Explicamos o que é, para que serve a nanotecnologia e exemplos. Além disso, suas aplicações na medicina, biotecnologia e outras áreas.
O que é nanotecnologia?
Em linhas gerais, nanotecnologia é a manipulação e fabricação de materiais e artefatos em escala atômica ou molecular , ou seja, nanométrica. É um campo muito amplo de pesquisa e aplicações que ainda está crescendo.
A nanotecnologia envolve matéria subatômica, bem como conhecimentos específicos de disciplinas científicas como química orgânica , biologia molecular, semicondutores, microfabricação e ciências de superfície, entre outras.
Simplificando, a nanotecnologia parte da ideia de construir máquinas microscópicas para produzir novos materiais com uma configuração molecular única e particular.
No entanto, a natureza de muitas dessas “máquinas” não é semelhante às que usamos em nosso dia a dia, mas podem consistir em vírus geneticamente “reprogramados” e outros meios biotecnológicos. Consequentemente, essa tecnologia é uma fonte infinita de possibilidades e, claro, de perigos.
Além disso, a nanotecnologia construiu nanomateriais, elementos que não existem na natureza e têm propriedades incríveis. Eles foram criados modificando as moléculas de materiais existentes.
Assim, um gigantesco campo de pesquisa foi aberto com aplicações virtualmente infinitas, que ainda estão em definição e experimentação . A nanotecnologia promete trazer consigo uma nova revolução industrial e científico-tecnológica.
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História da nanotecnologia
Em 1959, a possibilidade da nanotecnologia e da nanociência foi discutida pela primeira vez . O primeiro a se referir a eles foi o Prêmio Nobel de Física (1965), o americano Richard Feynman (1918-1988), durante sua palestra no Caltech (Califórnia, EUA), em que teorizou sobre a síntese por manipulação direta do átomos .
No entanto, o termo “nanotecnologia” foi cunhado em 1974 pelo japonês Norio Taniguchi (1912-1999). Desde então, muitos sonharam ou teorizaram sobre a possibilidade desses tipos de máquinas e materiais avançados.
Por exemplo, o engenheiro americano Kim Eric Drexler (1955-) participou da popularização do termo e desse tipo de pesquisa, sendo o grande responsável pelo início formal do campo de estudo da nanotecnologia na década de 1980 . Isso, ademais, responde aos avanços da época na microscopia e à descoberta dos fulerenos em 1985.
A partir do ano 2000 os nanomateriais passaram a ser utilizados industrialmente . Em resposta, os governos de todo o mundo começaram a investir enormes somas em pesquisa e desenvolvimento da nanotecnologia.
Suas aplicações nos campos da bioquímica , medicina e engenharia genética tornaram-se aparentes logo depois. Hoje é um dos campos científicos com maior validade e demanda até mesmo em países do chamado Terceiro Mundo.
Para que serve a nanotecnologia?
Em termos básicos, a nanotecnologia é um tipo de engenharia de materiais em escala atômica ou molecular. Isso significa que ele permite manipular a matéria em uma escala infinitamente pequena , entre 1 e 100 nanômetros, ou seja, aproximadamente entre o tamanho de uma molécula de DNA (2 nm) e uma bactéria do gênero Mycoplasma (200 nm).
Portanto, as utilidades da nanotecnologia são virtualmente infinitas : desde intervir na composição química dos seres vivos , permitindo assim modificar o DNA de seres vivos microscópicos e “programá-los” para realizar certas tarefas bioquímicas, até a fabricação de materiais novos. E únicos. propriedades, chamadas nanomateriais.
Aplicações de nanotecnologia
Algumas das aplicações atuais da nanotecnologia têm a ver com:
- Indústria Têxtil . A criação de tecidos inteligentes, capazes de comportamentos pré-programados em chips ou outros instrumentos eletrônicos, podendo assim ser autolimpantes, repelentes de manchas ou podendo mudar de cor e temperatura .
- Desenho agrícola. Fabricação de agrotóxicos , agrotóxicos e fertilizantes com bioquímica controlada que permitem a melhoria dos solos , bem como nanosensores para detecção de lençóis freáticos, concentração de nutrientes, etc.
- Apoio à pecuária. Fabricados por meio de nanopartículas de vacinas e medicamentos para cuidar da saúde do rebanho, ou nanosensores capazes de alertar sobre a presença de doenças, parasitas , etc.
- Indústria alimentícia. Nessa área, são desenvolvidos sensores de alimentos, ou seja, elementos que podem verificar a viabilidade dos alimentos , até a nanoembalagem para os mesmos, especialmente projetada para retardar o processo natural de decomposição dos alimentos.
- Nanofármacos. É uma primeira geração de produtos farmacológicos concebidos com nanossistemas, capazes de distribuir de forma eficiente e específica os princípios ativos dos medicamentos, obtendo resultados melhores e mais rápidos e minimizando os danos colaterais.
Por outro lado, a indústria prevê os seguintes campos de pesquisa futuros:
- Nanoinformática. O projeto de sistemas computadorizados de enorme potência e velocidade através de nanossistemas.
- Nanotermologia. Aplicação de nanomáquinas para regular com eficiência e rapidez a temperatura local.
- Nanoenergias. Que bem poderiam ser eficientes, seguros e de baixo impacto ambiental , como solução para a crise energética com que se inicia o século XXI.
- Soluções ambientais. Como sistemas nanotecnológicos para eliminação de resíduos perigosos ou eliminação de lixo.
Exemplos de nanotecnologia
Alguns exemplos da aplicação atual da nanotecnologia a problemas humanos são os seguintes:
- Silício preto bactericida. Cientistas australianos e espanhóis anunciaram a criação de um material conhecido como “silício negro”, cuja composição molecular evita, sem a necessidade de produtos agregados, a proliferação de inúmeras espécies de bactérias gram-positivas e gram-negativas, além de reduzir a eficácia de certos tipos de endosporos.
- Nanocirurgia com robô. O laboratório suíço ETH Zürich se prepara para testar seu primeiro micro-robô guiado magneticamente, conhecido como OctoMag, com o qual se espera poder realizar microcirurgias sem abrir o paciente, simplesmente injetando-o no corpo por meio de uma pequena agulha. Modelos semelhantes de microbombas também foram testados nos Estados Unidos, liberando drogas no olho quando necessário.
Nanotecnologia em medicina
As promessas da nanotecnologia para o avanço da medicina são impressionantes, para dizer o mínimo. Acima demos alguns exemplos disso, mas ainda há muito a descobrir, como:
- Nanotratamentos para doenças incuráveis. Soluções nanotecnológicas para câncer, HIV / AIDS ou doença de Alzheimer podem vir das mãos de robôs bioquímicos injetados no corpo humano.
- Retardamento nanotecnológico do envelhecimento. Um dia poderíamos, por meio de nanopartículas, combater o envelhecimento em nível molecular e estender ainda mais nossa vida, retardando a senilidade.
- Nanovacinas. Sistemas de proteção contra doenças baseados na introdução de nanossistemas no organismo, que se encarregariam de auxiliar o sistema imunológico no combate a todo tipo de novas doenças.
- Reprogramação genética. Por meio dos nanorrobôs seria possível modificar nosso DNA e eliminar gradativamente os genes que carregam doenças congênitas, deficiências e outros males. Isso melhoraria a qualidade de vida das espécies em geral. Isso, é claro, também requer repensar as leis morais da ciência em algum grau.
Nanotecnologia e biotecnologia
A biotecnologia é a aplicação de soluções tecnológicas a problemas de natureza biológica . Ele assume um nível totalmente novo, graças à introdução das nanociências.
A possibilidade de programar ou reprogramar seres vivos por meio da intervenção nanotecnológica do DNA poderia nos permitir conduzir a vida por caminhos mais convenientes. No entanto, a combinação de biotecnologia e nanotecnologia envolverá riscos éticos e biológicos significativos .
A humanidade sabe muito bem o que acontece quando tenta brincar de Deus. Por exemplo, a produção de vacas leiteiras com mais carne, safras resistentes a pragas, etc., deve sempre andar de mãos dadas com a reflexão sobre nosso lugar na ordem natural do mundo.
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