A cor das nanopartículas de ouro em suspensão varia de acordo com o tamanho das nanopartículas. Valeg96, CC BY

O que a palavra “nanotecnologia” evoca para você?

Eu passei a melhor parte de uma semana falando o termo “nanotecnologia” e se é um campo real, um termo real ou não.

Em seu sentido mais simples, nanotecnologia significa trabalhar com materiais na escala de um bilionésimo de metro. O prefixo "nano" refere-se a um bilionésimo: faz parte da escala científica de medição.

Eu uso o termo nanotecnologia como um termo conveniente para descrever meu campo de pesquisa. Minha pesquisa é em fazer nanopartículas que podem ser usadas como pequenas cápsulas para entregar drogas às células. Eu trabalho com proteínas e uma gama de nanopartículas de ouro para tentar alcançar esse objetivo.

Venda de nanotecnologia

Como muitos termos científicos e acadêmicos, a nanotecnologia (também conhecida como "nano") é um termo exagerado e exagerado nos meios de comunicação de massa.

As empresas de cosméticos anunciam produtos com “nanotecnologia” - talvez esperando transmitir que pequenos robôs estão consertando sua pele. No entanto, estes produtos são mais propensos a incluir apenas lipossomas - pequenas bolhas de lipídios em dupla camada. São nanopartículas, não exatamente os nano robôs que imaginamos na ficção científica.

A Tata Nano carro na Índia, e da Apple iPod Nano O music player também usa o prefixo “nano”. Tornou-se um prefixo conveniente, da mesma forma que “micro” e “inteligente” são termos de marketing excessivamente usados ​​e sem sentido.

Para complicar ainda mais as coisas, a nanotecnologia e a nanociência são hoje sinônimo de “robôs em miniatura que vão transformar o mundo em gosma cinza"Ou ameaças invisíveis minúsculas a nossa conectores e meio ambiente.

É verdade que há alguns interesse em torno dos potenciais efeitos ambientais de nanomateriais descartados indevidamente. A toxicologia de nanomateriais e questões regulatórias em torno de seu uso e descarte é uma discussão em andamento.

Mas é frustrante, como comunicador de ciência e cientista, ver o termo “nano” usado em algumas dessas maneiras - não por falta de humor, mas por causa do esforço necessário para combater esses equívocos, muitas vezes desproporcional à facilidade com que eles são mal utilizados.

O 'nano' não significa nada?

Então será que o termo nanotecnologia se aplica a tudo e, portanto, não significa nada? Embora nano seja uma palavra da moda na publicidade e na mídia, há uma compreensão mais específica do que isso implica na ciência – ou melhor, na engenharia.

A nanotecnologia é um campo amplo que abrange pesquisas e invenções que fazem uso dos efeitos quânticos que ocorrem na nanoescala - isto é, no nível nanométrico ou bilionésimo de um metro.

Por causa do tamanho dos materiais e partículas neste nível, os efeitos quânticos se tornam mais pronunciados na nanoescala e podem ser usados ​​para gerar materiais novos e mais finos.

O termo "efeitos quânticos”Refere-se aqui às propriedades do material que moldam o ponto de fusão, a fluorescência, a condutividade elétrica e a reatividade química.

Por exemplo, na nanoescala, há novas propriedades ópticas - isto é, reações entre a luz e o material - que podem ser usadas para aplicações como nanobarcoding.

A nanotecnologia usa essas propriedades para fabricar novos materiais e dispositivos - ?qualquer coisa, desde eletrônica leve, superredes plasmonicas (nanomateriais ultrafinos que interagem com a luz), nanopartículas de ouro, prata e polímero, nanofios e assim por diante.

Na verdade, biomoléculas e vírus são os originais, todos naturais da nanotecnologia. Biomoléculas como o DNA podem armazenar o código genético da vida, mas a estrutura do DNA pode ser usada para gerar nanofios, e o DNA pode ser usado como uma ponte entre as partículas. conecte-os juntos.

As proteínas podem ser usadas como andaimes para fazer estruturas metálicas conhecidas como estruturas metalo-orgânicas que podem ser usados ​​como filtros ou para fornecer terapias, para citar apenas duas aplicações.

Também podemos fabricar materiais a partir de materiais inorgânicos como ouro e prata - agora há canetas disponíveis que permitem desenhar circuitos de nanofios.

Sunscreen tem nanopartículas e nanopartículas de prata são usados ​​como agentes antibacterianos em muitos itens do cotidiano. Baterias de lítio usam nanotecnologia para melhor armazenamento: na verdade, a nanotecnologia é fundamental para melhorar desempenho e capacidade da bateria.

E a nanotecnologia é útil para miniaturizar dispositivos e melhorar seu desempenho. Agora temos sequenciadores de DNA portáteis que podem ser usados ​​no campo. Não precisamos mais enviar amostras para o laboratório e esperar pelos resultados - podemos sequenciar o DNA no local, graças ao uso inteligente de proteínas em dispositivos miniaturizados.

A maioria das pesquisas em nanotecnologia é interdisciplinar (combina diferentes conhecimentos), mesmo transdisciplinar (opera em muitos campos da ciência). Ele requer que você se aprofunde na química (inorgânica e orgânica), eletrônica, química analítica, química de superfície, química e estrutura de proteínas, química de ácidos nucléicos (DNA e RNA), lipídios (gorduras) e muitas outras técnicas.

Então, é mais fácil usar o termo genérico “nanotecnologia” ao descrever esse tipo de pesquisa envolvendo muitas disciplinas.

Usamos propriedades em nanoescala de materiais, criatividade e inventividade para criar novas tecnologias, novos materiais, novas estruturas e, talvez, no futuro, novas formas de ser.

Pense nisso desta maneira: se você quiser reduzir os dispositivos, reduz os componentes desses dispositivos. A nanotecnologia usa apenas componentes de tamanho nanométrico para construir esses dispositivos, usando os efeitos quânticos proeminentes nessa escala.

A nanotecnologia reúne todos esses recursos para aplicações úteis.

Nano não é todo 'BS'

Na face do carvão, a pesquisa é principalmente idéias intrigantes que exigem otimização tediosa; tentando fabricar itens minúsculos de um processo de baixo para cima (ou seja, construindo em escala nanométrica) ao invés de cima para baixo (refinando os materiais existentes).

Na nanotecnologia, não precisamos quebrar grandes materiais em pequenos pedaços, tentamos gerá-los de baixo para cima usando química. Esse tipo de trabalho pode ser chato, mas quando funciona pela primeira vez, é como mágica.

Então, nanotecnologia pode, às vezes, como Elon Musk implícita, seja um termo "BS" para todos.

Mas também é um campo que muitos cientistas e engenheiros trabalham todos os dias e que muitas universidades reconhecem. É um campo crescente e florescente cheio de novas invenções excitantes e inteligentes.

De muitas maneiras, é uma tentativa verdadeiramente séria de cruzar orgânicos e inorgânicos juntos em dispositivos que imitam os requintados refinamentos da natureza. É difícil - e emocionante.

Sobre o autor

Upulie Divisekera, doutoranda, Universidade de Monash

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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