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Por que a nanotecnologia é um divisor de águas?

Por 15 de setembro de 2017 Nenhum Comentário

A nanotecnologia representa a convergência entre todos os campos da ciência, como a química, a biologia, a física, a engenharia e a ciência dos materiais.

Todos os processos físico-químicos acontecem em escala molecular. Desde eventos relacionados à saúde (o pensamento, a digestão, a morte das células), à capacidade de um material conduzir ou não eletricidade. No cerne de cada uma dessas reações estão as interações moleculares.
A nanotecnologia é o resultado de uma capacidade do ser humano de conseguir intervir na matéria nesse nível. Por isso, é muito mais que uma ferramenta inovadora isolada. Dada a sua variedade de aplicações, essa tecnologia pode ser encarada como uma solução atrás de um problema.

As possibilidades são vastas e multidisciplinares. Na saúde, o controle concreto em nível molecular permite a criação de tecidos sintéticos que praticamente eliminam as chances de o corpo rejeitar um órgão transplantado. A extração de petróleo da camada pré-sal só é possível graças à manipulação da interação entre o óleo e a rocha. Até a capacidade da tela do seu smartphone de conduzir impulsos elétricos é uma aplicação da nanotecnologia: um material não-metálico com essas propriedades não é uma invenção trivial.
O grande avanço é que, por ser capaz de interagir com a matéria em um nível profundo, a nanotecnologia oferece um grau de controle sem precedentes. Mesmo que o uso de nanomateriais para aprimorar a qualidade de ferramentas tenha sido observado desde a idade média, foi só há 30 anos que os equipamentos de manipulação e visualização de nanopartículas surgiram, dando início à nanotecnologia como conhecemos hoje.

A mágica do nanômetro
O termo nanotecnologia vem da palavra nanômetro – uma unidade de medida que corresponde à escala de tamanho das moléculas, equivalente a um bilionésimo de metro. Em termos de comparação, um nanômetro corresponde à fração de 1/100.000 do diâmetro de um fio de cabelo. Uma sequência de DNA tem, em média, 2,5 nanômetros, e um átomo de ouro, um terço de nanômetro.

Quando fabricados nessa escala, os materiais reagem de formas diferentes. Isso permite alterar o ponto de solidificação de uma substância, sua cor, luminosidade ou capacidade de reagir a estímulos como eletricidade e magnetismo, por exemplo. Na prática, é a possibilidade de manipular a matéria átomo a átomo, molécula a molécula, dominando suas propriedades.

Dependendo do formato, aplicação ou componentes, os nanomateriais ganham diferentes nomes: nanopartículas, nanotubos, nanoesferas e nanofilmes, citando alguns. O nanotubo de carbono, por exemplo, pode ser usado para enriquecer materiais e torná-los mais resistentes a processos corrosivos, além de resistir a temperaturas mais altas. Aplicada à indústria, essa tecnologia pode aumentar a durabilidade de equipamentos em áreas de difícil manutenção ou reduzir o impacto ambiental de uma atividade.

“Engolindo o cirurgião”
Quando falou pela primeira vez em uma tecnologia nano, em 1959, o físico Richard Feynman, considerado o pai da nanotecnologia, vislumbrou as possibilidades de criar máquinas cada vez menores, que, por sua vez, criariam máquinas ainda menores, até alcançarem a escala nanométrica. Em uma cirurgia, isso possibilitaria a criação de um nano-cirurgião robótico, que passearia pelas veias do corpo até chegar ao órgão comprometido e, portando um nano-busturi, poderia fazer o trabalho com muito mais precisão.

Nos dias de hoje, as possibilidades de aplicação da nanotecnologia na saúde são ilimitadas. Nanodispositivos desenvolvidos nos últimos anos são capazes de modificar tratamentos invasivos, como o do câncer, direcionando a aplicação de drogas apenas para a área afetada. A aproximação da escala microscópica também permite a detecção de vírus em uma quantidade reduzida, tornando mais eficiente o diagnóstico precoce. No futuro, podemos esperar soluções que sejam inseridas nos nossos corpos e curem doenças antes mesmo que elas se manifestem.

Um futuro imprevisível

Tudo o que existe no planeta Terra é produto da capacidade da natureza de manipular a matéria a partir do nível molecular. No nível nano, as separações entre as diversas disciplinas da ciência são apagadas, e esse intercâmbio de experiências é o que torna as possibilidades mais deslumbrantes. É difícil visualizar o tamanho do impacto revolucionário que a nanotecnologia pode ter em nossas vidas ao longo das próximas décadas. A cura de doenças, o desenvolvimento de recursos renováveis e menos agressivos ao meio ambiente, a comunicação ultra-rápida. Nanotecnologia não é só a ciência comum em escala reduzida: praticamente tudo pode ser transformado com o domínio da nanomatéria.
Além dos ganhos promovidos pelo trabalho interdisciplinar, a pesquisa também se beneficia da sinergia entre o ambiente acadêmico, a iniciativa privada e as instituições públicas. A universidade é o lugar que concentra profissionais qualificados para desenvolver tecnologia de ponta, mas há necessidade de realizar testes de reprodutibilidade, de propriedades e de impacto no meio ambiente para que a nanotecnologia tenha chances de entrar no mercado. Essa etapa é cara e requer capital do qual os laboratórios normalmente não dispõem, um dos motivos pelos quais a proximidade com empresas e autoridades é produtiva. Embora tenha uma produção importante na área, o Brasil carece de investimento em instrumentação para vislumbrar um futuro mais promissor.

Os resultados dessa jornada até o momento, porém, não estão tão distantes de nós. Não só já estamos consumindo produtos aprimorados pela nanotecnologia como estamos produzindo tecnologia de ponta aqui mesmo, em Belo Horizonte. No BH-TEC, por exemplo, o CTNano dá forma a pesquisas em nanomateriais de carbono e grafeno aplicados à engenharia dos materiais, e a Labfar, que atua em três áreas de negócios: inovação incremental e radical em nanobiofarmacêutica, prestação de serviços tecnológicos nas áreas química, farmacêutica e nanobiotecnológica e gestão tecnológica (propriedade intelectual, transferência de tecnologia, gestão de PD&I).

A Labfar nasceu de longa trajetória em pesquisa básica que ao longo dos anos foi ganhando aplicações, especialmente na área cardiovascular e de formulações farmacêutica com base em nanotecnologia.

“O Labfar é a ponte do INCT com o mercado e está aberto a parcerias com outros INCTs e grupos de pesquisa da UFMG, especialmente, para realizar pesquisa e desenvolvimento de produtos inovadores na área de saúde”, explica o professor Robson Santos, do Instituto de Ciências Biológicas da UFMG e diretor do Labfar.

Autor BH-TEC

O objetivo do Blog do BH-TEC é compartilhar, por meio das experiências dos nossos colunistas, informações inerentes a CT&I, que perpassam a rotina das empresas de base tecnológica e impactam a vida de todos nós. Bem-vindo(a) a essa brilhante viagem!

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