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Assim, como kilo corresponde a um fator 10^3, mili corresponde a 10^-3. Na escala nano (nm), o fator de grandeza corresponde a 10^-9. Assim, quando se fala de 1 nanômetro, refere-se a um fator de 10^-9 do metro, ou seja, um bilionésimo do metro: 0,000 000 001m. Não se pode esquecer que 1.000 nanômetros é igual a 1 mícron.

Esse tamanho é aproximadamente 100 mil vezes menor do que o diâmetro de um fio de cabelo, 30 mil vezes menor que um dos fios de uma teia de aranha ou 700 vezes menor que um glóbulo vermelho.

É exatamente nessa escala de tamanho que a nanotecnologia é trabalhada e que os objetos nanotecnológicos são concebidos. Nessa mesma escala estão os átomos e as moléculas.

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O impacto da nanotecnologia no Brasil e no mundo

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O impacto da nanotecnologia no Brasil e no mundo

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A nanotecnologia vem transformando o cotidiano global e está presente no Brasil em produtos como cosméticos, tintas, secadores e palmilhas, com apoio de projetos como os da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP). Sua cadeia de valor inclui nanomateriais (como nanopartículas), nanointermediários (como tecidos e chips) e produtos finais (como carros e aviões). Um dos exemplos práticos incluem nanotubos em navios para evitar acúmulo de cracas. Mas, apesar dos avanços, há debates sobre segurança e impactos ambientais, levando instituições como FDA e ISO a criar normas, enquanto governos tornam regras obrigatórias. Além disso, a nanotecnologia influencia políticas públicas e a “nanogeopolítica”, ligada a minerais estratégicos como lítio, nióbio e grafite.

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Observando o mapa que mostra os principais usos da nanotecnologia, vemos que, mesmo não percebendo, a nanotecnologia está muito presente no nosso cotidiano, o setor automobilístico, embalagens, saúde, são apenas alçguns dos mais importentes setores que são afetados diretamente por essa tecnologia, Aqui estão alguns exemplos, dentre suas várias utilidades: Nanotubos de carbono, (Materias que são utilizados, por exemplo, nas raquetes de tênis), Pinturas automotivas especiais (Autolimpantes e antiriscos) e na construção de pás para geradores eólicos

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grafeno é um material revolucionário formado por apenas uma camada de átomos de carbono, organizados como uma colmeia de abelhas (hexágonos).
Foi descoberto em 2004 por dois cientistas, Andre Geim e Konstantin Novoselov, que ganharam o Prêmio Nobel de Física em 2010.

Ele é considerado o primeiro material bidimensional (2D) já encontrado.

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Hoje, o grafeno está em fase de pesquisa e testes, mas já tem várias aplicações possíveis:

Eletrônicos: telas dobráveis, celulares mais finos, chips ultrarrápidos.

Energia: baterias que carregam em segundos e duram muito mais tempo.

Medicina: sensores que detectam doenças rapidamente, transporte de remédios direto nas células.

Água e meio ambiente: filtros para transformar água do mar em água potável.

Materiais: plásticos, roupas e metais super leves, mas quase indestrutíveis.

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O grafeno pode revolucionar indústrias inteiras — da saúde à tecnologia.

Pode gerar carros elétricos mais baratos (baterias melhores).

Pode criar computadores muito mais rápidos e pequenos.

Pode tornar a purificação de água acessível em regiões sem saneamento.

Desafio atual: ainda é difícil e caro produzir grafeno em larga escala. Por isso, seu uso ainda está restrito a pesquisas e protótipos.

Muitos cientistas acreditam que o grafeno pode ser para o século XXI o que o plástico foi para o século XX: um material que muda tudo ao nosso redor.

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O grafeno é chamado de “material milagroso”.

É tão fino que uma folha de grafeno é praticamente invisível.

Mesmo sendo transparente, não deixa elétrons escaparem.

Já existe no Brasil pesquisa sobre grafeno (ex.: Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG).

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Grafeno - Wikipédia, a enciclopédia livre

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O grafeno é uma das formas cristalinas do carbono , assim como o diamante, o grafite, os nanotubos de carbono e fulerenos. Esse material, pode ser considerado tão ou mais revolucionário que o plástico e o silício. Quando de alta qualidade, costuma ser muito forte, leve, quase transparente, um excelente condutor de calor e eletricidade.

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Graphene research, innovation and collaboration | Graphene Flagship

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The Graphene Flagship is a FET Flagship by the European Commission, set to ​bring graphene innovation out of the lab and into commercial applications

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Existe efeito nano na natureza?

Sim. Em várias coisas conhecidas por todos. Alguns exemplos são:

O efeito nas asas da borboleta azul ou nas penas do pavão, onde ocorre a iridescência (efeito arco-íris). Trata-se de nanoestruturas em escala nanométrica que, ao interagir com a luz, modulam a refração, causando esse efeito óptico.

Outro exemplo é a lagartixa, que é um dos animais com “autonomia decisória”: em suas patas existem nanoventosas com fortíssima adesão, que lhe permitem andar livremente em qualquer superfície. (Foto no início)

Em algumas folhas de plantas existem nanoestruturas com o efeito Lótus, que tornam a superfície super-hidrofóbica (tendência a repelir água), fazendo com que a água não escorra, mas sim role.

Para finalizar, temos os nossos dentes que, graças à presença de uma organizada nanoestrutura, apresentam grande resistência mecânica, auxiliando na mastigação de alimentos sólidos ou duros, como castanhas e maçãs, entre outros.

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Muitos pensam que ela começou a existir na década de 80, porém, o homem se preocupa há séculos com o “muito pequeno”. Mas então, quando começou?

A história começa no séc. V a.C., com Leucipo de Mileto, que desenvolveu a teoria de que “tudo seria composto por partículas indivisíveis e invisíveis ao olho nu”, os chamados ÁTOMOS.

Chegando ao séc. XIX, as ideias de John Dalton (1803) anunciavam que os átomos seriam “bolas de bilhar”, e que “os compostos eram constituídos com razões específicas”, o que levou às Leis Ponderais de Dalton. Já no séc. XX, entra Ernest Rutherford (1908), propondo o modelo de “sistema solar”, com um espaço denso de massa positiva circundado por elétrons. Finalmente, Niels Bohr (1915) propôs um modelo em que os elétrons giravam em torno do núcleo em órbitas circulares, explicando a emissão do átomo de hidrogênio.

Tais contribuições mostram a preocupação do homem com o “muito pequeno”. No entanto, fora dos campos científicos, outras áreas também auxiliaram no avanço do entendimento entre tamanho e propriedade. Alguns processos artesanais se assemelham às nanofabricações de hoje, como os notáveis feitos à base de metais e seus compostos, sobretudo ouro, cobre e ferro, que serviram na construção de vitrais em catedrais, como a de Chartres, na França, em 1300 d.C., e o sabre feito em Aço de Wootz, entre 1000 e 1300 d.C. (Síria). (Foto no início)

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A nanotecnologia é um conhecimento novo ou é uma ideia que vem se construindo há muito tempo?

Há pelo menos 30 anos, laboratórios do mundo inteiro pesquisavam como miniaturizar, especialmente sistemas eletrônicos, nanopartículas, entre outros; importante menção já trazia consigo o arcabouço conceitual tratando do “muito pequeno”.

O filme Viagem Fantástica (1966), baseado no livro de Issac Asimov, sendo o responsável por revelar essas ideias ao público.

Richard Feynman, em 1959, chamava atenção na dimensão atômica, trabalhando com diferentes leis, assim gerando eventos diferenciados como: novos efeitos e possibilidades.

O termo “NANOTECNOLOGIA”, foi cunhado por Norio Taniguchi, em 1957, que significa máquinas de níveis de tolerância inferiores a 1 mícron (1.000 nm).

Acontecimentos importantes de grande relevância para percepção da Nanotecnologia foram:

I) O trabalho de George Binning e Heinrich Roher, criadores do microscópio de tunelamento, permitindo criação, modificação e processamento de imagens eletrônicas de átomos individuais, em 1981.

II) A descoberta de fulerenos, que é a terceira forma mais estável de carbono, por Robert Curl, Harold Kroto e Richard Smaley, em 1985.

Essas foram descobertas que criaram um clima especial, pois a nanotecnologia era locada como “uma nova revolução científica”, o que gerou grande investimentos na época e se estende até os dias atuais.

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Novas propriedades decorrentes da escala

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Novas propriedades decorrentes da escala

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Do ponto de vista científico, através da escala nanométrica diversas propiedades fundamentais químicas, físicas e mecânicas mudam radicalmente. Exemplificando essas mudanças temos o emblemático vidro rubi, do sec. XVII, sua variação se deve a adição de partículas de ouro para mudança da coloração. Devido ouro ter 20 nm, o vidro apresenta cor vermelha pela absorção de luz por volta de 530 nm, tal efeito identificado por Faraday em 1858, em experimentos com collides metais.

Isso quer dizer que é possível ter ouro de diferentes cores?

Sim, dependendo do tamanho das partículas o ouro pode ter coloração laranja, púrpura, vermelha ou verde. Sendo chamado de efeito quântico de tamanho e nanopartículas de pontos quânticos, não ocorrendo em nanopartículas metálicas mas também em semicondutores. Tendo suas variações em suas propriedades utilizadas em diferentes áreas da indústria.