Nanotecnologia em tamanho real

Matéria publicada na Unesp Ciência de agosto de 2011.

Alardeada em suas origens como uma nova revolu√ß√£o industrial, a nanotecnologia passa por momento de revis√£o de seu potencial e de redu√ß√£o das expectativas, ao mesmo tempo em que cresce a preocupa√ß√£o com seus impactos √† sa√ļde e ao ambiente

Nos √ļltimos 20 anos, a nanotecnologia conquistou um lugar de vanguarda na ci√™ncia – esse posto avan√ßado de onde se vislumbram as fronteiras do conhecimento e que naturalmente irradia tanto fasc√≠nio quanto expectativa. Ao conseguir ver como a mat√©ria se organiza em escala molecular e at√īmica, deparamo-nos com paisagens inusitadas, como as que ilustram esta reportagem. Mais importante que ver, por√©m, √© manipular o novo mundo que se mede em nan√īmetros (as bilion√©simas partes do metro) para tirar proveito dele.

Esses avan√ßos costumam ser ostensivamente descritos como o germe de uma nova revolu√ß√£o industrial, com potencial de trazer benef√≠cios ilimitados para a sociedade, dos tecidos que n√£o mancham √† cura do c√Ęncer por drogas inteligentes, passando por transforma√ß√Ķes radicais no campo eletr√īnico e energ√©tico. Tal discurso, entretanto, aparenta sinais de exaust√£o. Se de um lado v√°rias aplica√ß√Ķes nanotecnol√≥gicas j√° podem ser compradas, de outro, suas vantagens ainda est√£o muito aqu√©m das que foram alardeadas, o que vem abrindo uma lacuna na qual se acumulam questionamentos.

Dentro da comunidade cient√≠fica surgem perguntas como: As inova√ß√Ķes nanotecnol√≥gicas (veja infogr√°fico no pdf) s√£o mesmo revolucion√°rias ou somente o aperfei√ßoamento de tecnologias j√° existentes? Quantas aplica√ß√Ķes desse tipo est√£o de fato no mercado? Os nanomateriais n√£o poderiam trazer riscos √† sa√ļde humana? E ao ambiente? Se houver riscos, a sociedade n√£o deveria ser informada? O discurso euf√≥rico sobre o potencial dessa √°rea n√£o estaria impregnado de elementos t√≠picos das narrativas de fic√ß√£o cient√≠fica?

Todas essas d√ļvidas encaminham a nanotecnologia para a berlinda, onde, sem desqualificar os m√©ritos cient√≠ficos que lhe correspondem, seus futuros passos tendem a ser reavaliados daqui para a frente. E as quest√Ķes mais priorit√°rias est√£o relacionadas √† sustentabilidade. A problem√°tica foi resumida no editorial da revista Nature Nanotechnology de junho deste ano, em edi√ß√£o dedicada a uma subdivis√£o emergente desta ci√™ncia – a nanotoxicologia:

“Peixes, vermes, roedores, algas, bact√©rias e c√©lulas. Nanotubos de carbono, √≥xidos met√°licos e pontos qu√Ęnticos. Escolha um modelo animal da primeira lista e um nanomaterial da segunda, e haver√° chances de voc√™ encontrar dois ou mais estudos toxicol√≥gicos com resultados ligeiramente diferentes sobre o impacto dos √ļltimos sobre os primeiros. Vinte anos de pesquisas confirmam que os nanomateriais podem apresentar toxicidade incomum e inesperada, mas o quanto n√≥s aprendemos sobre as intera√ß√Ķes desses materiais com humanos, animais e o ambiente?”. A conclus√£o dos editores √©: a nanotoxicologia mal engatinha.

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Arquitetura do invisível

Matéria publicada na Unesp Ciência de outubro de 2009.

A rotina dos nanocientistas √© desvendar as entranhas da mat√©ria. Eles modificam sua estrutura em busca de novas propriedades e assim conseguem resolver problemas tecnol√≥gicos da ind√ļstria

 

De posse de microsc√≥pios de alt√≠ssima resolu√ß√£o, Elson Longo e sua equipe enxergam as entranhas da mat√©ria at√© o seu mais b√°sico n√≠vel de organiza√ß√£o. Eles veem como os cristais se estruturam, as mol√©culas se arranjam, os √°tomos se empilham. No melhor estilo ‚Äúvoyeur cient√≠fico‚ÄĚ, desvendam o invis√≠vel em bel√≠ssimas imagens (como a que abre esta reportagem e a que foi mostrada no Click! da 1¬™ edi√ß√£o da Unesp Ci√™ncia).

A tarefa de desnudar assim a mat√©ria n√£o √© s√≥ indiscri√ß√£o de nanocientista. √Č a primeira parte de uma rotina centrada na busca por novas propriedades, como cor, dureza, condutividade el√©trica e fotoluminesc√™ncia. Essas caracter√≠sticas t√™m grande potencial industrial e est√£o intimamente relacionadas √† estrutura tridimensional da mat√©ria, vis√≠vel apenas numa escala nanom√©trica, que √© um milh√£o de vezes menor que um mil√≠metro (um fio de cabelo, por exemplo, pode ter entre 50 mil e 100 mil nan√īmetros de espessura).

‚ÄúConhecendo a estrutura dos materiais, podemos alter√°-la e ver como as propriedades mudam‚ÄĚ, explica Longo, coordenador do Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cer√Ęmicos (CMDMC), formado por laborat√≥rios da Unesp em Araraquara, da Universidade Federal de S√£o Carlos (UFSCar), da USP e do Instituto de Pesquisas Energ√©ticas e Nucleares.

Para alterar a estrutura da mat√©ria, os nanocientistas dedicam-se a sintetizar subst√Ęncias quimicamente j√° conhecidas, √† procura de arranjos moleculares diferenciados. Um exemplo √© o titanato de b√°rio. Quando sintetizado em determinadas condi√ß√Ķes de temperatura e press√£o, esse s√≥lido, com grande potencial na fabrica√ß√£o de mem√≥rias de computador, adquire fotoluminesc√™ncia ‚Äď a capacidade de absorver e emitir luz. Materiais fotoluminescentes encontram vasta aplica√ß√£o industrial: da medicina diagn√≥stica √† prospec√ß√£o de petr√≥leo.

‚ÄúN√≥s brincamos com a arquitetura dos materiais‚ÄĚ, diz Diogo Paschoalini Volanti, doutorando do Instituto de Qu√≠mica da Unesp em Araraquara, que conduz a parte experimental de sua tese no Laborat√≥rio Interdisciplinar de Eletroqu√≠mica e Cer√Ęmica (Liec) da UFSCar. Ele √© o respons√°vel pela cria√ß√£o de uma engenhoca da qual toda a equipe se orgulha e que deu origem √† maior parte dos 53 artigos cient√≠ficos publicados pelo grupo s√≥ em 2009. ‚Äú√Č a combina√ß√£o de um micro-ondas com uma panela de press√£o‚ÄĚ, diverte-se Longo.

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