Uma Revolução na Criação de Novos Produtos

Uma Revolução no Desenvolvimento de Novos Produtos

• A nanotecnologia já é um negócio de bilhões de dólares (Bushan, 2004) que atrai a cada dia mais investimento, em todo o planeta, devido ao seu enorme potencial de aplicação nos mais variados setores industriais e ao impacto que seus resultados podem dar ao desenvolvimento tecnológico e econômico. 

Neste contexto, existe uma infinidade de áreas onde a nanotecnologia pode dar uma contribuição significativa. O Brasil tem procurado não ficar de fora da corrida por esta tecnologia e em 2001 o Governo criou a Iniciativa Brasileira em Nanotecnologia para formar uma rede de pesquisa no tema.

Atualmente, a rede conta com a participação de mais de uma centena de instituições de pesquisa e ensino em todo o país, que têm expandido suas fronteiras por meio de parcerias com institutos e grupos de excelência em nanotecnologia dos Estados Unidos, Europa, China e Japão, inclusive com a colaboração de pesquisadores laureados com o prêmio Nobel.

• Os investimentos para o período 2005 – 2006 para o setor de nanotecnologia no Brasil deve ser de aproximadamente 71 milhões de reais de acordo com a Agência Fapesp. Segundo o Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), o principal objetivo desses investimentos é desenvolver produtos e processos no setor, a partir da estruturação e do fortalecimento de redes de pesquisa sobre o tema.

Os resultados práticos já começam a ser colhidos. Produtos que se utilizam dessa tecnologia já se tornaram realidade em alguns setores da indústria brasileira. No meio acadêmico, destaca-se um documentário em DVD realizado por alunos da Universidade Federal de São Carlos intitulado "Nanotecnologia: futuro". 

• Segundo o professor Élson Longo, diretor do documentário, a divulgação do conhecimento em nanotecnologia é estratégica para o Brasil. Iniciativas como esta podem servir de alicerce para o crescimento da nanotecnologia no país e é com base nessa constatação que este estudo foi realizado.

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 (Bushan, 2004) 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 (Miller, 2005). 

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.

• Como citado no livro “Springer Handbook of Nanotechnology” (Bushan, 2004), o mercado de micro-sistemas em 2000 foi de aproximadamente $ 15 bilhões e com uma taxa anual de crescimento projetada em torno de 10% a 20%. É esperado que este setor movimente mais de $ 100 bilhões até o final desta década. Já o mercado de nano-sistemas foi de aproximadamente $ 100 milhões em 2001. Estima-se que o mercado de nanosistemas integrados ultrapasse $ 25 bilhões em investimentos até o final desta década.

Devido à natureza destes sistemas e por causa do significante impacto que eles podem causar nas aplicações comerciais e na área de defesa, a industria de ponta, investidores capitalistas e o próprio governo federal norte-americano têm um interesse especial nutrindo o crescimento deste campo.

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. Trata-se, neste caso, da nanotecnologia, tal como já foi definida anteriormente. As técnicas mais recentes permitem gravar linhas de 80 nanômetros (1000 vezes mais finas que uma folha de papel).

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.

• Os átomos cujos símbolos estão em negrito são aqueles cuja importância prevista para as concepções em nanotecnologia é maior: Hidrogênio (H), Carbono (C), Nitrogênio (N), Oxigênio (O), Flúor (F), Silício (Si), Fósforo (P), Enxofre (S) e Cloro (Cl). Os outros elementos podem ser utilizados com menor freqüência (Levy, 2000). 

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

• Os átomos são extraordinariamente pequenos em relação à nossa escala. Por exemplo, na espessura de uma folha de papel, é possível empilhar por volta de 400.000 átomos de metal. Há, portanto, muito lugar nessa escala.

De fato, para dar uma imagem mais concreta, Feynman apresentou o seguinte exemplo: utilizando-se um círculo de uma superfície de 1000 átomos por ponto de impressão, seria possível imprimir todas as páginas da Enciclopédia Britânica sobre a cabeça de um alfinete. Feynman prossegue mostrando que, de fato, há tanto lugar nessa pequena escala que, se se souber manipular os átomos individualmente, será possível registrar tudo o que a humanidade escreveu até o presente em um cubo de um décimo de milímetro de lado, ou seja, em um grão de poeira. O objetivo da nanotecnologia molecular, e das pesquisas atualmente em andamento, é chegar a este controle preciso e individual dos átomos.

Uma Revolução no Desenvolvimento de Novos Produtos

Aplicações da Nanotecnologia:

• Ciência e tecnologia continuam avançando na fabricação de micro/nano dispositivos e sistemas com possibilidade de aplicação em várias áreas da industria, comércio e biomedicina. Uma gama de dispositivos MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) já são usados comercialmente. Uma grande variedade de sensores também já é utilizada nas áreas industrial e biomédica. Varias microestruturas e micro componentes são usados em aplicações industriais.

Dois grandes exemplos na área industrial são os acelerômetros, aparelhos utilizados na linha de montagem de alta tecnologia como sensores (cerca de 85 milhões de unidades comercializadas em 2002 (Bushan, 2004)) e digital micromirror devices, que são micro espelhos utilizados na projeção de imagens que podem chegar a projetar até 35 trilhões de cores (cerca de $ 400 milhões em vendas no ano de 2001 (Bushan, 2004)). Acelerômetros de silicone são usados no desenvolvimento de airbags para automóveis desde 1991.

• A industria de acelerômetros movimentou cerca de um bilhão de dólares em 2001 (Bushan, 2004), tendo o mercado dominado pela Analog Devices, seguida por Motorola e Bosch. A tecnologia dos digital micromirror devices para projeção digital em home theaters e TVs foi lançada em 1996 pela Texas Instruments, desde então já havia vendido mais de 1,5 milhões de projetores até 2002 (Bushan, 2004).

Outras grandes aplicações industriais incluem sensores de pressão, cartuchos de impressoras jato de tinta e interruptores ópticos. Sensores de pressão absoluta para máquinas foram desenvolvidos em 1991 pela empresa Nova Sensor, que teve suas vendas anuais estimadas em cerca de 25 milhões de unidades em 2002 (Bushan, 2004). As vendas de cartuchos para impressoras jato de tinta com componentes de micro-escala funcional chegaram a 400 milhões de unidades em 2002 (Bushan, 2004). Sensores de pressão para medir a pressão de pneus foram desenvolvidos pela Motorola.

• Outras aplicações de dispositivos de MEMS incluem sensores químicos e gasosos, detectores infravermelhos, instrumentos utilizados em aviões para observações da Terra, aplicações espaciais (NASA), aplicações antimíssil (Departamento de Defesa) e vários outros produtos hidráulicos e pneumáticos.

No que diz respeito às técnicas de manufaturas, a nanotecnologia permite uma melhora, sem precedentes, na qualidade de fabricação. Sendo os átomos colocados de modo preciso, desaparecem quase que completamente os problemas ligados às impurezas e aos defeitos nos materiais. 

• Assim, é possível fabricar materiais mais compactos, utilizando-se muito menos matéria. Seria extraordinariamente reduzido o custo de produção dos objetos, dado que a fabricação consumiria bem menos energia e matéria-prima que no presente (Bushan, 2004). Além do mais, sendo a produção inteiramente automatizada, os custos com mão-de-obra seriam praticamente nulos.

Realmente, concorda-se em dizer que os custos de fabricação seriam praticamente reduzidos aos custos de concepção (o que é o caso, atualmente, na indústria de softwares para computador). De fato, a matéria-prima pode ser inteiramente reciclada e a energia pode provir de células solares. (O que atualmente limita a possibilidade de utilização de células solares em grande escala é seu custo de fabricação e seu rendimento, dois problemas que a nanotecnologia deverá estar em condições de resolver sem dificuldade.)

• A nano-medicina é outra área importante nesse contexto. Acredita-se que ela será menos tóxica que a medicina atual. Já existem projetos de nano-robôs que poderiam penetrar ou “operar” cada célula individualmente, existindo a possibilidade de destruir células cancerígenas. Já ocorre também o desenvolvimento de moléculas fluorescentes capazes de medir algumas centenas de átomos. 

Essas moléculas apresentam forte brilho quando expostas a algumas funções biológicas como ataques cardíacos, derrames e infecções, o que se constitui como uma forma segura de diagnostico celular. Evidentemente, uma das conseqüências esperadas é um aumento muito significativo da longevidade, com um estado de juventude preservado.

• BIOMEMS são cada vez mais usados na área comercial e de defesa. Exemplos de aplicações de BIOMEMS são biochips, para analises químicas e bioquímicas, em diagnósticos médicos (DNA, RNA, proteínas, pressão sanguínea, identificação de toxinas).

Após a tragédia de 11 de setembro de 2001, o interesse em uma suposta guerra química e biológica conduziu ao desenvolvimento de aparelhos equipados com sensores biológicos e químicos visando detectar germes biológicos e agentes químicos em estações de metrô, aeroportos e estações de tratamento de águas.

• Outras aplicações de BIOMEMS incluem cirurgias de alto risco, endoscopia, angioplastia a laser e cirurgias microscópicas. Órgãos artificiais para implante também podem ser produzidos.

Na área biológica deve-se também ressaltar o uso de nano-devices para o sequenciamento de moléculas de DNA no projeto Genoma e a multiplicação celular usando nanotubos de carbono para reparação da espinha cervical, bem como para o crescimento de órgãos e crescimento de tecidos artificiais que utilizam nanofibras.

• Em todo o mundo, empresas privadas e governos estão pesquisando como produzir tubos de carbono tão finos pelos quais átomos possam passar um por um. Esses nanotubos poderiam ter muitas aplicações, como agregar resistência tênsil a objetos e reforçar circuitos de silício, o que produziria avanços revolucionários na microeletrônica.

Na área Nanoeletrônica, os nano-devices podem ser usados para fabricar memórias de computador, usando moléculas individuais ou nanotubos para armazenar bits ou informações, assim como interruptores moleculares, transistores moleculares, circuitos integrados de nanotubos, laser nanoscópico e nanotubos como eletrodos em células.

• De acordo com o professor Frederic Levy (2000), membro da Academia Interdisciplinar de Ciências de Paris (AISP), será possível fabricar minúsculos computadores, por exemplo, para controlar os nano-robôs que passeiam pelo corpo humano.

Os projetos deixam antever computadores mais potentes que os supercomputadores atuais, porém com as dimensões de um cubo de dez mícrons de lado. Pelas mesmas razões anteriores, o custo de fabricação desses computadores seria extraordinariamente reduzido.

• Ainda conforme o professor Levy, a nanotecnologia permitirá não somente a reciclagem completa dos resíduos (lixo), quando da fabricação, mas ainda a limpeza do lixo até hoje acumulado. Assim, seria possível 'limpar" o planeta. Diminuir, se fosse preciso, a quantidade de CO2 na atmosfera e amenizar, por assim dizer, alguns problemas ecológicos que o homem criou.

Atualmente, para a produção de objetos em nanoescala são utilizados microinstrumentos e micro-manipuladores, que incluem cromatografia de gás e espectrômetros de massa.

• Na maioria dos casos, as principais aplicações comercias da nanotecnologia ainda levarão alguns anos para tornarem-se realidade, porém as limitações destes produtos já estão claras, e em alguns casos esses limites parecem imensuráveis.

O advento dessas técnicas daqui a dez, vinte, trinta anos revolucionará os meios de produção, assim como, todos os aspectos da existência humana, como afirma o professor Frederic Levy.

• No entanto ainda não é possível dizer como essa transição se dará e se saberemos lidar com os perigos. Contudo, a comunidade científica acredita ser urgente que nos preparemos e é seguindo essa linha de raciocínio que o restante deste estudo foi realizado.

Descobertas Recentes:

• Durante a realização deste estudo, inúmeras descobertas envolvendo a nanotecnologia foram publicadas. Essas descobertas recentes serão mencionadas a seguir.

A fabricante de carros norte-americana General Motors, por exemplo, anunciou que o novo modelo do seu Impala terá uma redução de 7% no peso graças ao uso de um novo material nanocompósito. Além do menor peso, o material propicia a construção de partes mais lisas e pode ser mais facilmente reciclado. O nanocompósito é um material à base de olefina, do qual a empresa é o maior consumidor mundial. Ele foi desenvolvido pela GM em conjunto com a Basell, o maior produtor mundial de resinas de polipropileno, e com a Southern Clay, fabricante de nano-cerâmicas.

• Mais uma descoberta que pode influenciar o setor automotivo é o Nano-revestimento que elimina embaçamento de janelas e lentes. Desenvolvido por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o novo revestimento polimérico, composto com nanopartículas de sílica, permite a criação de superfícies à prova de embaçamento. 

A cobertura transparente pode ser aplicada em virtualmente qualquer superfície de vidro, como óculos, lentes e espelhos de banheiro. O novo revestimento consiste de camadas alternadas de nanopartículas de sílica, o mesmo material que compõe o próprio vidro, e de um polímero chamado hidrocloreto de polialilamina. Os dois componentes são baratos e fáceis de serem fabricados em larga escala.

• Na Universidade Federal de São Carlos foi desenvolvida uma combinação de nanopartículas com outros materiais que permitiu o desenvolvimento de um lápis com grafite mais resistente e, ao mesmo tempo, mais macio. O produto acabou sendo adquirido pela multinacional Faber Castell. No que diz respeito à miniaturização extrema de alguns produtos, já estão sendo pesquisados o nano-carro e o nano-relógio.

O primeiro consiste de um chassi e eixos feitos de grupos orgânicos bem definidos, com sistema de suspensão flexível e eixos que giram livremente. As rodas são "buckyballs", esferas de carbono puro contendo 60 átomos cada uma. O carro todo mede entre 3 e 4 nanômetros de comprimento, o que o torna um pouco maior do que uma molécula de DNA. Um fio de cabelo humano, por exemplo, mede em média 80.000 nanômetros de diâmetro.

• Outros pesquisadores já haviam montado moléculas no formato de carros, mas o nano-carro agora apresentado é o primeiro que realmente se movimenta como um carro, podendo andar na direção perpendicular aos seus eixos, como um carro normal.

O nano-relógio é baseado na tecnologia MEMS ("MicroElectroMechanical Systems"), o minúsculo equipamento é tanto uma obra de arte quanto uma demonstração do potencial da microengenharia. Ainda que ele tenha sido construído com os mais modernos equipamentos de litografia e micro-fabricação, um grão de poeira invisível a olho nu é suficiente para travar o mecanismo do micro-relógio e impedir seu funcionamento. E as forças envolvidas na movimentação de suas minúsculas engrenagens exigem uma quantidade enorme de energia, o que faz com que o micro-relógio não seja um primor de precisão.

• Na nanoeletrônica, memórias de ultra-densidade são um dos principais alvos dos pesquisadores. Trabalhando com nanofios de apenas 3 nanômetros, os cientistas conseguiram estabilizar bits de memória com a simples adição de "fragmentos de água". 

A inserção das moléculas de água transforma esses nanofios em elementos dipolos locais chaveáveis, ou seja, em elementos básicos capazes de guardar informações digitais - bits magnéticos. A pesquisa demonstra que os bits ficam estáveis em dimensões muito menores do que se imaginava possível. É claro que memórias de computador construídas a partir desse conceito ainda terão que ser desenvolvidas. 

• Mas já é possível ter-se uma idéia do impacto potencial da descoberta. Com bits estáveis nas dimensões alcançadas, é possível a construção de memórias com uma densidade de 100.000 terabits por centímetro cúbico. Com uma memória assim, por exemplo, um iPod conseguiria armazenar músicas MP3 suficientes para tocar durante 300.000 anos, sem repetições.

Bem como a Língua Eletrônica, um nariz eletrônico também esta em desenvolvimento num projeto que reúne cientistas da Espanha, Itália e França. Os sensores são na verdade nano-biosensores. 

Eles são construídos colocando-se uma camada das proteínas que constituem os receptores olfativos do nariz de um animal sobre um microeletrodo. Medindo a reação que ocorre quando as proteínas entram em contato com diferentes odores, o sistema é capaz de detectar cheiros em concentrações que seriam imperceptíveis para os seres humanos.

• E para mostrar que o nanomundo já pode ser tratado como uma realidade, dentre algumas descobertas recentes, incluem-se um novo equipamento que permite filmar nanoestruturas, nanogeradores capazes de gerar energia a partir do movimento do corpo humano e nanofios luminescentes, capazes de iluminar o nanomundo.

Viabilidade:

• Inicialmente, pode-se perguntar se é possível manipular com precisão os átomos, a fim de colocá-los onde bem entendermos. Sobre o problema da viabilidade, os cientistas que estudam a questão, dentre eles Richard Feynman, afirmaram não haver impossibilidade de princípio. 

Até o momento, ninguém elaborou uma crítica séria contra essa idéia, e muitos pesquisadores realizaram cálculos de viabilidade, simulações em computador que, naturalmente, ainda permanecem teóricas.

• Eric Drexler, primeiro pesquisador depois de Feynman a ter redescoberto e difundido o conceito da nanotecnologia, no início dos anos 80, escreveu um livro analisando em detalhes as interações atômicas, com o objetivo de fabricar nanomáquinas. (Nanosystems, Molecular Machinery, Manufacturing and Computation). Criou o instituto americano Foresight, cujo objetivo é sensibilizar os pesquisadores e o público sobre o advento dessa tecnologia e, ainda, tentar preparar-se para suas conseqüências e seus perigos.

Em Nanosystems (1991), Drexler analisa, entre outros, os problemas ligados à agitação térmica dos átomos. O calor não é outra coisa senão a vibração mais ou menos forte dos átomos. 

• Quanto maior o calor, mais intensamente vibram os átomos. Podemos, portanto, acreditar que um aparelho feito de alguns átomos ligados entre si, não quebra, ou funciona mal, à temperatura ambiente. Drexler, seguido por outros pesquisadores, calculou, portanto, as forças que se exercem em tais sistemas. De fato, os programas computacionais para criação de moléculas foram muito melhorados com esse objetivo, e permitem simular as interações entre os átomos, a estabilidade da estrutura, dentre outras características.

Aliás, muitos progressos práticos foram realizados nestes últimos anos. Surgiram vários tipos de aparelhos que manipulam diretamente os átomos, embora ainda de modo bastante rudimentar. Um exemplo clássico é esta foto, na qual as letras IBM estão escritas com átomos, ou ainda aquela, mais recente, representando um ábaco nanométrico.

• Esses aparelhos, que permitem ver e manipular os átomos individualmente, são chamados microscópios de tunelamento e microscópios de força atômica (Scanning Tuneling Microscope, Atomic Force Microscope). Permitem não apenas visualizar os átomos de uma superfície, mas também deslocá-los, empurrando-os e arrastando-os pela superfície.

Nesses microscópios, a ponta tem normalmente sua terminação em um único átomo, em relação com a superfície a ser observada. O aparelho desloca a ponta, mantendo-a a uma altura constante, acima da amostra que está sendo observada. Deslocando-se a ponta ao longo de linhas horizontais sucessivas é possível deduzir a topografia da superfície.

• Sem a menor dúvida, numerosos problemas práticos se colocam. O aparelho deve ser protegido de qualquer vibração. A própria ponta de medida é constituída de átomos e, às vezes, interage diferentemente, conforme os tipos de átomos observados, como também pode interagir a um só tempo com vários átomos, o que gera resultados às vezes difíceis de serem interpretados. Além disso, as manipulações são freqüentemente realizadas em temperatura bastante baixa, para evitar as vibrações térmicas já mencionadas, e em uma atmosfera rarefeita (sob vácuo), a fim de impedir que os átomos de ar do meio ambiente venham colidir o tempo todo com a amostra observada.

No momento, tudo isso tem ainda muito de "feito em casa", de tateamento, mas os modelos teóricos se sofisticam e, a cada dia, as ferramentas são melhor disciplinadas (por exemplo, as letras IBM foram realizadas a -270º C, o ábaco atômico foi feito à temperatura ambiente).

• Não obstante todos esses problemas, os campos de aplicação desses aparelhos estão em grande desenvolvimento. Diversas empresas foram fundadas para vender tais equipamentos. Enfim, para terminar com a questão da viabilidade da nanotecnologia, pode-se observar que nós somos a prova de que a nanotecnologia é possível.

De fato, os seres vivos são constituídos de verdadeiras máquinas moleculares (DNA, RNA, ribossomos, etc.), que funcionam em escala atômica e coordenam, de maneira extremamente precisa, os átomos e as moléculas que constituem os seres vivos e, diga-se de passagem, com muito mais sucesso.

Críticas:

• Apesar de parecer tão vantajosa na teoria, a nanotecnologia ainda gera certa desconfiança de alguns setores da sociedade. Cientistas da Universidade de Toronto especulam que a nanotecnologia será o próximo campo de batalha entre a indústria e a opinião pública. Os professores Singer e Daar afirmam que a população precisa compreender e apoiar cada nova tecnologia que avança. Eles afirmam ainda que pode acontecer um aumento das desigualdades entre as nações ricas e pobres, visto que devido aos altos investimentos necessários, as aplicações da nanotecnologia beneficiariam apenas as regiões ricas.

Há ainda quem diga que produtos da nanotecnologia podem trazer riscos ambientais e de saúde. Alguns cientistas acreditam que é preciso tomar cuidado para que o uso irresponsável da técnica não acabe ofuscando os benefícios que ela pode trazer. Pesquisas da Universidade de Rice em Houston identificaram propriedades tóxicas em alguns nanocompósitos.

• Outras correntes questionam se haverá uma melhoria na qualidade de vida da população do planeta. Ressaltam que inovações de grande impacto nas ultimas décadas, como a microeletrônica, tiveram grandes aplicações no campo militar e reacendem polêmicas como a qualidade de vegetais geneticamente modificados e alimentos transgênicos.

No começo de 2002, a ONG ambientalista ETC Group, pediu uma moratória mundial na produção de nano-produtos, já que ainda não havia leis regulando o que poderia ser feito. Porém as decisões políticas não podem ser tomadas antes que o conhecimento necessário esteja disponível, fato que também é temido pela comunidade científica.

• Como já foi mostrado, a Nanotecnologia apresenta um enorme potencial para revolucionar o desenvolvimento de novos produtos e, conseqüentemente, causar uma mudança drástica nos processos produtivos em relação à forma como são tratados hoje em dia. 

A adequação de um espaço para a produção de um novo produto ou um novo processo produtivo faz parte das atribuições de um engenheiro de produção, portanto, o restante deste estudo tentou mostrar o que já esta em prática no que diz respeito à aplicação da nanotecnologia em um novo produto.

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