Trabalho De Nanotecnologia

Introdução

No dia 29 de Dezembro de 1959, no Instituto de Tecnologia da Califórnia, o pesquisador Richard P. Feynman deu uma palestra no encontro anual da American Physical Society. Sua apresentação se tornou um artigo cientifico clássico no século XX, chamado “There’s Plenty of Room at the Bottom”. Ele apresentou uma visão tecnológica de miniaturização extrema vários anos antes da palavra “chip” fazer parte do nosso vocabulário e também falou sobre as dificuldades de se manipular e controlar objetos de pequena escala. Extrapolando as leis físicas conhecidas, Feynman visualizou uma tecnologia capaz de construir nano-objetos átomo por átomo, molécula por molécula. A partir dos anos 80, varias invenções e descobertas na fabricação de nano-objetos provaram que a visão de Feynman fazia algum sentido.

Em reconhecimento a essa nova realidade, o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia da Casa Branca criou em 1998 o “Interagency Working Group on Nanoscience, Engineering and Technology”. A partir do ano 2000 ficou mais evidente a importância dada pelo governo norte-americano à pesquisa das nanociências quando foi aprovada para o orçamento de 2001 a ambiciosa quantia de 497 milhões de dólares para investimentos no “National Nanotechnology Initiative” (NNI), tornando-a prioridade como uma ciência de alta tecnologia. O objetivo desta iniciativa era formar uma coalizão na qual o setor privado e o governo federal trabalhariam juntos no sentido de acelerar o

desenvolvimento da nanociência e nanoengenharia para alcançar potenciais benefícios econômicos e sociais.

Definição

Nanotecnologia é a habilidade de manipular átomos e moléculas individualmente

para produzir materiais nanoestruturados e micro-objetos com aplicações no mundo real. Ela envolve produção e aplicação em sistemas físicos, químicos e biológicos

em escalas que variam de um átomo individual a moléculas de cerca de 100 nanômetros, assim como a integração das nanoestruturas resultantes em sistemas mais complexos. Um nanômetro vale 1×10 9 metros, ou um milionésimo de milímetro. Equivale a 1/80000 do diâmetro do cabelo humano. Tem como símbolo nm. É uma unidade de comprimento do SI, comumente usada para medição de comprimentos de onda de luz visível (400 nm a 700 nm), radiação ultravioleta, radiação infra-vermelha e radiação gama, entre outras coisas. A Nanotecnologia compreende um conjunto de técnicas com aplicações potenciais na maioria dos setores industriais existentes na atualidade e com potencial de ajudar a criar novas indústrias.

Espera-se que a Nanotecnologia tenha um profundo impacto na economia e na

nossa sociedade durante o século 21, talvez comparável à tecnologia da informação ou aos avanços na biologia celular e molecular. Pesquisas cientificas e na área de engenharia podem trazer grandes descobertas nas áreas de materiais, manufatura, eletrônicos, medicina, energia, biotecnologia, tecnologia da informação e segurança nacional. O sentimento de alguns pesquisadores é que a nanotecnologia será o propulsor da próxima revolução industrial.

O campo da Nanotecnologia, além da fabricação de nanosistemas, provê o ímpeto

ao desenvolvimento de ferramentas experimentais e computacionais. E ainda inclui sistemas nanoeletromecânicos como sensores, sistemas micromecatrônicos e microfluidos. Esses sistemas podem controlar e ativar individualmente cada função na nanoescala e até gerar efeitos na macroescala.

Evolução histórica

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 ou mesmo uma folha de papel. 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.

Entretanto, 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.

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. 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, 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. 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. Até o momento, todos os métodos de fabricação manipulam os átomos em grandes massas. Mesmo a fabricação ultrafina de chips de