5 coisas que você deve saber sobre nanotecnologia

Aqui está um enigma: o que é tão pequeno que você não pode ver, mas é inteligente o suficiente para executar seu iPad ou parar o câncer? Se sua resposta fosse um microscópico Dr. Sanjay Gupta, bem, você estaria certo - de uma maneira estranha. Mas a resposta que estamos procurando aqui é a nanotecnologia .

Não importa o quanto ouvimos sobre isso, a nanotecnologia continua sendo um mistério. Não podemos vê-lo, e certamente não podemos senti-lo. Os cientistas dizem que estará em nossa medicina, mas é estranho pensar em algo medido apenas em nanômetros salvando sua vida.

Será que estamos usando no nosso dia a dia e nem percebemos? Melhor ainda, onde está a nanotecnologia? O futuro está acontecendo agora, e nem estamos cientes disso? As respostas para essas perguntas são: sim, em todos os lugares e mais ou menos. A nanotecnologia encontrou um lugar em produtos de consumo, tratamento médico, indústria de alimentos e muito mais. Na verdade, está se tornando cada vez mais difícil acompanhar onde a nanotecnologia não está. E a verdade é que o potencial da tecnologia está longe de ser alcançado. Muitos dos grandes avanços ainda estão sendo trabalhados em laboratórios. E apenas algumas das formas mais simples de nanotecnologia realmente chegaram ao mercado.

Então fique conosco enquanto compilamos a folha de dicas em nanoescala e confira algumas nanotecnologias que já podem estar em seu mundo e algumas que podem estar no horizonte.

1. Um dia, pode salvar sua vida
2. Você pode estar tocando agora
3. Você já pode estar usando
4. Muitas vezes é uma forma de biomimética
5. Pode estar em seus alimentos e produtos pessoais

A medicina pode muito bem ser a área mais excitante onde a nanotecnologia pode ser usada. Por exemplo, com o câncer, muitos tratamentos diferentes estão sendo desenvolvidos para atacar os tumores no nível celular. A pesquisa mostrou resultados promissores do uso de nanopartículas de ouro contra uma variedade de cânceres. As partículas são entregues aos tumores e aquecem as células quando disparadas com laser infravermelho [fonte: Bland ].

A entrega é o maior problema com esses tratamentos, especificamente no direcionamento das nanopartículas para células malignas, evitando as saudáveis. Uma vez que o sistema de entrega é refinado (não é uma tarefa fácil!), essas partículas podem criar uma série de novos tratamentos não invasivos que matam tumores sem qualquer trauma cirúrgico.

Uma solução de entrega pode estar nas estrelas, minúsculas e douradas que cientistas da Northwestern University vêm desenvolvendo. Suas partículas em forma de estrela são revestidas em uma droga chamada aptâmero de DNA (uma molécula de DNA que pode se prender a alvos moleculares específicos). As nanoestrelas são atraídas por proteínas no exterior das células cancerígenas. As proteínas entregam os invasores de tamanho nanométrico diretamente ao núcleo. Uma vez ligado ao núcleo, um tiro de luz de um laser libera a droga das nanoestrelas e ela começa a trabalhar no núcleo [fonte: ScienceDaily ]. Não será um bom momento para ser uma célula cancerosa.

Qualquer que seja o mecanismo de entrega, a nanotecnologia pode permitir que os médicos interrompam o câncer no cérebro sem entrar fisicamente no crânio do paciente ou ataquem o câncer de pulmão sem abrir o peito de alguém [fonte: Beck-Broichsitter ].

Não importa em que tipo de computador ou dispositivo você esteja lendo este artigo, você provavelmente está usando alguma nanotecnologia agora. Processadores e componentes de memória feitos com nanomateriais são comuns no mercado, e você pode encontrar revestimentos antimicrobianos em teclados, mouses e caixas.

Nos próximos anos, podemos começar a ver cristais fotônicos tornando as telas dos tablets mais fáceis de ler à luz do dia, alterando a cor da luz solar refletida, em vez de depender da luz projetada pelo dispositivo [fonte: NanoWerk ]. Diodos orgânicos emissores de luz ( OLEDs ) já estão se preparando para substituir a tela de cristal líquido ( LCD ) como padrão universal para telas de smartphones. E um revestimento claro e fino de nanopartículas pode um dia salvar seu smartphone de uma morte aquosa [fonte: Dillow ].

Muito em breve, seus eletrônicos funcionarão até três vezes mais com uma única carga apenas porque minúsculos pêlos chamados nanohiskers estão sendo incorporados em suas baterias [fonte: Ackerman ]. Ao usar estanho em ânodos de bateria de íon de lítio (o estanho é naturalmente coberto por nanohiskers), os ânodos têm uma área de superfície muito maior, o que significa que podem armazenar mais elétrons. Isso significa mais tempo de atividade, chamadas de celular mais longas e não mais interromper seus dobradores de palavras com amigos apenas para conectar.

Obrigado pelas MEMsories

Muitos dos componentes que dão vida a smartphones e tablets, como acelerômetros, giroscópios e até telas de exibição, têm sistemas microeletromecânicos ( MEMS ) em seu núcleo. Embora não estejam em nanoescala, esses semicondutores de tamanho micro podem ser projetados para fazer muitas coisas úteis, como detectar a orientação do dispositivo host.

Desde o início dos anos 2000, a indústria da moda vem prometendo nanotecnologia em tecidos. Não importa quanta indiferença o público de compras demonstre em relação aos smartphones equipados com camisetas, continuamos ouvindo essas ideias serem jogadas ao redor. Para ser justo, a ideia de geradores piezoelétricos tem alguns pontos práticos [fonte: Nanowerk ]. Imagine ter uma barraca que pudesse gerar eletricidade suficiente com pequenas brisas para carregar lanternas de LED . Ou que tal um barco que pudesse recarregar suas baterias a cada batida de sua vela? De repente, a nanotecnologia em tecido começa a fazer sentido.

Mas nem todas as ideias de nanotecnologia são tão bem recebidas. Muitas perguntas e preocupações surgiram em torno de um novo produto para matar bactérias causadoras de odor em roupas. Nanosilver é exatamente o que o nome sugere, pedaços nanométricos de prata. Designers de roupas esportivas e procrastinadores de lavanderia ficaram empolgados quando descobriram que a nanoprata poderia impedir que roupas e outros produtos desenvolvessem aquele funk pós-corrida. As partículas de prata atraem as bactérias agressoras e basicamente estouram suas células. O problema é que a nanoprata mata bactérias indiscriminadamente, não pode ser removida em estações de tratamento de esgoto (que dependem de bactérias benéficas) e demonstrou causar defeitos congênitos em peixes e outros organismos. Portanto, a lavagem de produtos tratados com nanoprata pode ter sérias ramificações ambientais.

No final de 2011, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) deu permissão limitada para fabricar produtos de nanoprata até que sua segurança pudesse ser verificada – uma decisão que resultou em ações judiciais em nome do público [fonte: EPA ]. E se isso não for um pouco assustador, o fato de a nanoprata ser vista como um pesticida pela EPA fará você pensar duas vezes antes de usá-la em seu corpo. De repente, o dia da lavanderia parece muito mais convidativo.

Lados de Prata

Se você está preocupado com o uso de nanoprata, verifique os ingredientes em seus produtos de banheiro. Está sendo adicionado a itens como maquiagem, creme para a pele e pasta de dente, entre outros [fonte: Gellerman ].

You want a pair of pants that don't absorb water? How about a non-gooey adhesive pad that will let you climb a glass wall? You can buy those nifty trousers in stores, but you'll have to work at the right lab to unleash your inner Spider-Man. Yep, these are two examples of nanotech in real life, but they both existed in nature long before science took notice. Let's take a look.

Consider it safety gear for sloppy eaters: For years, the textile industry has been trying to develop effective stainproof fabrics. It was only when they started using nanowhiskers that all those errant drips and spills really stopped soaking in. If you've ever seen raindrops bead and roll off a lotus leaf – or many other leafy plants that live in soggy areas – then you've seen natural nanowhiskers at work. The leaf is covered with nano-sized hairs that support droplets of water, preventing them from absorbing or sticking to the leaf's surface. By adding nanotubes to the fibers of clothing, manufacturers can create cotton, wool or synthetic fabrics that repel liquid.

As for the wall-walking gear, that's a product of Robert Full's research team at Berkeley. While studying the toes of geckos, they discovered that each toe was covered with yet more nano-sized hairs, although these were so small and plentiful that they used van der Waals forces (intermolecular adhesion) to stick to smooth surfaces [source: Full]. Full, a biologist, and other engineers replicated the gecko feet fuzz and were able to create pads that allowed a human climber to scale the side of a building.

The important lesson here isn't that science is making life safer for cat burglars. Rather, it's that we've barely begun to explore nanotechnology's possibilities, and upcoming developments could come straight from nature. The tough part will be designing products that complement the living world, not harm it.

Food is the area where many people draw the line on their love and interest with nanotechnology. Many people will pay a premium just to ensure that their groceries were organically or ethically grown or both, so it's little surprise that they don't even want to imagine ingesting nanoparticles. So before we get too freaked out, let's look at some practical applications for nanotech in food and other consumables.

Embalagem e armazenamento: A embalagem de alimentos Nanotech pode permitir que os alimentos durem mais, criando uma vedação mais hermética ou até mesmo matando bactérias em sistemas de armazenamento. Olhar em volta. Você encontrará muitos refrigeradores no mercado que usam revestimentos de nanoprata para matar bactérias e até mesmo em alguns recipientes de armazenamento de alimentos reutilizáveis.

Sabor, cor e nutrição: Você pode fazer muito com os alimentos nos níveis atômico e molecular para alterar seu sabor, aparência e nutrição. Defensores dizem que isso pode significar que alimentos modificados oferecerão mais valor nutricional em um pacote atraente (um possível benefício para áreas pobres do mundo que não recebem nutrição adequada) [fonte: IOM ]. Enquanto isso, os opositores não querem ouvir mais nada depois que as palavras "alimentos artificiais" são ditas.

Improving drugs: Let's take diabetes, for example. Nanotubes could one day replace the pinprick blood test, and nanoparticles in medicine could be engineered to release their medications only when blood sugar levels require it [source: Soutter]. Medicine still hasn't reached that point yet, but it's a promising idea that has ramifications for anyone whose medical condition requires a constant dose of medicine, from HIV patients to migraine sufferers.

The FDA's Take on (Nano)tech

The U.S. Food and Drug Administration started looking into nanotechnology in regulated products. In 2011, the agency released its "first step toward greater regulatory certainty around nanotechnology" [source: FDA].

Nota do autor: 5 coisas que você deve saber sobre nanotecnologia

Quando criança, eu era o único garoto do meu quarteirão que não suportava assistir ao filme "Viagem Fantástica" pelo motivo de não acreditar que algo útil pudesse existir naquele tamanho proposto. O funcionamento interno do corpo nesses níveis estava em algum lugar no mesmo nível dos unicórnios e duendes que mantêm grandes somas de ouro guardadas com segurança aos pés dos arco-íris. Concedido, isso foi antes de eu ter minha mente explodida pela minha aula de Biologia 101. Hoje, não posso deixar de ficar nerd quando alguém começa a falar sobre o funcionamento do mundo natural nesse nível, e como estamos consertando coisas como câncer em nanoescala. Coisas realmente incríveis!

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