O que é nanotecnologia, suas aplicações e riscos

Conheça as contribuições que a nanotecnologia pode oferecer em diversos campos, assim como eventuais perigos

Nanotecnologia pode ser caracterizada como um ramo da ciência, da engenharia e da tecnologia que consiste em manipular átomos e moléculas. Ou seja, a estrutura molecular dos materiais, para alterar suas propriedades em uma escala nanométrica, de cerca de 1 a 100 nanômetros (nm).

Podem ser desenvolvidos novos produtos, novas estruturas e novos materiais a partir dessa manipulação da matéria. Os quais podem ser utilizados nos campos da física, química e biologia, em diversos setores, como medicina, eletrônica, ciências da computação, robótica, biotecnologia, engenharia, química e muitos outros.

As ideias e conceitos por trás da nanociência e nanotecnologia começaram com uma palestra intitulada “Há muito espaço no fundo”. Ela foi realizada pelo físico americano Richard Feynman em 1959, muito antes que o termo nanotecnologia fosse usado pela primeira vez. Em sua palestra, Feynman descreveu um processo no qual os cientistas seriam capazes de manipular e controlar átomos e moléculas individuais.

Mais de uma década depois, em suas explorações de usinagem de ultraprecisão, o professor Norio Taniguchi cunhou o termo nanotecnologia. Em 1981, com o microscópio de varredura por tunelamento (STM) que podia “ver” átomos individuais, a nanotecnologia moderna finalmente começou a ser delineada.

Áreas de pesquisa e benefícios da nanotecnologia

A nanociência e a nanotecnologia envolvem a capacidade de ver e controlar átomos e moléculas individuais. Tudo na Terra é feito de átomos:

• Os alimentos que comemos;
• As roupas que vestimos;
• Os edifícios e casas em que vivemos;
• Até mesmo nossos próprios corpos.

Entretanto, não é possível ver, a olho nu, algo tão pequeno como um átomo. Na verdade, tudo o que está na escala de nanômetro é impossível de enxergar com os microscópios normalmente usados ​​nas aulas de ciências do ensino médio, por exemplo.

Os microscópios necessários para observar coisas em escala atômica e molecular foram inventados somente no início dos anos 1980. Eles foram de extrema importância para o nascimento e desenvolvimento da era da nanotecnologia. Um exemplo é o microscópio de tunelamento de varredura (STM) e o microscópio de força atômica (AFM).

A nanotecnologia tem potencial para se tornar a próxima revolução industrial. O mercado global de nanomateriais está crescendo. Estima-se que em 11 milhões de toneladas a um valor de mercado de 20 bilhões de euros. O atual emprego direto no setor de nanomateriais é estimado entre 300 e 400 mil, somente na Europa.

Exemplos de nanotecnologia e seu futuro

Os cuidados de saúde estão se aproximando de uma revolução graças à nanotecnologia. Ferramentas altamente sofisticadas estão em desenvolvimento e possibilitados por causa da nanotecnologia.Por exemplo:

• Aparelhos para detectar e tratar o câncer;
• Curativos que previnem infecções;
• Tecnologia aprimorada de imagens médicas;

Todos os dispositivos eletrônicos feitos nas últimas décadas, incluindo os mais avançados chips de computador e dispositivos eletrônicos pessoais, foram fabricados com nanotecnologia. Tecidos tratados com nanotecnologia podem resistir a enrugamentos, manchas e crescimento de bactérias, ajudando as roupas a ficarem mais limpas e durarem mais.

Além disso, a nanotecnologia pode ajudar a limpar o meio ambiente. Isso por meio de novos métodos de purificação de água e remoção de poluentes do solo e das águas subterrâneas. A nanotecnologia move inovações em energia, como:

• Painéis solares mais eficientes;
• Turbinas eólicas mais resistentes e leves;
• Peças de automóveis mais leves e maior eficiência de combustível;

Até mesmo produtos de higiene pessoal, como cosméticos e protetores solares, podem ser aprimorados com nanotecnologia. As embalagens de alimentos que usam nanotecnologia podem ajudar a detectar e prevenir deterioração ou contaminação. Assim, contribuindo para que os alimentos permaneçam frescos por mais tempo.

Como você pode ver, a nanotecnologia está em tudo. Seu potencial de contribuição para a ciência, a medicina, a engenharia e desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis são enormes.

Potencial para a saúde e a sustentabilidade

Graças às aplicações dos conhecimentos sobre nanotecnologia, muitas doenças poderão ser erradicadas em breve. Além disso, engenheiros estão desenvolvendo:

• Materiais cem vezes mais resistentes do que o aço;
• Baterias que duram dez vezes mais do que antes;
• Painéis solares que geram o dobro de energia que os antigos;
• Produtos avançados para a pele;
• Carros inteligentes;
• Janelas e roupas com sistema de autolimpeza;

A nanotecnologia é parte da próxima onda de inovação em ciência e engenharia que transformará muitos setores. Isso inclui o aeroespacial, energia, tecnologia da informação, medicina, defesa nacional e transporte. Ela deve permitir o desenvolvimento de materiais de última geração. Esses se tornam mais resistentes, leves e duráveis ​​do que os materiais ainda utilizados em edifícios, pontes, aviões, automóveis e outras aplicações.

Os cientistas e engenheiros têm encontrado uma ampla variedade de maneiras de construir produtos e processos cada vez menores, em nanoescala. O objetivo é tirar vantagem de suas propriedades aprimoradas. Como maior resistência, menor peso, maior controle do espectro de luz e maior reatividade química do que seus equivalentes em grande escala.

A nanotecnologia também é uma grande promessa para a criação de produtos para um mundo mais eficiente em termos de energia. Como células de combustível, baterias e painéis solares mais eficientes. 

Ela pode fornecer soluções para a limpeza de solo e água contaminados. Além de conduzir uma verdadeira revolução nos campos da medicina e da saúde. Mas e quanto à segurança? Será que a nanotecnologia também pode oferecer riscos?

Segurança e potenciais riscos da nanotecnologia

As empresas que desenvolvem e empregam nanotecnologia seguem as leis e regulamentações aplicáveis ​​dos EUA. Isso inclui a Lei de Controle de Substâncias Tóxicas (TSCA), a Lei do Ar Limpo e a Lei da Água Limpa. Bem como várias leis existentes em todo o mundo relacionadas à produção e uso de substâncias químicas.

Líderes em nanotecnologia trabalham para garantir o desenvolvimento responsável nesta área. Todos os participantes envolvidos no ciclo de vida de um produto, incluindo produção, distribuição, uso e descarte seguro, participam da compreensão e comunicação dos possíveis impactos à saúde humana e à natureza.

No entanto, ainda existe um problema potencial na aplicação de nanotecnologia em produtos de uso cotidiano. Alimentos, cosméticos e roupas podem conter nanomateriais sem o conhecimento do consumidor. Isso porque o uso desses materiais ainda não é regulamentado e eles não aparecem nas listas de ingredientes.

De acordo com um estudo publicado na revista científica Nature Communications, isso pode ser motivo de preocupação. Afinal, em longo prazo, os nanomateriais podem ser perigosos: são difíceis de medir e entram facilmente na cadeia alimentar. Para piorar, podem penetrar nas células e se acumular em órgãos.

Nanomateriais invadem a cadeia alimentar

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um método sensível para encontrar e rastrear nanomateriais no sangue e tecidos. Também foi possível rastrear nanomateriais em uma cadeia alimentar aquática, de microrganismos a peixes. Esses constituem uma importante fonte de alimento para a população de vários países.

Os resultados são preocupantes. Segundo os pesquisadores, os nanomateriais se ligam fortemente aos microrganismos. Eles, por sua vez, são uma fonte de alimento para outros organismos, e invadem a nossa cadeia alimentar.

Uma vez dentro de um organismo, eles podem mudar de forma e tamanho. Logo, transformando-se em um material perigoso, capaz de penetrar nas células e se espalhar para outros órgãos. O estudo revela que os nanomateriais tendem a se acumular principalmente no cérebro.

As descobertas enfatizam a importância de avaliar o risco dos nanomateriais antes de introduzi-los em produtos de consumo em grandes quantidades. Uma melhor compreensão dos nanomateriais e seus riscos pode ajudar os formuladores de políticas a introduzir regras mais rígidas sobre seu uso. Mas também sobre a forma como são listados nos rótulos dos ingredientes dos produtos.

Embora os nanomateriais sejam uma grande promessa e tenham potencial para proporcionar diversos benefícios à humanidade, é preciso ficar atento à sua regulamentação. Afinal, as pessoas devem ter o direito de saber o que estão consumindo e os riscos que seus produtos de consumo podem oferecer.

Além disso, mais estudos também são necessários para avaliar os possíveis impactos da nanotecnologia para o meio ambiente e a saúde humana. Assim, garantindo que ela possa aliar o maior número possível de benefícios para a humanidade ao nível mais alto de segurança possível.