Nanomateriais super minúsculos estão prestes a revolucionar nossas tecnologias. Quanto ao que mais eles poderiam fazer para nós: ninguém realmente sabe.
Toda idade tem seus materiais maravilhosos. Para os vitorianos, era de borracha. No século 20, era de plástico. E para o 21 digitalizadost século, pode vir a ser grafeno.
Você já ouviu falar de grafeno? Se não, você logo vai. É um dos mais novos materiais em escala nano que surgiram de nossos laboratórios - e como New York Times recentemente anunciado, “espera-se que transforme quase todos os aspectos da vida”.
Todos os dias, os cientistas estão aprendendo coisas novas sobre esse incrível nanomaterial. Mas nem tudo que eles estão aprendendo sobre isso é uma razão para o otimismo desenfreado. Como outros materiais maravilhosos do passado, o grafeno pode não ser tão maravilhoso.
O que é grafeno?
O grafeno é derivado de grafite, a mesma substância à base de carbono que colocamos dentro de lápis. Mas não há nada comum em grafeno. Seus átomos estão ligados na mais fina camada imaginável: um retículo alveolar com apenas um átomo de espessura.
Uma folha de grafeno é tão fina que, de acordo com a American Chemical Society, uma grama poderia cobrir campos de futebol 28; um pequeno pedaço é tão leve que você pode equilibrá-lo em uma margarida sem dobrar as pétalas. É também (não por acaso) mais forte que o aço, mais duro que os diamantes e mais condutivo que o cobre ou o silício - além de ser à prova d'água, transparente e incrivelmente maleável.
Você seria duramente pressionado, em outras palavras, para encontrar outro material repleto de tantas propriedades úteis. Não é de admirar que pesquisadores de uma ampla gama de indústrias estejam lutando para trazer o grafeno para fora de nossos laboratórios e para nossas vidas. As vendas, que estavam em pouco menos de $ 9 milhões na 2012, devem saltar 14-fold para $ 126 milhões pela 2020, de acordo com a Lux Research, uma empresa que analisa tecnologias emergentes.
Razões para ser cauteloso, dadas as lições do passado
Especialistas em tecnologia estão prevendo que o grafeno pode transformar uma vasta gama de produtos de consumo, de preservativos a computadores, a sensores químicos. “5 Razões Graphene vai mudar seus gadgets para sempre, ”NBC News brilhou, com uma lista que sugeria um futuro repleto de smartphones finos como papel, telas de computador flexíveis, dispositivos médicos que podem“ conversar ”com células humanas e baterias de longa duração.
Os ardentes defensores do grafeno afirmam que ele poderia ser usado para fabricar carros mais fortes e mais leves, células solares muito mais eficientes e até mesmo sangue sintético.
O hype descarado tem um anel familiar para ele e nos chama a ser cauteloso, dadas as lições do passado. O amianto já foi considerado o "mineral mágico" por sua capacidade de suportar chamas; só mais tarde descobrimos que é, de fato, uma poeira assassina.
A mesma história com o DDT, que provou ser intensamente prejudicial não apenas aos mosquitos portadores de doenças que se pretendia matar, mas também vida selvagem (especialmente aves) e humanos; com vinil, que acabou por ser mostrado para ser um disruptor hormonal significativo; ou com o filme de polietileno não biodegradável que inflamou inúmeros drives ban-the-bag. Cada um foi avidamente abraçado e tornou-se amplamente usado antes de descobrirmos que tinha um lado escuro e perigoso.
O dilema de Collingridge
Há realmente um termo para esse fenômeno, eu aprendi recentemente: o dilema de Collingridge. Batizado em homenagem a David Collingridge, o obscuro professor britânico que o postulou em um livro 1980, ele reconhece a dificuldade de prever os impactos negativos de uma nova tecnologia até o momento em que essa tecnologia se tornou amplamente utilizada - em que ponto, é claro, torna-se muito mais difícil lidar com esses aspectos negativos e impor remédios apropriados. Ou, como o próprio Collingridge colocou em O controle social da tecnologia,
“Quando a mudança é fácil, a necessidade não pode ser prevista; quando a necessidade de mudança é aparente, a mudança se tornou cara, difícil e demorada ”.
O que pode explicar por que, quando se trata de nanomateriais, os pesquisadores estão tentando se antecipar à curva. Uma série de programas de pesquisa surgiram para estudar as questões colocadas pela nanotecnologia. Por exemplo, desde a 2008, tanto a Agência de Proteção Ambiental quanto a Fundação Nacional de Ciência despejaram dezenas de milhões de dólares em um programa conjunto na Universidade da Califórnia, em Los Angeles, e na Duke University, conhecida como Centro de Implicações Ambientais da Nanotecnologia (CEIN).
Os pesquisadores estão buscando os tipos de perguntas que, no passado, muitas vezes não foram feitas até que seria tarde demais para resolver quaisquer problemas sérios que surgissem das respostas. Esses novos materiais podem entrar em nosso ambiente? O que acontece se eles fizerem? Como eles interagem com diferentes plantas e organismos? Eles têm efeitos tóxicos?
Entre outras coisas, esses pesquisadores têm testado diferentes nanomateriais em células humanas e animais, observando seus efeitos em animais de laboratório, estudando como eles se comportam no solo e na água, e analisando a adequação das leis existentes em relação ao seu controle e regulação. Graças a esses esforços, “estamos gerando muito mais dados do que imaginávamos há sete anos”, diz Andrew Maynard, diretor do Centro de Ciências de Risco da Universidade de Michigan, que há muito tempo alerta sobre a necessidade de uma melhor supervisão dos dados. nanotecnologia. Ainda há muitas perguntas importantes não respondidas, diz ele, mas "estamos começando a entender realmente o que é realmente preocupante e o que não é tão preocupante".
Perigo pode tomar muitas formas
Para começar, está ficando cada vez mais claro que alguns tipos de nanomateriais representam pequenos riscos ambientais ou de saúde pública, alguns representam mais, e alguns - especialmente os mais novos - ainda são basicamente pontos de interrogação. O mais perigoso deles parece ser certos nanomateriais derivados de prata, cobre ou zinco - os quais se dissolvem facilmente tanto em água quanto em células, liberando metais tóxicos ao fazê-lo. Mas o perigo pode assumir muitas formas.
A morfologia particular de um nanomaterial faz uma grande diferença. Alguns (incluindo grafeno) têm bordas afiadas que podem cortar as paredes das células. Nanotubos de carbono semelhantes a agulhas podem agir de forma muito semelhante ao amianto quando inalados, causando grande dano ao tecido pulmonar.
Como a mais recente maravilha da nanotecnologia, o grafeno apenas agora começou a chamar a atenção dos pesquisadores. E as primeiras descobertas já revelaram alguns sinais preocupantes, ressaltando o quão importante essas primeiras investigações podem ser. Em um Estudo 2013Por exemplo, os engenheiros da Brown University descobriram que folhas de grafeno com bordas afiadas poderiam perfurar - e possivelmente penetrar - células humanas da pele, do pulmão e do sistema imunológico.
Podemos lançar a revolução do grafeno sem comprometer nossa saúde ou o meio ambiente?
In outro estudo recenteCientistas afiliados à CEIN da Universidade da Califórnia-Riverside descobriram que as nanopartículas de óxido de grafeno exibiam uma persistência ambiental problemática em certos ambientes aquáticos. Numa simulação de um aqüífero, eles pareciam afundar no sedimento, onde provavelmente se biodegradariam. Mas na simulação de águas superficiais, como um lago ou córrego, as partículas tendiam a brilhar em folhas mortas e outras matérias orgânicas. Flutuando na coluna d'água, eles eram muito mais propensos a serem absorvidos por micro-organismos aquáticos - ou para entrar em nosso suprimento de água.
Mas há uma distinção a ser traçada, é claro, entre os riscos potenciais e os riscos reais. Como Sharon Walker, um dos autores do estudo da UC-Riverside, me disse:
"... não estamos querendo levantar bandeiras vermelhas tanto quanto para informar as pessoas, para que as bandeiras vermelhas não para ser levantado.
Tais estudos apresentam aos fabricantes e formuladores de políticas uma oportunidade inicial - e imensamente valiosa - para descobrir maneiras de iniciar a revolução do grafeno sem comprometer nossa saúde ou o meio ambiente.
Eu imagino que David Collingridge ficaria satisfeito.
Este artigo apareceu originalmente em Na terra
Sobre o autor
Susan Freinkel é o autor de Plástico: uma história de amor tóxico e Castanha americana: a vida, a morte e o renascimento de uma árvore perfeita. Ela também escreveu para o New York Times, Discover, Smithsonian, Mindful e outras publicações. Seus interesses são amplos: ela cobre histórias que vão desde a doença da vaca louca a um tratamento vitamínico para o transtorno bipolar, da adoção ao caso dos zoológicos até a busca pelo desenvolvimento de uma rosa azul. Uma história sobre uma doença que assola os carvalhos da Califórnia levou a seu primeiro livro, Castanha americana: a vida, a morte e o renascimento de uma árvore perfeita. Ganhou um 2008 National Outdoor Book Award. Depois de imergir no mundo natural para esse livro, ela voltou sua atenção para o mundo antinatural de seu próximo livro, Plástico: uma história de amor tóxico.
Livro recomendado:
Plástico: uma história de amor tóxico
por Susan Freinkel.
Plástico construiu o mundo moderno. Onde estaríamos sem capacetes de bicicleta, sacolas, escovas de dentes e marca-passos? Mas um século em nosso caso de amor com o plástico, estamos começando a perceber que não é um relacionamento tão saudável. Os plásticos aproveitam a redução dos combustíveis fósseis, liberam substâncias químicas nocivas, contaminam as paisagens e destroem a vida marinha. Como a jornalista Susan Freinkel aponta neste livro envolvente e esclarecedor, estamos nos aproximando de um ponto de crise. Estamos nos afogando e precisamos começar a fazer algumas escolhas difíceis. O autor nos dá as ferramentas que precisamos com uma mistura de anedotas animadas e análise. Plástico aponta o caminho para uma nova parceria criativa com o material que amamos odiar, mas parece que não consegue viver sem.
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