopartículas no nosso corpo, considerando membranas como a placenta?
2) Todas as nanopartículas oferecem o mesmo risco?
No que se refere à primeira pergunta, nem sempre é possível fazer esse tipo de extrapolação, e testes in vivo acabam sendo necessários. Além disso, é preciso considerar que as concentrações de cromo e cobalto utilizadas foram altas o suficiente para causar prejuízos sérios à saúde, independentemente dos mesmos estarem ou não na nanoescala. Uma exposição a cromo e cobalto nas concentrações do estudo é algo altamente improvável (ufa!). Quanto à segunda pergunta, cabe lembrar que nanopartícula não é tudo igual! É complicado extrapolar o resultado desse estudo para outras nanopartículas porque os efeitos biológicos variam muito conforme o tipo de nanomaterial – quem garante que os mesmos mecanismos de sinalização celular serão ativados na presença de um material nanométrico de composição e/ou tamanho diferentes? Pode ser que alguma mudança na estrutura ou composição da nanopartícula faça toda a diferença (tanto para melhor quanto para pior em termos de toxicidade).
(para entender o quanto as cascatas bioquímicas do nosso corpo são complexas, vale conferir o último post do Gabriel Cunha no RNAm)
Nesse sentido, é preciso olhar esses estudos com atenção e cautela. Como mencionado acima, a nanotoxicologia ainda é uma área bastante recente. Propostas de classificação de nanopartículas para fins regulatórios têm sido baseadas principalmente na biodegradabilidade dos seus componentes, no tamanho médio das partículas e nas características da sua superfície. Porém, enquanto não encontrarmos uma forma definitiva de generalizar o comportamento biológico das nanopartículas com base em suas características estruturais, os seus riscos precisarão ser avaliados caso a caso.
Um estudo recentemente publicado na Nature Nanotechnology avivou essa discussão e causou um alvoroço na mídia ao demonstrar uma situação curiosa: nanopartículas de cromo-cobalto foram capazes de danificar DNA de fibroblastos (um tipo de célula humana), sem entrar em contato direto com ele. Isso quer dizer que o fato de estarem fisicamente distantes não impediu que as nanopartículas causassem dano ao DNA. De acordo com os autores, a explicação reside na ativação de cascatas de sinalização celular.
Duas perguntas podem estar ocorrendo ao leitor nesse momento:
1) Como seria o comportamento dessas nanopartículas no nosso corpo, considerando membranas como a placenta?
2) Todas as nanopartículas oferecem o mesmo risco?
No que se refere à primeira pergunta, nem sempre é possível fazer esse tipo de extrapolação, e testes in vivo acabam sendo necessários. Além disso, é preciso considerar que as concentrações de cromo e cobalto utilizadas foram altas o suficiente para causar prejuízos sérios à saúde, independentemente dos mesmos estarem ou não na nanoescala. Uma exposição a cromo e cobalto nas concentrações do estudo é algo altamente improvável (ufa!). Quanto à segunda pergunta, cabe lembrar que nanopartícula não é tudo igual! É complicado extrapolar o resultado desse estudo para outras nanopartículas porque os efeitos biológicos variam muito conforme o tipo de nanomaterial – quem garante que os mesmos mecanismos de sinalização celular serão ativados na presença de um material nanométrico de composição e/ou tamanho diferentes? Pode ser que alguma mudança na estrutura ou composição da nanopartícula faça toda a diferença (tanto para melhor quanto para pior em termos de toxicidade).
(para entender o quanto as cascatas bioquímicas do nosso corpo são complexas, vale conferir o último post do Gabriel Cunha no RNAm)
Nesse sentido, é preciso olhar esses estudos com atenção e cautela. Como mencionado acima, a nanotoxicologia ainda é uma área bastante recente. Propostas de classificação de nanopartículas para fins regulatórios têm sido baseadas principalmente na biodegradabilidade dos seus componentes, no tamanho médio das partículas e nas características da sua superfície. Porém, enquanto não encontrarmos uma forma definitiva de generalizar o comportamento biológico das nanopartículas com base em suas características estruturais, os seus riscos precisarão ser avaliados caso a caso.
A direção do futuro
Viradas de ano são momentos em que muitas pessoas fazem um balanço sobre suas vidas. Onde acertaram, onde erraram, quais foram seus ganhos e suas perdas no ano que passou. O futuro é vorazmente desejado, e a expectativa de que seja auspicioso embala os primeiros dias de janeiro. O tempo (e como o percebemos) vem sendo foco de discussão de filósofos e poetas desde priscas eras. Para o filósofo Santo Agostinho, somente o presente existe – o passado é memória, o futuro ainda não aconteceu.
“Que é o tempo? Quem poderá explicá-lo clara e brevemente? Quem o poderá apreender, mesmo só com o pensamento, para depois nos traduzir, por palavras, o seu conceito?”
[AGOSTINHO, S. Confissões. 18a. Edição. Rio de Janeiro: Vozes, 2002.]
“Que é o tempo? Quem poderá explicá-lo clara e brevemente? Quem o poderá apreender, mesmo só com o pensamento, para depois nos traduzir, por palavras, o seu conceito?”
[AGOSTINHO, S. Confissões. 18a. Edição. Rio de Janeiro: Vozes, 2002.]
Newton considerava o tempo linear, infinito e completamente dissociado do conceito de espaço. Einstein abalou as estruturas da física ao demonstrar que o tempo pode ser curvado e não existe independentemente do espaço. Stephen Hawking, para completar, afirmou que o tempo teve um início e terá um fim. Os físicos podem ser mais poéticos do que imaginam…
Estava perdida nesses pensamentos filosóficos até esse instante, quando escutei um barulho na cozinha – acabaram de derrubar um copo no chão! Os cacos de vidro que resultaram dessa queda jamais voltarão espontaneamente a ser copo, porque seu grau de desordem (entropia) aumentou. A segunda lei da termodinâmica é inexorável! O universo tende a aumentar sua entropia até um máximo e não há o que possamos fazer a respeito. Um vidreiro poderia coletar os cacos de vidro e reconstruir o copo, mas o seu aumento de ordem implicaria em um aumento de desordem dos arredores (pois energia seria requerida no processo de reconstrução, a qual seria gerada pela queima de combustível – e combustível queimado tem entropia maior que combustível não-queimado).
Se a entropia do universo sempre aumenta, então logicamente a entropia de ontem é menor que a de hoje, que por sua vez é menor que a de amanhã. “O crescimento da entropia designa, pois, a direção do futuro” [Ilya Prigogine, O Fim das Certezas – Tempo, Caos e Leis da Natureza, Editora UNESP, São Paulo, p. 25, 1996]. É a famosa seta do tempo, da qual somos atores, vítimas e, muitas vezes, fugitivos frustrados. Embora a passagem do tempo seja inevitável, a forma como a percebemos pode ser cruel ou apaziguadora. Tudo depende de nosso olhar.
“Move-se a mão que escreve, e tendo escrito, segue adiante;
Nem toda a tua Piedade ou o teu Saber a atrairão de volta, para que risque sequer metade de uma linha;
Nem todas as tuas Lágrimas lavarão uma só de tuas Palavras.”
Omar Khayyam (poeta, matemático e astrônomo persa)
Estava perdida nesses pensamentos filosóficos até esse instante, quando escutei um barulho na cozinha – acabaram de derrubar um copo no chão! Os cacos de vidro que resultaram dessa queda jamais voltarão espontaneamente a ser copo, porque seu grau de desordem (entropia) aumentou. A segunda lei da termodinâmica é inexorável! O universo tende a aumentar sua entropia até um máximo e não há o que possamos fazer a respeito. Um vidreiro poderia coletar os cacos de vidro e reconstruir o copo, mas o seu aumento de ordem implicaria em um aumento de desordem dos arredores (pois energia seria requerida no processo de reconstrução, a qual seria gerada pela queima de combustível – e combustível queimado tem entropia maior que combustível não-queimado).
Se a entropia do universo sempre aumenta, então logicamente a entropia de ontem é menor que a de hoje, que por sua vez é menor que a de amanhã. “O crescimento da entropia designa, pois, a direção do futuro” [Ilya Prigogine, O Fim das Certezas – Tempo, Caos e Leis da Natureza, Editora UNESP, São Paulo, p. 25, 1996]. É a famosa seta do tempo, da qual somos atores, vítimas e, muitas vezes, fugitivos frustrados. Embora a passagem do tempo seja inevitável, a forma como a percebemos pode ser cruel ou apaziguadora. Tudo depende de nosso olhar.
“Move-se a mão que escreve, e tendo escrito, segue adiante;
Nem toda a tua Piedade ou o teu Saber a atrairão de volta, para que risque sequer metade de uma linha;
Nem todas as tuas Lágrimas lavarão uma só de tuas Palavras.”
Omar Khayyam (poeta, matemático e astrônomo persa)
Adeus, 2009
Esperança
(Mário Quintana)
Lá bem no alto do décimo segundo andar do Ano
Vive uma louca chamada Esperança
E ela pensa que quando todas as sirenas
Todas as buzinas
Todos os reco-recos tocarem
Atira-se
E – ó delicioso vôo!
Ela será encontrada miraculosamente incólume na calçada,
Outra vez criança…
E em torno dela indagará o povo:
– Como é teu nome, meninazinha de olhos verdes?
E ela lhes dirá
(É preciso dizer-lhes tudo de novo!)
Ela lhes dirá bem devagarinho, para que não esqueçam:
– O meu nome é ES-PE-RAN-ÇA…
Do livro “Nova Antologia Poética”, Editora Globo – São Paulo, 1998.
Sabe, 2009 foi um ano muito caótico para a minha pessoa … Mas como, às vezes, do caos pode nascer ordem, acabou surgindo o Bala Mágica nesse ano famigerado 🙂
(como uma brincadeira no início, que acabou ficando séria e … cá estamos no ilustre SBBr !!!).
Gostaria de manifestar o quanto a interação com você, caro leitor, tem sido importante para mim, pois o blog não seria o mesmo se fosse algo só meu.
Obrigada por participar do Bala Mágica, seja lendo, comentando, sugerindo temas, criticando, enfim…
Nos vemos ano que vem! Feliz 2010!
Abraços, Fernanda.
Saúde !
Semana de recesso entre o Natal e o Ano Novo é sempre assim: muita comida, muita bebida, preguiça …. Por que fugir desses temas, não é mesmo? Falemos de comida e de bebida! Tenho muita curiosidade em experimentar as culinárias grega e turca (melhor ainda se fosse in loco, não?)Os gregos e os turcos têm o costume de oferecer mezedes, que são porções de antepastos, para acompanhar uma bebida antes das refeições. As bebidas preferidas dos gregos e dos turcos nessas ocasiões são o ouzo e o raki, respectivamente. Elas são uma espécie de aguardente com essência de anis, e podem ser degustadas puras ou adicionadas de água. No último caso, a mistura adquire uma cor esbranquiçada. É por isso que o raki é conhecido como “leite de leão” lá na Turquia (sem piadinhas infames nesse momento, hein?). Isso também ocorre com outra bebida dessa parte do mundo, o arak árabe, que é conhecido como “leite de camelo” pelos mesmos motivos.
Achei um vídeo um tanto quanto tosco de japinhas felizes preparando uma dose de raki. Observe que o camarada do vídeo mistura água (incolor) ao raki puro (incolor). Nesse momento, ocorre a formação instantânea da mistura leitosa.
Em média, essas bebidas têm de 40 a 50 % de teor alcoólico, e todas contêm essência de anis, que é um óleo essencial. Quando água é adicionada à bebida, o óleo de anis (que estava solúvel na bebida) se torna insolúvel devido ao excesso de água. No entanto, como a água e o álcool se misturam, o óleo de anis se organiza na forma de gotas extremamente pequenas. O resultado é uma mistura com aspecto leitoso, devido ao espalhamento da luz pelas gotas de óleo. O processo de formação dessa mistura foi estudado e batizado de Efeito Ouzo pelo grupo de pesquisadores liderados por Joseph Katz (Johns Hopkins University Baltimore, USA), em homenagem à bebida grega (se você ouvir falar por aí em emulsificação espontânea, saiba que é a mesma coisa).
O princípio termodinâmico que explica a formação e a estabilidade dessas emulsões está relacionado com o diagrama de fases de uma mistura complexa. O álcool, a água e o óleo de anis estarão ou não solúveis de acordo com a concentração de cada um na mistura. Se um dos componentes não estiver solúvel, a mistura pode ser instável (com separação das fases, tal como óleo de soja e vinagre misturados grosseiramente) ou estável (se o tamanho das gotas de óleo for muitíssimo pequeno). O interessante do Efeito Ouzo é que ele permite não só o preparo de uma bebida para deleite de gregos, turcos e admiradores, mas também a obtenção de nanopartículas capazes de liberar fármacos no organismo. Sim, caro leitor, esse princípio é usado em laboratório para preparar nanocápsulas poliméricas: um solvente orgânico capaz de se misturar em água (ex. álcool, acetona) contendo óleo, polímero e fármaco, é vertido em água contendo um tensoativo (uma espécie de estabilizante) e… voilá! Nanocápsulas novinhas saindo!!!
Bem, depois desse papo todo a respeito de comidas, bebidas e – ok – nanocoisas, só resta desejar uma boa e preguiçosa semana. Como diriam os turcos antes de um gole de raki:
“Şerefinize! Afiyet olsun!”
P.S.: Eu nunca testei, mas provavelmente a brincadeira dos japinhas do vídeo possa ser feita também com absinto.
O princípio termodinâmico que explica a formação e a estabilidade dessas emulsões está relacionado com o diagrama de fases de uma mistura complexa. O álcool, a água e o óleo de anis estarão ou não solúveis de acordo com a concentração de cada um na mistura. Se um dos componentes não estiver solúvel, a mistura pode ser instável (com separação das fases, tal como óleo de soja e vinagre misturados grosseiramente) ou estável (se o tamanho das gotas de óleo for muitíssimo pequeno). O interessante do Efeito Ouzo é que ele permite não só o preparo de uma bebida para deleite de gregos, turcos e admiradores, mas também a obtenção de nanopartículas capazes de liberar fármacos no organismo. Sim, caro leitor, esse princípio é usado em laboratório para preparar nanocápsulas poliméricas: um solvente orgânico capaz de se misturar em água (ex. álcool, acetona) contendo óleo, polímero e fármaco, é vertido em água contendo um tensoativo (uma espécie de estabilizante) e… voilá! Nanocápsulas novinhas saindo!!!
Bem, depois desse papo todo a respeito de comidas, bebidas e – ok – nanocoisas, só resta desejar uma boa e preguiçosa semana. Como diriam os turcos antes de um gole de raki:
“Şerefinize! Afiyet olsun!”
P.S.: Eu nunca testei, mas provavelmente a brincadeira dos japinhas do vídeo possa ser feita também com absinto.
Ganachaud, F., & Katz, J. (2005). Nanoparticles and Nanocapsules Created Using the Ouzo Effect: Spontaneous Emulsification as an Alternative to Ultrasonic and High-Shear Devices ChemPhysChem, 6 (2), 209-216 DOI: 10.1002/cphc.200400527
Vitale, S., & Katz, J. (2003). Liquid Droplet Dispersions Formed by Homogeneous Liquid−Liquid Nucleation: “The Ouzo Effect” Langmuir, 19 (10), 4105-4110 DOI: 10.1021/la026842o
Feliz (nano) Natal!
Esperei o ano todo para publicar essa imagem: um nano-Papai Noel com seu saco de nanotubos, descoberto passeando alegremente pela superfície de um revestimento superhidrofóbico de nanocompósito. O “flagra” é de autoria de Adam Steele, University of Illinois (USA). A imagem ganhou o segundo lugar no concurso Science as Art de 2009, promovido pela MRS.
De quebra, recebi do @joeysalgado (via @k_psicum) um “presente de natal nerd com o nano-snowman e musiquinha brega” (nas palavras do Joey!). Enjoy… e feliz Natal!
