O que é nanotecnologia?

A nanotecnologia é o termo utilizado para se referir ao estudo que compreende e controla a matéria em uma escala molecular e atômica, trabalhando com objetos entre 1 e 100 nanômetros. Tal unidade de medida equivale a um bilionésimo de metro, ou seja, 1 nanômetro é igual a 10-9 metros, correspondendo a uma escala minúscula quando comparada às unidades de medida a olho nu. Para se ter uma ideia, uma fileira com dez átomos de hidrogênio tem um comprimento equivalente a um nanômetro e, um único fio de cabelo tem 50 mil nanômetros de diâmetro.  

A nanociência e tecnologia atua no desenvolvimento de novos materiais, produtos e processos, incluindo materiais e equipamentos para a Industria 4.0, a partir da capacidade de ver e manipular átomos e moléculas, com o objetivo de  criar estruturas que sejam estáveis e melhores, alterando suas propriedades intrínsecas e  obtendo então aplicações avançadas. 

Aplicações:

A mesma já se encontra presente em vários produtos  do nosso cotidiano, como em protetores solares, calçados esportivos, celulares, tecidos,  cosméticos, automóveis e medicamentos, e também, sendo utilizada para modernizar as esferas tecnológicas e industriais, como o setor energético, informacional, ambiental, de segurança, de alimentos, transporte, médico, naval, automotivo, siderúrgico, têxtil,  entre outros. 

Principais representantes da nanotecnologia:

Calcula-se que, atualmente, mais de 12 mil empresas de 53 países, empreguem nanotecnologia em seus produtos e que o faturamento dessas empresas em 2020 chegou a aproximadamente 3 trilhões de dólares. 

No contexto mundial, os Estados Unidos—sem nenhuma dúvida—é o líder em pesquisas para a aplicação da nanotecnologia em diversas áreas. No Brasil, há a existência de investimentos públicos e privados que ajudam as universidades, os institutos de pesquisas e as empresas privadas e públicas, a desenvolverem pesquisas sobre o assunto. Nos últimos 15 anos,  cerca de 600 milhões de reais foram investidos em nanotecnologia no país, representando um grande  avanço, ainda que tal investimento seja muito inferior quando comparado às quantias investidas em pesquisas desse tipo ao redor do mundo.

O desenvolvimento da nanotecnologia defronta questões sociais e ambientais, que alarmam vários debates e questionamentos. Dentre as discussões temos as questões em relação à toxicidade, o seu efeito na economia global e os possíveis impactos ambientais que essa tecnologia pode causar, levando a necessidade de uma regulamentação ética para tal ciência. Por conta desses e de inúmeros outros fatores, essa área científica pode sofrer grande atraso em seu desenvolvimento, mesmo que a cada dia surjam novas pesquisas em torno do assunto.

Fonte: Iberdrola

Engenharia de Materiais e a nanotecnologia:

A nanotecnologia não é uma ciência específica, mas sim um conjunto de técnicas baseadas na Física, Química, Biologia, na Ciência e Engenharia de Materiais e Computação.  Sendo assim, tal tecnologia pode se tornar uma ciência base para a Engenharia de Materiais contemporânea, já que a mesma desenvolve novos materiais através das mais diversas técnicas, rearranjando os átomos e moléculas da matéria para obter determinada propriedade, para desejada aplicação.  

O Engenheiro de Materiais, em sua formação, tem a capacidade de desenvolver e caracterizar nanomateriais e matérias-primas de ponta, processada pela disposição dos átomos  ou moléculas na nanoescala.

Os materiais, quando observados em uma escala nanométrica,  podem apresentar características diferentes das substâncias em escala micro ou macro, podendo ter novas propriedades mecânicas, óticas e magnéticas, que possibilitam que os materiais sejam  mais leves, resistentes, que controlem a cor da luz pela escolha seletiva do tamanho do nano  produto e entre outras inúmeras propriedades que possam apresentar nessa escala.

Essas mudanças nas propriedades são conhecidas como confinamento quântico (efeitos quânticos de tamanho), e tem como origem o tipo de ligação química do cristal. 

Os materiais nanoestruturados apresentam muitas promessas e oportunidades para uma nova geração de materiais e equipamentos industriais com propriedades ponderadas e otimizadas, para diferentes aplicações. Temos como exemplo os nanotubos de carbono, que são nanomateriais estudados para que no futuro, substituam o silício como material para a fabricação de microchips e dispositivos menores, tornando os mesmos mais rápidos e eficientes.

Temos também estudos de nanobiossensores que detectam a presença de patógenos nos alimentos e de nanocompostos, que podem melhorar a produção de alimentos, aumentando sua resistência mecânica e térmica.  Para finalizar, a nanotecnologia possibilita também o desenvolvimento de tecidos tecnológicos que não amarrotam e nem mancham, sendo leves e duradouros para fabricar, por exemplo, vestuários e/ ou equipamentos de segurança, ou mesmo equipamentos industriais.

Sendo assim, podemos dizer que a nanotecnologia e suas aplicações tem o poder de  resolver muitos dos problemas que a humanidade relata atualmente, aumentando a eficiência em diversas esferas da sociedade, como na produção e distribuição de energia, na conservação de alimentos, na saúde e qualidade de vida do ser humano, ou seja, o futuro é inteiramente  nanotecnológico.

Agora que você sabe o que é a nanotecnologia, que tal ler um texto sobre os automação industrial para a Indústria 4.0?

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Até o próximo conteúdo!