Nanotecnologia

Explicamos o que é, para que serve a nanotecnologia e exemplos. Além disso, suas aplicações na medicina, biotecnologia e outras áreas.

A nanotecnologia cria “máquinas” que funcionam no nível molecular.

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.

Veja também: Organismos geneticamente modificados

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

A nanotecnologia produz pesticidas ou fertilizantes que colaboram com a agricultura.

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 nanovacinas podem ajudar o sistema imunológico a combater doenças.

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.

Seguir em: Biotecnologia