O que é a nanotecnologia?

     

Do visível  ao invisível.

Desde que a humanidade existe, fabricamos e utilizamos utensílios manufaturados.

     De certa forma, pode-se dizer que as técnicas de fabricação pouco mudaram desde os tempos pré-históricos. De fato, a fabricação de um objeto requer freqüentemente a extração de matérias-primas em grande quantidade, todo um procedimento de trabalho sobre esses materiais (aquecimento, aplicação de pressão, processos químicos), de montagem (por soldagem, por fixação, por colagem) antes da obtenção do objeto desejado, que pode ser, por exemplo, um carro, um computador, uma folha de papel, ou mesmo um filé com molho tártaro.

    No decorrer de todo esse processo de fabricação, uma grande quantidade de energia é utilizada e, geralmente, é produzido muito lixo (apesar dos progressos que temos tido com a reciclagem).

Independentemente, a tendência é controlar mais e mais a matéria manufaturada, o produto final ( hoje em dia são gravados sulcos de larguras inferiores ao micrômetro nos chips de computador 100 vezes mais finos que uma folha de papel). Os sensores de choque mecânico dos air-bags usados nos automóveis são gravados diretamente nos chips.

    As técnicas mais recentes permitem gravar linhas de 80 nanômetros! (1000 vezes mais finas que uma folha de papel!)

    Richard Feynman, americano ganhador do Prêmio Nobel de Física, perguntou-se até que ponto poderia chegar essa miniaturização e controle da matéria. Quando de uma conferência, proferida em 1959, estabeleceu as bases desta que se tornaria a Nanotecnologia Molecular, 20 anos mais tarde (ver o texto da Conferência).

    Sugeriu, então, que as leis da Física autorizariam a manipulação e o posicionamento, direto e controlado, de átomos e moléculas, individualmente, um a um.
    Que seria completamente possível usar átomos como se fossem tijolos de construção, do mesmo modo que as peças do Lego (evidentemente, levando-se em consideração as forças que atuam sobre eles).
    Tratava-se de uma idéia extremamente original. Afinal, a existência dos átomos não tinha sido totalmente reconhecida pela comunidade científica, senão há pouco tempo atrás!

  Toda a matéria, as casas, o papel, os líquidos, o ar e nós mesmos somos constituídos de átomos.

    Em realidade, tudo o que podemos ver, tocar ou sentir é constituído de um número muito pequeno de átomos diferentes (algumas dezenas). O ar é principalmente composto de átomos de oxigênio, de nitrogênio e de carbono. A água é composta de átomos de oxigênio e hidrogênio. Os seres vivos são essencialmente compostos de átomos de carbono, hidrogênio e de oxigênio.

    O que faz com que uma árvore seja diferente de um homem, ou um computador de uma porção de areia é, logicamente, a organização desses poucos diferentes tipos de átomos.

    A diferença do arranjo entre os átomos é, por exemplo, a única diferença entre um diamante e um pedaço de carvão, ambos constituídos unicamente de átomos de carbono.

    Os átomos são extraordinariamente pequenos em relação à nossa escala. Por exemplo, na espessura de uma folha de papel - que eu a medi: ela tem ao redor de um décimo de milímetro de espessura -, é possível empilhar por volta de 400.000 átomos de metal.

    Há, portanto, muito lugar nessa escala!

    De fato, para dar uma imagem mais concreta, Feynman apresentou o seguinte exemplo: utilizando-se um círculo de uma superfície de 1000 átomos por ponto de impressão, seria possível imprimir todas as páginas da Enciclopédia Britânica sobre a cabeça de um alfinete.

    Feynman prossegue mostrando que, de fato, há tanto lugar nessa pequena escala que, se se souber manipular os átomos individualmente, será possível registrar tudo o que a humanidade escreveu até o presente em um cubo de um décimo de milímetro de lado: ou seja, em um grão de poeira!

   O objetivo da nanotecnologia molecular, e das pesquisas atualmente em andamento, é chegar a este controle preciso e individual dos átomos.