O Admirável Mundo Nanométrico: Conceitos, propriedades e nanomateriais
Palavras-chave:
Nanociência, Nanotecnologia, Mundo nanoscópicoSinopse
Até pouco tempo atrás, se uma coisa era muito pequena, mas muito pequena mesmo, dizíamos que ela era microscópica. Objetos microscópicos, como as células de nossos corpos, são invisíveis a olhos nus, mas puderam ser enxergados depois do desenvolvimento do microscópio ótico, no fim do século 16. Desde então, sabíamos que havia coisas ainda menores do que as microscópicas, mas que não podiam ser observadas nem nos melhores microscópios óticos. Uma grande revolução ocorreu na segunda metade do século 20, e se iniciou com o desenvolvimento novos tipos de instrumentos, como os microscópios eletrônicos e de varredura, nos permitiram “enxergar” e explorar o mundo nanoscópico, que é mil vezes menor do que o microscópico. O uso destes instrumentos e a capacidade de produzir materiais e dispositivos na escala microscópica deram origem a um ramo do conhecimento: a nanociência e a nanotecnologia. Hoje a nanotecnologia está presente em nossas vidas, como nos processadores de computadores (chips) com transistores de dimensões nanométricas, nas nanocápsulas para a liberação controlada de fármacos e cosméticos, nos novos tipos de materiais mais leves e resistentes, nos monitores de televisão, nas baterias elétricas, entre em diversas outras aplicações tecnológicas. É fundamental que os jovens penetrem no conhecimento do mundo nanoscópico, que é muito amplo e que oferecerá muitas oportunidades em um futuro próximo.
O livro “O Admirável Mundo Nano”, organizado pelas professoras Ivana Zanella e Solange Fagan, da Universidade Franciscana (UFN), é uma excelente obra para iniciar os jovens no conhecimento do que ocorre no mundo nanoscópico e nas diferentes aplicações da nanotecnologia. O primeiro capítulo faz um histórico da nanotecnologia, mostrando que a humanidade já faz uso dela há muitos séculos, como por exemplo na cor dos vitrais das catedrais medievais, que é devido à presença de nanopartículas metálicas misturadas ao vidro. Este capítulo também explora o conceito de escalas de tamanhos e as relações entre os mundos macroscópicos, microscópicos e nanoscópicos. Os capítulos 2 e 3 descrevem a origem das novas propriedades que ocorrem no mundo nanoscópico - o aumento da área superficial INTRODUÇÃO e o confinamento quântico dos elétrons - e mostram diversas aplicações tecnológicas baseadas nestas novas propriedades. O capítulo 4 apresenta os sistemas biológicos na escala nanométrica e os tipos de nanoestruturas que já estão sendo usadas em fármacos e cosméticos. O capítulo 5 é dedicado às nanoestruturas de carbono – os fulerenos, os nanotubos e o grafeno – que são materiais formados por átomos de carbono e com diferentes tipos de propriedades físicas, o que permite que sejam usados em diversas aplicações tecnológicas. O capítulo 6 se dedica a outros tipos de nanopartículas inorgânicas, como os “quantum dots” (pontos quânticos) que emitem luz de diferentes cores e já estão sendo usados em televisores. Os capítulos 7 e 8 detalham os diferentes tipos de nanopartículas orgânicas, como as nanocápsulas, nanoemulsões, miscelas, lipossomas, usadas hoje nos fármacos e cosméticos, na indústria de alimentos e na agricultura. O capítulo 9 apresenta as aplicações eletrônicas dos nanodispositivos, como transistores e sensores químicos, e mostra que o mundo nanométrico rompe as fronteiras e integra as diferentes áreas do conhecimento. O capítulo 10 apresenta as aplicações e implicações da nanociência e nanotecnologia.
O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) em Nanomateriais de Carbono - um projeto em rede de pesquisadores em todo o Brasil que estuda e desenvolve tecnologias de nanotubos e grafeno - tem a grande satisfação em ser um dos apoiadores desta obra, que será fundamental para o ensino e a divulgação da nanotecnologia no Brasil. Ela abrange todas as diferentes propriedades e aplicações da nanotecnologia de forma rigorosa do ponto de vista científico, mas escrita numa linguagem acessível aos jovens (de todas as idades) e com ilustrações divertidas sobre o que acontece no admirável mundo nanométrico.
Marcos Assunção Pimenta
Coordenador do INCT em Nanomaterias de Carbono
Capítulos
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Definições de nanociências e nanotecnologia
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Propriedades estruturais e morfológicas
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Propriedades eletrônicas, ópticas e magnéticas
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Propriedades biológicas em nanoescala
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Nanomateriais de carbono: conceitos, propriedades e aplicações
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Nanopartículas inorgânicas: conceitos, propriedades e aplicações
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Sistemas nanocarreadores: nanopartículas poliméricas, nanoemulsões e nanofibras
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Sistemas nanocarreadores: nanopartículas lipídicas, lipossomas e micelas
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Escala nanométrica e a integração das áreas do conhecimento
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Potencial e implicações da nanociência e nanotecnologia
