Resumo de Nanotecnologia -

NANOTECNOLOGIA www.comciencia.br/reportagens Cylon Gonçalves da Silva SBPC/Labjor - Brasil Resumo de Sonia Mattos Foi o físico americano Richard Feynman quem, em 1959, sugeriu que, num futuro não muito distante, os engenheiros poderiam arranjar os átomos da maneira que quisessem. Quando apresentou suas idéias na palestra, intitulada “Há muito espaço lá embaixo”, os computadores eram máquinas desengonçadas, que ocupavam um espaço enorme onde quer que fossem colocadas. Nunca se tinha visto um átomo e Feynman falava em mexer neles! Abria o caminho para o estudo da Nanotecnologia, assim chamada porque seus objetos de estudo costumam ser medidos em nanômetros – medida um milhão de vezes menor que um milímetro. Basicamente, sua idéia é de que não temos que nos ater somente aos materiais que a natureza nos oferece como os únicos possíveis no universo. Segundo ele, seria possível construir aparelhos ou substâncias, átomo a átomo, molécula a molécula.A Nanotecnologia seria todo um conjunto de técnicas, baseadas na Física, na Química, na Biologia, na Ciência e Engenharia de Materiais, e na Computação, que visa estender a capacidade humana de manipular a matéria até os limites do átomo.A nanotecnologia só existe hoje como prática porque, há quase sessenta anos, os cientistas que estudavam a matéria derrubaram sólidos conceitos da Física Clássica e criaram a Física Quântica, em que as partículas como os fótons (partículas elementares mediadoras da força eletromagnética) e os elétrons não se comportam como no mundo de gente grande. A clássica imagem do átomo com prótons e nêutrons em torno do núcleo e os elétrons circulando em órbitas, foi por água abaixo. O aspecto mais importante da Física Quântica para os nanocientistas é a descoberta de que os elétrons ás vezes andam por onde não deveriam. Normalmente, os elétrons param de se mover quando não têm energia para transpor uma barreira á sua frente. No reino da Física Quântica, no entanto, há determinadas circunstâncias em que os elétrons encontram uma barreira tão fina que há probabilidade de que eles simplesmente a ignorem e sigam em frente. É o chamado efeito túnel.Em 1981, uma equipe do laboratório da IBM em Zurique, na Suíça, transformou essa maluquice do elétron num aparelho de enxergar átomos.Naquele ano, para poder “ver” um átomo, o alemão Gerd Binnig e o suíço Heinrich Rohrer (receberam o Prêmio Nobel de Física de 1986) inventaram o microscópio de tunelamento com varredura (STM). Esse instrumento torna quase mentiroso o conceito de que átomos não podem ser observados.O STM nada mais é do que uma minúscula ponta feita de material condutor que varre toda a superfície da amostra a ser analisada. A ponta é o substrato onde se deposita a amostra a ser analisada. A ponta e o substrato onde se deposita a amostra ficam ligados por um circuito. Aplica-se uma tensão elétrica no circuito e abaixa-se a ponta do microscópio até quase encostar na amostra. É um "quase" imperceptível ao olho humano, pois a distância entre a ponta e a amostra chega a alguns nanômetros. Pois os elétrons, que só deveriam passar da amostra para a ponta se as duas estivessem encostadas, simplesmente pulam pelo ar mesmo (tunelam), fechando o circuito entre a ponta e a amostra, e criando uma corrente com uma voltagem infinitamente pequena, da ordem de alguns nanoampéres. É um grande salto para o elétron e um grande passo para a humanidade. Obviamente, o microscópio de efeito túnel só funciona com amostras de materiais condutores ou semicondutores, do contrário, não haveria passagem de corrente elétrica. Materiais isolantes, como vidro ou células vivas, seriam invisíveis ao STM. Tudo bem: o mesmo Gerd Binnig deu um jeitinho e inventou uma ponta de microscópio capaz de enxergar qualquer coisa. Ele acoplou á ponta um pequeno fragmento de diamante que contorna os átomos da amostra, exercendo uma pressão pequena o suficiente para não destruí-la. É o microscópio de força atômica (AFM). Conforme o fragmento de diamante se move quando encontra saliência, move-se também a ponta, criando-se então imagens como no STM. Mais importante do que ver átomos é a possibilidade de movê-los, um a um. Isso acontece quando se aplica uma tensão elétrica muito forte entre a ponta do microscópio e a amostra - um átomo salta e gruda na ponta. Se a polaridade da corrente for invertida, o átomo volta para baixo com força, ficando encravado naquele ponto. Desde que o pesquisador americano Dong Eigler, do laboratório da IBM na Califórnia, nos Estados Unidos, alinhou átomos de xenônio para escrever o logotipo da empresa sobre uma superfície de níquel, começou uma verdadeira corrida entre os cientistas para conseguir o melhor domínio da técnica de arrancar átomos de um ponto e colocá-los em outro. O homem, enfim, toca o coração da matéria e, átomo por átomo, pode chegar a construir moléculas sob medida.Segundo os cientistas atuais, com o desenvolvimento da Nanotecnologia pode-se construir supercomputadores (com uma capacidade espetacular de armazenamento e processamento de informações) que caibam no bolso, gravar bibliotecas inteiras em superfícies de poucos centímetros quadrados, executar exames dentro do corpo humano com microssondas, e uma série de outras coisas que mal se pode imaginar.O futuro está invadindo o nosso tempo e devemos nos preparar para ele. Leis e protocolos precisam ser criados para se estabelecer direitos e responsabilidades. Mas, por enquanto, vamos assistir a esse novo espetáculo da ciência. Que certamente acontecerá muito mais rapidamente que os outros.

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