sábado, 7 de abril de 2018

NANOTECNOLOGIA

CONTEXTUALIZAÇÃO HISTÓRICA

Petulância X Obrigação
Não ter petulância em dizer o que fazer ao Presidente X Obrigação de dizer o que o povo espera do Intuitivo, Incorruptível e Estadista.

Era Pré-Tecnológica
Porrete – 200.000 e 20.000 anos
Arco e Flecha – 20.000 a 10.000 anos 
Cavalo e gado – 10.000 a 5.000 anos
Pólvora – 500 D. C. a 1200 D. C. na China
Armas de fogo / Canhões – 1200 D. C.

Era Científico-Tecnológica
Galileu – 15 Fev 1564  à8 Jan 1642
Newton – 4 Jan 1643 à31 Mar 1727
Revolução Industrial – 1760 a 1840 – Máquina a vapor
Motor a explosão
Veículo motorizado, navio, avião
Marie Curie – 7 Nov 1867 (Polônia) à4 Jul 1934 (França)
Descoberta da radioatividade
Prêmio Nobel de Física (1903) e Química (1911)
1a. mulher a ganhar um Nobel
1a. mulher a ser professora na Universidade de Paris
Única pessoa no mundo a ganhar duas vezes o prêmio Nobel em Ciências.
1a. mulher a ser enterrada por méritos próprios no Panteão de Paris.
Cunhou o termo radioatividade.
Descobriu dois elementos químicos: o polônio e o rádio.
Durante a 1a. GM, fundou os primeiros centros militares da radioatividade.
Morreu aos 66 anos, em 1934, em um sanatório em Sancellemoz, na França, por conta de uma leucemia causada pela exposição a radiação ao carregar testes de rádio em seus bolsos durante a pesquisa e ao longo de seu serviço na Primeira Guerra, quando montou unidades móveis de raio-X. 
Descoberta da fissão nuclear
            Lise Meitner, Otto Hahn e Fritz Strassman
            Projeto Manhattan / Los Alamos – Gen Leslie R. Groves, Robert Oppenheimer, Enrico Fermi,
Roosevelt, Einstein, et al
Capt William Parsons – Enola Gay – Little Boy U235 – Hiroxima
Cmdr Frederick Ashworth – Bock’s Car – Fat Man Pu – Nagasaki

Era da revolução digital
Descoberta do transistor
Computador digital
Richard Feymann – 1955 – usou o termo NANOTECNOLOGIA pela primeira vez.
Eric Drexler
Radical Abundance: How a Revolution in Nanotechnology Will Change the World
Nanophysics and Nanotechnology: An Introduction to Modern Concepts – Eric Drexler



NANOTECNOLOGIA


Conceito
Nanotecnologia – estudo que manipula a matéria em uma escala tanto molecular como também atômica com estrutura entre 1 a 100 nanômetros em ao menos uma dimensão.
1 nanômetro = um bilionésimo do metro = 1 milionésimo do milímetro.

m
dm
cm
mm
nm
1 bilionésimo do metro
1 centésimo milionésimo do decímetro
1 décimo milionésimo do decímetro
1 milioné-simo do milímetro

0,000 000 001
0,00 000 001
0,0 000 001
0,000 001
1
1,00E-09
1,00E-08
1,00E-07
1,00E-06
1
1
1
1
1
1
1.000.000.000
100.000.000
10.000.000
1.000.000










-      

-   Diâmetro do átomo de hidrogênio       à74,6 pm = 0,0746 nm
-      Diâmetro do átomo de urânio             à230 pm  = 0,23 nm

m
dm
cm
mm
pm
 1 trilionésimo do metro
1 centésimo bilionésimo do m
1 décimo bilionésimo do m
1 bilionésimo do metro

0,000 000 000 001
0,00 000 000 001
0,0 000 000 001
0,000 000 001
1
1,00E-12
1,00E-11
1,00E-10
1,00E-09
1
1
1
1
1
1
1.000.000.000.000
100.000.000.000
10.000.000.000
1.000.000.000










Objetivo 
Formar novos processos, produtos e materiais por meio da capacidade de manipular e analisar moléculas e átomos de uma forma geral.
Precursor
Richard Feynman (1918-1988)
Prêmio Nobel de Física 1965

Primórdios
Richard Feynmann utilizou o nome nanotecnologia pela primeira vez em dezembro/1959.
Primeiros testes em laboratório ocorreram em 2000.

Desafios e dificuldades
Trabalhar em espaço tão pequeno.
Alta precisão.
Indústrias e laboratórios poderosos.

Utilização
Componentes eletrônicos de alta tecnologia, de computadores, instrumentos para diagnóstico médico na medicina, física quântica (produção de computadores, com o QuBit).

Utilização em Medicina
Otimização de efeitos colaterais de remédios — podem ser transportados diretamente para o local do corpo que demanda o remédio.
Redução da toxidade de drogas — diminuição das dosagens —> diminuição da dosagem e melhora da saúde e expectativa de vida.
Redução do tempo de diagnóstico médico.
Poderá ter vantagem expressiva no tratamento de doenças como o câncer.

Utilização em equipamentos eletrônicos
Computadores, placas de vídeo, videogames

Impacto no meio ambiente
Nanopoluição gerada por nanomateriais ou na produção dos mesmos.
Os nanopoluentes não fazem parte da natureza e por isso não há células para combatê-los.

Utilização geral
Caixas que abrem e fecham com remédios dentro àabrem diretamente na célula doente e liberam o medicamento.
Nanomáquinas replicantes àcapazes de fabricar objetos com a dimensão de um automóvel em minutos.
Produzimos do grande para o pequeno àmisturamos minérios para produzir aço que é o extração de uma parte menor e útil, jogando fora uma parte significativa do material usado.
Com a nanotecnologia, podemos fabricar do pequeno para o grande, somando átomo após átomo àaí temos a fabricação com precisão atômica 
§ Meio ambiente + lixo
ü a nanomáquina poderá aproveitar cada átomo existente no lixo
ü teríamos a reciclagem completa, no nível molecular 
ü produzir-se-ia por exemplo computadores com esse material.
§ Impressoras 3 D 
ü já existem, mas com ainda subutilizadas 
ü dependem de matéria prima como disprósio, neodímio e ítrio e, materiais raros, escassos e caros; e farão muita falta, para a produção de carros elétricos, smartphones e painéis solares
ü transformação de materiais como silício, oxigênio e carbono, agregando-lhes propriedades dos materiais raros.
§ Painéis captores de energia solar / célula fotovoltaica
ü 40% de eficiência
ü são feitos dos raros gálio e índio
ü poderão ser feitos de ferro e enxofre, combinadas em pirita, mineral barato
ü trabalhados em nanoescala, ordenando a organização dos átomos, substituem o gálio e o índio.
§ Nanotubos de carbono 
ü substituiriam o cobre e o alumínio na condução de energia.
ü Muitas outras aplicações que demandam fibras resistentes, leves, flexíveis etc
§ CTEX – Centro Tecnológico do Exército
ü Em parceria com a Petrobras – pesquisa e produção de fibra carbono a partir de rejeitos da indústria petrolífera
ü Uma meta não concretizada – nanotubo de carbono
§ Ingresso na pós-escassez, onde o custo dos objetos estariam no desenho e muito menos na produção e no transporte.
§  A indústria como a conhecemos seria completamente substituída.

Fontes:
Radical Abundance: How a Revolution in Nanotechnology Will Change – Eric Drexler 

Nanophysics and Nanotechnology: An Introduction to Modern Concepts – Eric Drexler

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