Nanotecnologia: o que é?

A nanotecnologia aparece com frequência nos filmes de ficção científica. Por vezes é a vilã, sendo parte de uma arma ou usada para controlar outras pessoas. Outras vezes é uma aliada, servindo como ferramenta de espionagem ou sendo usada para criar tecnologias avançadas. Mas, o quanto disso é realidade hoje em dia? E o que é nanotecnologia de fato?

Esse é um tema bem complexo e interessante, e um ramo da ciência que avança com alta velocidade. Por isso, neste artigo, vamos falar um pouco sobre o que é nanotecnologia. Confira!

O que é nanotecnologia?

Nanotecnologia é a área da ciência e da tecnologia que investiga e desenvolve estruturas e mecanismos que meçam mais ou menos entre 1 e 100 nanômetros (nm). O nanômetro é uma unidade de medida um milhão de vezes menor que o milímetro. Isto é, um milímetro mede 1.000.000 nanômetros.

Para entender o que é nanotecnologia, primeiro precisamos entender o que é o nanômetro. Essa é uma unidade tão pequena, mas tão pequena, que é a unidade utilizada para medir as dimensões de moléculas.

A molécula da glicose, por exemplo, mede apenas 1 nm. A molécula da hemoglobina, molécula responsável por carregar o oxigênio e o gás carbônico nas células vermelhas do sangue, mede apenas 5 nm. O vírus da gripe comum tem entre 80 e 120 nm de diâmetro, dependendo da variante.

E é exatamente com isso que boa parte da área estuda: moléculas. Criar moléculas diferentes e mais complexas, que poderiam ajudar a miniaturizar ainda mais os nossos equipamentos eletrônicos e torná-los ainda mais rápidos.

E, claro, fazer esse tipo de coisa não é nada fácil, mesmo com os recursos que temos hoje. Mexer diretamente com átomos e moléculas é algo que exige muito conhecimento de química e física quântica, equipamentos caros e poderosos e muito planejamento prévio. Mas, felizmente, muitas coisas interessantes e úteis já foram desenvolvidas.

O que é nanotecnologia hoje?

Para entender um pouco sobre que é nanotecnologia hoje, é bom relembrar algumas coisas de química. Todos os átomos não-metálicos (mais o hidrogênio) podem compartilhar elétrons entre si, formando as chamadas ligações covalentes, que são as ligações que formam as moléculas. Um átomo de hidrogênio pode fazer uma ligação. O de oxigênio, duas. O de carbono, quatro.

Mas como isso ajuda a entender o que é nanotecnologia? Bom, há muita pesquisa na área de materiais feitos inteiramente de carbono. O fato do carbono permitir fazer quatro ligações torna ele perfeito para criar átomos extremamente longos e com formas complexas, como a celulose, os plásticos e a borracha.

Uma das estruturas investigadas é o fulereno. O fulereno é um grupo de estruturas feitas inteiramente de carbono que têm formato esférico. O mais famoso, claro, é o C₆₀, que tem o formato exato de uma bola de futebol e é composto de exatamente 60 átomos de carbono, mas existem também fulerenos feitos com menos e com mais átomos.

Existem também os nanotubos de carbono: tubos extremamente longos compostos apenas de carbono. São materiais extremamente resistentes e com ótimas condutividade térmica e elétrica. Atualmente é muito difícil criar tubos contínuos bem longos, o que permitiria usá-los para desenvolver estruturas muito mais resistentes que as de hoje, mas atualmente já são usados para reforçar materiais como resinas epoxy e fitas adesivas.

E há também o grafeno, uma placa plana de enormes dimensões feita inteiramente de carbono. O grafeno é um semicondutor, e pode se tornar vital para miniaturizar ainda mais nossos equipamentos eletrônicos, além de ser o material mais resistente que nós conhecemos, o que pode levar à criação de estruturas muito mais resistentes.

Porém, existem também nanotecnologias mais próximas da nossa realidade. Os processadores de computadores modernos, por exemplo, têm como componente chave o transistor, componente que permite o controle da passagem de energia no processador e, com isso, realizar os cálculos necessários.

Embora os primeiros transistores tivessem o tamanho e aparência de lâmpadas incandescentes comuns, os transistores dos processadores lançados nos últimos anos costumam ter tamanho igual ou menor a 10 nm, permitindo que dentro daquele quadradinho do processador caibam bilhões de transistores. E esses, por sua vez, não são feitos de moléculas, mas sim de silicone e outras substâncias.

É um campo bem amplo, em contínuo desenvolvimento e que consegue abranger muitas áreas e muitas possibilidades de aplicação. Por isso, acaba sendo difícil dar uma boa noção sobre o que é nanotecnologia, especialmente se levar em conta que ela envolve o uso de conceitos e tecnologias bem avançados!

A nanorrobótica

Mas, claro, se você quer saber o que é nanotecnologia, você provavelmente que saber sobre nanorrobôs. Embora lidar com moléculas seja o foco da nanotecnologia hoje, na mídia e na ficção a nanotecnologia está muito mais associada a robôs minúsculos e inteligentes, capazes de se infiltrar em qualquer lugar, até mesmo dentro das pessoas.

Embora nanorrobôs ainda não sejam uma realidade, eles estão sendo avidamente estudados por pesquisadores de todo o mundo, tanto em universidades famosas como em grandes empresas de tecnologia como a HP e a Siemens.

Porém, os robôs sendo estudados e desenvolvidos não são exatamente como você imagina. Em geral, os nanorrobôs idealizados são na verdade compostos por moléculas, seguindo os avanços da área de nanotecnologia.

Isto é, eles não são eletrônicos, muito menos feitos de metal, mas muitos dos nanorrobôs idealizados e estudados até o momento são baseados em conjuntos de proteínas ou até em bactérias e vírus!

Embora a aparência deles não seja exatamente como a gente esperava, felizmente algumas das suas possíveis aplicações também são comuns nos filmes. A principal é na medicina, a chamada nanomedicina: consiste em utilizar esses robôs para fazer tratamentos que são muito complexos ou exigem grande precisão, como tratamento de câncer, cicatrização de tecidos e tratamento de diabetes.

É uma área muito promissora e com possibilidades incríveis. Vale a pena acompanhá-la e se manter atualizado no campo, pois em pouco tempo saber o que é nanotecnologia pode se tornar essencial para nossas vidas. Leia também sobre outras tecnologias que serão importantes no futuro próximo!