OLIVEIRA, C. R. de

Infoteca-e

Criatividade e Colaboracãopara o seu empreendimento-Cornu udade ~a InovaçãoNanotecnologia: medos e promessasC ue Ribeiro de Otv e ra IÉ cada vez mais comum ver nos 1'1ei05de cornunk ação termo arsociadC',j nanotecnoloota comenanopartk utas , nanoestrutur'rs nanoc apsi Iê's C' até nanot robôs . 'Ias, ,fipa o que pes-.oes leiç,"'>entendem por nanotecr.ol ~lia? 1.0 site Ho StuffVorks 'i), ded, do I explica, iencla para 'nãc ni. dorna' .,tecnologia foi rJefir Ia mais pelo quP se pretende fazer do que ') opriamente do que era é' ltos próximos ~(H105, dS ma lU as fk arao cada vez. rn,pllores, tão pequenas que rru.hares dessas maquinas mu- isculas r aberiamnc r onto fnal desta frase. DI:' certa forma, a ideia inicial e essa l>1eSTTO.Construir sistemas fu: elonais 1a escalananornétrk a (a nanoescela I, que cor responde a milionésima par+e dc milímetr l.nas, esse conceito, posto de forma tao direta tem levado muitas pessoas a questionamentos: se pudermosconstruir máquinas tão pequenas, que n,10 podem nem ser claramente percebidas, que tipo de armas militarespodem surgir dessas tecnologias? Se essas coisas são tão pequenas elas não poderiam então interagirlivremente com as células do corpo, e a que isso levaria' E se, de alguma forma essas máquu-as tão pequenasoanhassc m 'llguma estrateqra de auto-replic 1cao, ou reprodução, nao seria poss vel criar um vírus mecanlco Jr luit,>' desses medos ven da confusao normal que acontece quando qualquer uesenvolvimento humano qt epromete ligo realmente inov ~dcr suroe. De forma geral qualquer orande desenvorvírnento pode 'ler Ir qrandesbenef r lc s ou çrendes malef cios, dependendo pstritamente de quem se utiliza rJC'r onhectmento Ao conher ímenton nda l'~ntal - I .-Iencia - se'ao r-e: essar'es novas e+apas de aprendizado par I a aplicação - a tecnologia - que,enfim ,lOdera che'Jar nas o sas casas om espero beneficio"rortanto é necessar o definir do que entender-os por nanotecnoloQia, o que corresponde à ciencia <' atec noloqia. tlanociéncia e nanotecnologia ainda que sejam t"rmos que parecem iguais não são smontrnos.Quando falamos em nanociencia estamos aprendendo sobre" estrutura básica da matéria, ou seja, aqueleest,íglO que fica muito próximo do estado atomico - moleculai ma'. que já caracteriza a existéncia de um solido.Por esse conceito, a nanociéncia pode até ser algo muito antigo - na verdade, estudamos a estrutura da matériahá pelo menos um século! Porém a ttanotecnotoçta. essa sim, é algo novo. Ela se caracteriza dessa forma,quando conseguimos manipular esses conceitos para que se transformem em produtos ou serviços, que e o quechamamos tecnologia. Assim, estamos pensando em tecnoloçtas cujo diferencial reside em algo - uma particula,um, mtertace. uma distância entre materiais - que se constitui na nanoescala. Ou seja. lIanotecnoloqia não é opurc e simples uso de coisas pequenas. É '1lgl) que vai além e que aqui convenc lonamos chamar denanoestratégias.Exemplificando o que queremos dizer. com certeza urna das mais rssustadora aractensticas da ianoe nla eqUE parti utas nesses tomannos (da ordem dP 5(1nm para balx ) apresentam cer'"s propriedades tl'>lCas dee=trutur I' moleculares. Essa caraetenstica torna metais isolante" ou quase-sernic.n dutores t e confunde o10S'o senso de propriedades intnnsecas da materia, um conceito tão comum na nessa formação escolar basicaEssa é uma propriedade do material na nanoescala que pode ter ou não alguma apliração. O que quero dizercom isso é que o fato de uma propriedade existir por si só não lhe dá uma aplicaçao imediata. I-lovamente nocaso dos metais, um metal normalmente é interessante cio ponto de vista tecnologico, entre outras coisas, por.er um bom condutor. Pois bem, nesta visa o e por essa propriedade da nanoescala, um metal possivelmenteisolante perderia uma propriedade de interesse. r-Ias, de novo, isso é ciéncia - estamos confundindo o entendermelhor a estrutura dos materiais com aquilo que queremos ou esperamos dele. Outra noção prática elo queacontece nessas partículas tão pequenas é a mudança da cor que observamos em alguns materiais. Aplicando ofenômeno, temos, por exemplo, semicondutores cuja cor é ajustada apenas pela modificação do tamanho dapartícula, permitindo assim projetar sistemas emissores de luz =orn alto brilho (2) Cores mais brtlhaut=s e vivasI' so lrn, parece ser uma tecnoloqía bastante prAt;ca - se voce tiver uma televlsao ele plasma ou LCD pense queperte des- a rdéta é responsavel pelas betisstmas cores que voce ve, e tambem pelo dinheiro qUE vcee qastou.Porem, Quando en =redemos por essa "e'"lda das novas propriedades tao c irnurr- nes dtscussõer cbt enanotecnologia, esquecemos de novo que isso e apenas parte da história. Falar em nanoestretecnas o observar osvários nanocaminhos que já foram alcançedos., de urna forma ou outra, para otter-se lima determínac Ipropriedade. Isso acontece com nossa construção tecnologica, mas acontece também na natureza E sempre ebom lembrar que desde o começo da história ela humanidade, nós copiamos as estratégias da natureza para asnossas realizações. Por exemplo: copiamos o João-de-Berro, que faz um ninho com fibras e barro, e construtmosnossas casas. Por milénios fizemos casas de pau-a-pique e tijolos de barro cru reforçados com palha, que nadamais eram que a cópia estrita de uma construção de passarinhos. Depois, comecamos a copiar a mesma idéia emtecnoloqias mais específicas, por exemplo, os chamados materiais compósitos - que muitos conhecem comoplávticos reforçados com fibra de vidro. Temos de partes de carro; a de aviões feitos com essa tecnoloqio quenada mais' que a cópia do que um dia um passarinho nos contou.Nanoestratégiasu qu a n iocléncta fez pcr nos foi tambem revelar outras estratéqtas - nancestntegias - que a natureza utilizali) rntlbões de anos, e que, na maioria doe <asos nós desconhecemos. Vejarros o material que ccrnpoe as(cnlo,l' rnartnhas O molusco tece a concha lnt=r cetando camadas em torno de 501111'de um material orgânicoont a um morqaníco de mesma espessura gHalmente carbonato de cákio, fazendo uma superposicao cujareslst éncia mecanira e muito superior do que a dos dois materiais separados' Essa mesma estratéota exp';caporque conchas martnhas tem cores tão vibrantes, e efeitos vísuals tão intensos contra a luz. O mais Interessanteé que essa estratégia fOI desenvolvida pela natureza em milhões de anos de evolução, para gerilr um materialcujas propriedades sâo macroscopicas, ou seja. nós vemos a cor das conchas, e sentimos sua resistencia quandotentamos quebrá-Ias. Porém, as propriedades na grande escala são fruto de uma nanoestratégia.Um sistema nanométrico muito comum para todos nós são as argilas. Elas estão no nosso dia-a-dia, masnormalmente não pensamos nelas como nanopartículas ou nanoestruturas, mesmo porque a olho nu, elas separecem com qualquer amostra do que chamamos genericamente de solo. Uma descrição mais detalhada dessematerial, na realidade um subproduto do intemperismo (chuvas, vento, etc., durante milhões de anos), é deestruturas de inúmeras placas de 100 a 500 nm de largura, com espessura de cerca de um nrn, empilhadasregularmente, mas independentes. Esta característica estrutural das argilas explica muitas de suas propriedades:na presença de água, muitas das argilas são esfoliadas, isso é, uma fina camada de água separa essas placasumas das outras, formando uma pasta, de consistência pegajosa, que é fácil de moldar. Essa propriedadepermitiu que muitos dos primeiros instrumentos feitos pelo homem fossem de argila queimada em fornos - ochamado barro cozido - e até hoje, utilizamos esta mesma estratégia para moldar peças muito comuns do nossocotidiano, como os tijolos e telhas de construção civil.Porém, se conhecermos esse caráter das argilas, poderemos copiar a natureza e pensar num sistema, que utilizeargilas esfoliadas no meio de camadas de polímeros (os plásticos a que estamos acostumados no cotidiano),copiando a estratégia dos moluscos. nas também estaremos copiando a estratégia do João de Barro: reforçandoum material com outro e formando um compósito. Há muito trabalho de pesquisa a partir dessa idéia, e osresultados são surpreendentes - vislumbram-se materiais plásticos de altissima resistência mecânica, que podemabrir espaço para peças de engenharia de grande leveza e resistência. O grande investimento da indústria depolímeros no desenvolvimento de nanocompósitos, que é como chamamos estes materiais, comprova o potencialda nanoestratégia. l-las. lembrando novamente, estamos aqui interessados num produto de material plástico comuma resistência ao desgaste muito maior do que o convencional. Ou seja, um produto como outros tantos queusamos, com uma propriedade diferenciada advinda de uma nanoestratéçia.Estratégias inovadorasIJem sempre as alternativas da nanotecnologia são estratégias inovadoras, na profundidade do termo. Huit asvezes são visões incrementais que quase sempre determinam o sucesso de uma iniciativa. Assim, como no casodas argilas, modificar a visão que temos de um material pode fazer toda a diferença. Há um outro exemplo: aszeólitas são minerais bem conhecidos, tarqamente utilizados nas indústrias. São encontradas na natureza emdiversas formas. A principal característica das zéólitas é que, ainda que normalmente encontradas comopartículas grandes, às vezes até de milímetros de tamanho, elas são formadas internamente por redes de porosnanométricos, em geral abaixo de um nm, que determinam suas propriedades. Elas são extremamenteimportantes na indústria de catalisadores, utilizados para acelerar reações químicas. Nas palavras do Dr.Eaglesham (no momento desta declaração, presidente da t-latertats Research Society): "materiais catalisadoressão nanoestruturados há cerca de um século, e sua indústria (U$ 100 bilhões) é estimada como uma indústriafutura de U$ 1 trilhâo". A visão destes materiais como diferenciados por uma nanoestratégia será fundamentalpara atingir esses valores futuros.t-tas, a esta altura do texto, a pergunta mais evidente é: "qual é a relação direta entre tantas informações e aagricultura?". Afinal, a Embrapa - e a nossa unidade - Embrapa Instrumentação Agropecuária - tem uma mlssaomuito clara no Brasil, voltada para o desenvolvimento do agronegócio. E temos fomentado a pesquisa emflanotecnologia, temos uma Rede de pesquisadores em nanotecnologia para a agricultura ... Enfim, como podemosentender a relação da rJanotecnologia e os nossos interesses?As relações são muito imediatas, diretas ou não. rio caso da indústria de catalisadores, ela é o cerne daprodutividade da indústria química, inclusive da produção de fertilizantes, pesticidas bem como de conservantesde alimentos e similares. Variações no preço de produtos químicos impactam imediatamente atividades agrícolas.Este é um impacto indireto da nanotecnologia no agronegócio.Has as mesmas zeólitas, comentadas há pouco, podem levar a um grande impacto direto. Alguns tipos dezeólitas apresentam uma alta capacidade de retenção de amônia proveniente de uréia (um composto muitoutilizado como fertilizante) justamente por sua estrutura nanoporosa. Isso as tornou num insumo ideal pararedução da quantidade de fertilizantes a se aplicar numa cultura e ainda com aumento da produtividade: (3)Estudos da Embrapa demonstraram que numa cultura de hortaliças, este ganho é da ordem de 20°0 emprodutividade. Este é um bom exemplo de uma nanoestratégia da natureza, que vira nanotecnologia quando autilizamos em nosso benefício.É importante frisar este ponto: ainda que a característica nanométrica destes materiais esteja lá há muito tempo,a nanotecnologia somente aparece quando utilizamos conscientemente esta característica para gerar umdiferencial. E veja que diferencial: Países em desenvolvimento, como é o caso do Brasil, normalmente importam amaior parte dos seus agroquímicos. Se quisermos então pensar num impacto rápido da nanotecnologia, o uso dezeólitas para administração mais racional de fertilizantes é um ganho com fortes motivações financeiras, além dasambientais (menor contaminação do solo e das águas subterrâneas) e sociais (menores riscos de contaminaçãodos trabalhadores do campo)., Ceue Ribeiro de otiven» é pesquisador da Embrapa Instrumentação Agropecuária.Referências:1. HowStuffWorks, em ttp. c]2. O leitor pode encontrar bonitas imagens na internet desse tipo de nanopartículas. Observe por exemplo emtlp .liJti:. (w.II1QVaÇ.iLQ.tl!..çnQk!~2D1JHnQIl.cia$/a$$lInti)$.php?ar !ID:2. nQ1'" !12! '>glil algunsartigos e imagens sugestivas (acessado em 1211/2007).3. Bernardi et ai, Avaliação Agronómica de Substratos contendo Zeólita Enriquecida com Nitrogênio, Fósforo ePotássio, Séries Embrapa, Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 57, Embrapa Solos, 2004.naio 2008

Nanotecnologia: medos e promessas.

http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/31680/1/2200001.pdf

Nanotecnologia: medos e promessas.

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