nanotecnologia - nanoestruturas de carbono
DESCRIPTION
A cada dia a tecnologia avança a passos largos, igualmente a nanotecnologia acompanha esse ritmo.O carbono é um elemento essencial para vida, de maneira que também se faz vital à nanotecnologia. Suas diversas formas alotrópicas, quando a escala nanométrica, podem apresentar diversas propriedades singulares. O grafeno, as buckyballs e os nanotubos – nanoestruturas feitas de carbono - apresentam propriedades incríveis e aplicabilidades inimagináveis.Contudo, sendo a nanotecnologia uma tecnologia relativamente recente, sua aplicabilidade em diversas áreas, que podem trazer benefícios ou malefícios, ainda não foram exploradas a fundo podendo, talvez, trazer riscos ainda desconhecidos à humanidade, ao meio ambiente e à economia.TRANSCRIPT
FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE MACAÉ – FUNEMAC
FACULDADE PROFESSOR MIGUEL ÂNGELO DA SILVA SANTOS
NANOTECNOLOGIA:
Nanoestruturas de Carbono
Grupo: NANOTRONS
Daureo Moraes da Costa Silva (3° – SI)
Lis da Silva Siqueira (3º – SI)
William Alves de Oliveira Pereira (3° – EP)
MACAÉ, RJ
JUNHO DE 2011
NANOTECNOLOGIA:
Nanoestruturas de Carbono
Grupo: NANOTRONS
Daureo Moraes da Costa Silva (3° – SI)
Lis da Silva Siqueira (3º – SI)
William Alves de Oliveira Pereira (3° – EP)
PROJETO SEMESTRAL SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DA FACULDADE
PROFESSOR MIGUEL ÂNGELO DA SILVA SANTOS (FeMASS) COMO PARTE DA
SISTEMÁTICA DE AVALIAÇÃO POR PROJETOS (SAP).
Banca Examinadora:
_______________________________________________
Prof. Bráulio Ferreira de Carvalho (Orientador)
_______________________________________________
Prof. Carlos Renato Mariano
MACAÉ, RJ - BRASIL
JUNHO DE 2011
RESUMO
A cada dia a tecnologia avança a passos largos, igualmente a
nanotecnologia acompanha esse ritmo.
O carbono é um elemento essencial para vida, de maneira que também se
faz vital à nanotecnologia. Suas diversas formas alotrópicas, quando a escala
nanométrica, podem apresentar diversas propriedades singulares. O grafeno, as
buckyballs e os nanotubos – nanoestruturas feitas de carbono - apresentam
propriedades incríveis e aplicabilidades inimagináveis.
Contudo, sendo a nanotecnologia uma tecnologia relativamente recente, sua
aplicabilidade em diversas áreas, que podem trazer benefícios ou malefícios, ainda
não foram exploradas a fundo podendo, talvez, trazer riscos ainda desconhecidos à
humanidade, ao meio ambiente e à economia.
PALAVRAS-CHAVE: Carbono, nanoestruturas, grafeno, fulereno, nanotubos.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 5
1.1. OBJETIVOS. ........................................................................................................ 6
1.1.1. Objetivo geral .................................................................................................... 6
1.1.2. Objetivo específico ........................................................................................... 6
1.2. JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 6
1.3. METODOLOGIA ................................................................................................... 7
2. O CARBONO ........................................................................................................ 8
3. PRINCIPAIS NANOESTRUTURAS DE CARBONO ........................................... 10
3.1. O GRAFENO ...................................................................................................... 10
3.2. OS FULERENOS ............................................................................................... 12
3.3. OS NANOTUBOS .............................................................................................. 15
4. POSSÍVEIS RISCOS DAS NANOESTRUTURAS .............................................. 19
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 23
5.1. CONCLUSÕES ................................................................................................... 23
5.2. PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTUROS ....................................................... 24
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 25
5
1. INTRODUÇÃO
No ano de 1959, em uma conferência do California Institute of Technology
(CALTECH), Richard Feynman, ganhador do Prêmio Nobel de Física de 1965, já
idealizava o futuro da nanotecnologia, mesmo sem referir-se a esse termo, e
fomentava o interesse pelo mundo nano ao propor as possibilidades físicas da
preparação e da manipulação da matéria a escalas atômicas. Abre-se então um
novo ramo na Ciência.
Muitos anos se passaram desde a tão famosa palestra ministrada pelo físico.
A nanotecnologia apresenta-se em várias áreas da ciência – como a física, a
química e a engenharia – e também possui um leque de estruturas que são
formadas a partir de suas técnicas e que são muito importantes no avanço de
estudos sobre o tema.
A nanotecnologia apresenta diversas estruturas que possuem capacidades
físico-químicas surpreendentes e, dentre esse vasto número, estão as
nanoestruturas de carbono.
Mas, o que são essas estruturas? Existem aplicações práticas, ou apenas
teóricas? Esse tipo de material pode apresentar algum tipo de risco?
6
1.1. OBJETIVOS
1.1.1. Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é reunir informações que caracterizem a
nanotecnologia, suas principais ferramentas, bem como, seus impactos no
desenvolvimento científico.
1.1.2. Objetivo Específico
Para ajudar no entendimento das nanoestruturas de carbono e sua
repercussão, serão abordados os seguintes assuntos:
Conceituar nanoestruturas de carbono;
Descrever exemplos de uso de nanoestruturas;
Identificar possíveis riscos que esse tipo de estrutura pode gerar.
1.2. JUSTIFICATIVA
Por ser uma tecnologia que serve de suporte para muitas áreas do
conhecimento, a nanotecnologia é um tema relativamente novo e é muito aclamado
no meio científico devido ao potencial para se tornar peça chave em cada um dos
campos a que dá apoio. Os primeiros passos já foram dados e a pesquisa nessa
área é tanto de interesse para os profissionais nas áreas de Engenharia quanto aos
profissionais nas áreas de Computação.
7
1.3. METODOLOGIA
Este trabalho será realizado a partir de uma pesquisa bibliográfica, focada
em trabalhos acadêmicos, artigos científicos e artigos publicados em periódicos
relacionados a essa temática.
8
2. O CARBONO
O carbono é um dos elementos de mais interesse em toda química devido à
sua suma importância para a vida - já que é um dos principais blocos da vida como,
por exemplo, sendo formador das cadeias de DNA. Átomos de carbono podem ligar-
se entre si, formando estruturas conhecidas, tais como, o diamante, ou ligar-se a
outros átomos, formando os mais diversos materiais. Dependendo da natureza de
suas ligações e organizações moleculares com outros elementos ou com outros
átomos de carbono, pode apresentar diversas propriedades e uma infinidade de
compostos. O carbono pode assumir três tipos de hibridações (sp³, sp² e sp) que
definem de que forma e com que elemento essas ligações podem ocorrer.
O carbono como substância pura é principalmente conhecido por três formas
alotrópicas, que são as diferentes formas que um mesmo elemento pode assumir: o
grafite, o diamante e o fulereno; o grafite é um sólido macio e cinza, que além de ser
a forma mais estável do carbono, é um bom condutor de eletricidade e calor e possui
uma densidade de 2,25g/cm³; o diamante é um sólido transparente e o mais duro,
além de ser um isolante térmico e elétrico, possui uma densidade de 3,51g/cm³; o
fulereno, que foi descoberto em meados dos anos 1980 pela evaporação de carbono
com raios lasers, é a terceira forma mais estável do carbono.
Essas são as formas alotrópicas mais conhecidas do carbono, mas as que
causam mais excitação e reboliço no meio científico são as nanoestruturas de
carbono, como o fulereno, grafeno e nanotubos.
9
Sabemos que uma nanoestrutura é definida como um objeto em escala
nanométrica – que segundo Durán, Matoso e Morais (2006, p.19 apud BERGER
FILHO, 2009), o nano é o termo utilizado em qualquer unidade de medida,
significando um bilionésimo dessa unidade. Um nanometro ou nanômetro equivale a
um bilionésimo de um metro (1nm = 1/1.000.000.000m).
Mas que nem tudo que é nanométrico é nanotecnológico.
[...] É importante mencionar que nem tudo que é nanométrico é
nanotecnológico, ou seja, se um determinado sistema é pequeno,
mas não existem propriedades especiais induzidas pelo tamanho,
esse sistema não é nanotecnológico. Nesse regime quase molecular
os sistemas são regidos pelas leis da mecânica quântica e novos
fenômenos se manifestam. [...] (GOMES, s.d.).
Em termos de nanotecnologia é importante salientar que um montante de
moléculas aglomeradas possui propriedades que diferem, e muito, de suas
moléculas individuais. Ainda de acordo com Gomes (s.d.), essas propriedades
dependerão de como o aglomerado é formado estruturalmente. Por exemplo, um
tubo formado apenas por átomos de carbono pode ser um condutor de eletricidade
ou um isolante, dependendo apenas de sua montagem e disposição desses átomos.
10
3. PRINCIPAIS NANOESTRUTURAS DE CARBONO
3.1. O GRAFENO
O grafeno é uma estrutura que pode ser obtida a partir do grafite - que é
uma das formas das quais estas folhas de grafeno são arranjadas - e consiste em
apenas uma folha de átomos de carbono organizados em hexágonos, formando uma
espécie de tela – como ilustra a figura 1. O grafeno é uma das estruturas alotrópicas
do elemento carbono, com hibridação sp2, e possui apenas um átomo de espessura
e propriedades surpreendentes, tais como, supercondutividade, resistência e
flexibilidade dependendo apenas de como sua estrutura é arranjada.
.
Figura 1: Representação Artística do Grafeno. Adaptada. Fonte: Google Imagens
11
O grafeno foi isolado pelos pesquisadores Andre Geim e Konstantin
Novoselov, professores da Universidade de Manchester, Reino Unido. Os dois foram
laureados com o Prêmio Nobel de Física de 2010 por, segundo a agência The Nobel
Foundation (2011), suas pesquisas e descobertas inovadoras sobre o material
bidimensional, grafeno.
Segundo Novoselov et al (2004), apud Agência FAPESP (2010) o grafeno é
o material mais fino e forte já conhecido.
O grafeno apresenta um grande número de novos e exóticos efeitos
eletrônicos e ópticos. Como descreve Neto (2011), a maioria desses efeitos surge
por causa de duas importantes propriedades do grafeno: a força de ligação que
mantém os átomos de carbono juntos e de sua peculiar estrutura de colméia.
Uma equipe da University of Technology Sydney (UTL) fez importantes
descobertas no desenvolvimento de novos materiais baseados no grafite.
Segundo Aloisio (2011) o Papel Grafeno (Graphene Paper – GP) é um
material que pode ser processado, remodelado e reformado a partir do estado
original do grafite. O papel grafeno foi obtido a partir da purificação e filtragem de
outros elementos químicos, com a finalidade de alterar suas configurações nano
estruturais, tendo como resultado uma folha de grafeno tão fina quanto papel. Com
auxílio de métodos sintéticos e tratamento de calor, os pesquisadores da UTL
produziram um material com características extraordinárias: altamente maleável;
rígido; e com propriedades mecânicas de dureza. “Comparado ao aço, o GP
preparado é seis vezes mais leve, de cinco a seis vezes menos denso, duas vezes
mais duro com 10 vezes maior resistência à tração e 13 vezes maior rigidez de
flexão.” 1.
Esse tipo de estrutura, além de ser mais leve, mais forte e mais flexível que
o aço, ainda é dita como ecologicamente correta e de fabricação sustentável, além
de ser reciclável.
1 Tradução do grupo.
12
Figura 2: Uma amostra do papel grafeno. Adaptada.
Fonte: University of Technology Sydney
O desenvolvimento do papel grafeno tem um enorme potencial de
revolucionar as indústrias automotivas, de aviação, elétricas e ópticas. Ainda
segundo Ranjbartoreh (2011), apud Aloisio (2011), grandes companhias aéreas já
iniciaram o processo de substituição de metal por materiais baseados em carbono,
tais como, fibras de carbono que são mais leves. E afirma que com suas
incomparáveis propriedades mecânicas, o papel grafeno seria o próximo material a
ser explorado.
3.2. OS FULERENOS
O inglês Harold W. Kroto e os americanos Robert F.Curl e Richard E.
Smalley das universidades de Sussex, em Brighton e Rice, em Houston
respectivamente, foram os ganhadores do Prêmio Nobel em Química no ano de
1996 pela descoberta dos fulerenos. Segundo Rocha-Filho (1996), em 1985 eles
bombardearam um alvo de grafite com um laser de alta potência com o intuito de
estudarem estruturas de carbono lineares denominadas de poliinas. Porém, como
resultado conseguiram apenas carbono, encontrando assim uma nova forma
alotrópica do mesmo que denominaram de fulereno.
Os fulerenos são formados quando carbono vaporizado se condensa numa
atmosfera de gás inerte (hélio); a vaporização do carbono pode ser feita,
13
por exemplo, com lasers ou com arcos voltaicos usando eletrodos de
grafite. Os átomos de carbono vaporizados são misturados ao hélio e se
combinam para formar agregados moleculares que podem reunir alguns
poucos átomos ou até centenas deles. (ROCHA-FILHO, 1996, p. 7).
O primeiro fulereno encontrado foi um arranjo de sessenta carbonos
distribuídos entre pentágonos e hexágonos, denominados de buckminsterfullerenos
(C60) ou buckyballs.
A figura abaixo representa a forma mais simples do fulereno formada de um
poliedro de 32 faces sendo 20 hexagonais e 12 pentagonais.
Figura 3: Ilustração de uma forma simples do fulereno
FONTE: Google Imagens
Estudos realizados pela equipe a qual Kroto compunha, mostraram que
aglomerados com o número par de átomos que ia de 40 a 80 formavam moléculas
que possuiam uma estrutura semelhante a de uma gaiola. Uma série de
experiências com o Lantâneo – metal de transição, número atômico 57 - revelaram a
possibilidade de formar esses aglomerados de carbono contendo átomos metálicos
em seu interior. Essa técnica foi denominada encolhimento-empacotamento, em que
possibilitava a redução de dois átomos de uma só vez. Com a descoberta dessa
técnica diversas pesquisas se voltaram para a aplicabilidades desses fulerenos.
A buckyball, formada por um aglomerado de 80 átomos de carbono, possui
um tempo de duração de existência muito curto. Uma técnica desenvolvida por Harry
Dorn juntamente com cientistas da Universidade da Virginia permitiu a formação de
diversas buckyballs C-80, cada uma com uma molécula de nitreto de metal
armazenada em seu interior, fazendo com que elas também se estabilizem nesse
novo arranjo. A formação dessas buckyballs é dada quando dois eletrodos de grafite
são bombardeados por um arco elétrico. Porém, os cientistas estavam realizando
14
Esse agente de contraste é utilizado para tirar imagens de tecidos moles do
corpo como o cérebro e medula espinhal. Atualmente os médicos aplicam um
agente denominado por gadolíneo antes das ressonâncias para melhorar a
resolução do exame e o contraste da imagem, porém o gadolíneo é tóxico. Portanto,
uma buckyball carbono-80 funcionaria como uma gaiola de forte interceptação para
o nitreto de gadolíneo – figura 4, o que o tornaria menos agressivo ao corpo
humano; e por ser um agente de contraste mais eficaz, implicaria em ressonâncias
magnéticas com diagnósticos muito mais confiáveis.
Ainda segundo Patel (2006), Dorn e seus colegas na Universidade Virginia
Tech têm mostrado que os fulerenos nitreto de metal são 40 vezes melhores do que
os agentes de contraste encontrados atualmente no mercado, embora o mecanismo
exato por trás disso ainda não seja compreendido. Antes que o material possa ser
usado para a ressonância magnéticaesse experimento usando diferentes tipos de
eletrodos metálicos quando um vazamento de ar ocorreu nos arcos elétricos,
resultando nessas cadeias de nitreto de metal.
Essa técnica ainda permite que se possa armazenar diversos tipos de
metais nos fulerenos, possibilitando assim, o surgimento de diversos materiais com
propriedades ópticas, eletrônicas e magnéticas peculiares.
Uma das aplicações dessa buckyball, que está prestes a ser comercializada
pela empresa Luna nanoWorks – sediada na Virginia, EUA - seria um agente de
contraste mais eficaz nas ressonâncias magnéticas, teria de se submeter a uma
bateria de testes de segurança e toxicidade.
Figura 4: Concepção buckyball aprisionando nitreto
FONTE: Technology Review – MIT
15
3.3. OS NANOTUBOS
O nanotubo de carbono (CNT, do inglês carbon nanotube) foi
descoberto por Sumio Iijima em 1991, algum tempo depois da descoberta dos
fulerenos. Desde então tem sido pesquisado por outros cientistas e promete ter um
enorme potencial econômico.
Os nanotubos são formados por múltiplas camadas de grafeno
enroladas de forma cilíndrica com diâmetro da ordem de um nanômetro. É
necessária a utilização de microscópios eletrônicos para que estes possam ser
observados. Para se ter uma ideia, seriam necessários milhões de nanotubos
colocados lado a lado para se ter a espessura de um fio de cabelo.
Figura 5: Figura ilustrativa de uma camada de grafeno que origina um nanotubo
FONTE: LBL
Segundo Capaz e Chacham (2003, p. 22),
[...] em grande quantidade, nanotubos unem-se uns aos
outros, formando feixes que se enovelam em um material que pode
ser visto a olho nu, tendo aspecto de fuligem – de fato, nanotubos
podem ser considerados como um tipo especial de fuligem [...].
De acordo com Bonsor e Strichland (s.d.), com a organização correta de
átomos, você pode criar um nanotubo de carbono que é centenas de vezes mais
forte que o aço, porém seis vezes mais leve.
16
A maneira com que a folha de grafeno é enrolada determina as propriedades
dos nanotubos e se esses serão condutores ou semicondutores, apesar de serem
feitos de carbono eles podem diferir nas propriedades de acordo com a posição com
que seus átomos são arranjados.
Na figura 6 pode-se observar a geometria de um nanotubo. Unindo o ponto 0
a qualquer átomo azul, obtém-se um nanotubo ziguezage, pois as ligações químicas
formam uma linha sinuosa ao longo da circunferência do nanotubo. Enrolando a
folha de outra forma, unido o ponto 0 a qualquer um dos átomos vermelhos tem-se
um nanotubo poltrona, devido as ligações formarem uma linha que lembra um
poltrona. Uma outra forma de enrolar é unindo o ponto 0 a um dos átomos verdes,
com isso pode se obter um nanotubo espiral, denominação para os que não são
poltrona ou ziquezague.
Figura 6: Geometria dos Nanotubos
FONTE: Revista Ciência Hoje
O CNT possui custo elevado e quem mais os consome são os laboratórios
interessados na área nanotecnológica.
O Brasil também vem investindo nos nanotubos, só a Rede Nacional
Nanotubos é composta por 41 pesquisadores de 14 instituições, em 8 diferentes
estados do Brasil. Os cientistas brasileiros optaram por eles mesmos produzirem
suas amostras de CNT, pois o custo se torna mais baixo.
Existem dois principais métodos utilizados para a fabricação de nanotubos:
Descarga por Arco e Deposição Química de Vapor.
17
O método de Descarga por Arco foi utilizado pelo pesquisador Sumio Iijima,
para que fossem obtidos os primeiros nanotubos. Esse método consiste em
descargas por arco elétrico, essa descarga é gerada entre dois eletrodos de grafite,
que se encontram em uma câmara de aço e são mantidos a uma distância pequena
um do outro para que gerem um plasma entre eles. O grafite é sublimado e é
depositado na parede da câmara, essa parte sublimada é a que possui os
nanotubos. A descarga por arco trabalha com temperatura mais alta, por isso o
nanotubo fica perfeito.
Já no Método de Deposição Química de vapor (CVD) há a decomposição de
um vapor contendo átomos de carbono, com a participação de um catalisador
metálico em atmosfera inerte.
Devido às altas temperaturas, o metal (catalisador) se
aglutina em nanopartículas separadas que servem como centros de
crescimento, ficando no topo ou na base do nanotubo. [...] Dessa
forma, a amostra obtida é formada por nanotubos cujas cavidades
são preenchidas por metais. (CAPAZ E CHACHAM, 2003, p. 24)
Os nanotubos podem ter diversas aplicações em diversas áreas da ciência.
No âmbito da energia elétrica os CNTs podem ser usados para transmissão
e conservação de energia. Estes podem agir como eletrodos capazes de transmitir e
conservar energia, quando enfileirados sobre uma folha de celulose. Essa folha é
transformada em uma espécie de bateria, que tem a capacidade de distribuir muita
energia em milissegundos.
Devido a sua grande resistência os CNTs podem substituir o aço, podendo
participar da área de construção civil. De acordo com Sampaio (2009), “essa mesma
resistência também leva a NASA – agência espacial norte-americana – a testar
compostos de CNTs na construção da fuselagem de foguetes e ônibus espaciais.”
Os nanotubos podem ser utilizados na indústria têxtil, fazendo parte da
fabricação de tecidos mais resistentes, como se fossem uma espécie de armadura
corporal, podendo até mesmo ser uma alternativa para substituir os coletes à prova
de balas.
Os nanotubos também podem ser de grande importância na medicina.
Alguns pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT)
desenvolveram um dispositivo que detecta células cancerígenas com apenas uma
18
amostra de sangue. A equipe de pesquisadores pretende futuramente desenvolver
uma adaptação desse dispositivo, para que seja possível a detecção do vírus HIV.
19
4. POSSÍVEIS RISCOS DAS NANOESTRUTURAS
A nanotecnologia trouxe avanços científicos para várias áreas da ciência,
mas como qualquer outra tecnologia que se utiliza de novas substâncias e materiais
pode também oferecer muitos riscos, principalmente para o meio ambiente e para a
saúde. Segundo Freitas (2007):
Um dos primeiros a alertar sobre o risco foi Bill Joy, um dos
fundadores da Sun Microsystems. Há sete anos, em artigo publicado
na revista Wired, ele descrevia o perigo de algum dia criarmos
máquinas do tamanho de átomos, capazes de montar moléculas
potencialmente ameaçadoras.
Não se sabe tanto dos riscos que a nanotecnologia pode oferecer quanto de
seus benefícios. Isso se deve à precariedade de investimento na chamada
nanotoxicologia, ou seja, nos riscos que o uso da nanotecnologia pode oferecer. Em
2006 os Estados Unidos investiram US$ 1,4 bilhões, mas apenas 1% dessa quantia
foi destinada para avaliar os riscos que o uso da nanotecnologia possui. Apenas 4%
do dinheiro destinado a União Européia foi utilizado para os efeitos causados pela
nanotecnologia.
De acordo com o Centro Ecológico, o programa desenvolvido pelo governo
brasileiro, Desenvolvimento da Nanociência e Nanotecnologia, visa aumentar a
competitividade da indústria nanotecnologia do cenário nacional, mas nas
prioridades do programa não consta nenhuma relativa ao meio ambiente e à saúde.
20
Segundo Abdala apud Waissmann (2010) "é preciso avaliar os riscos
potenciais, os impactos, imaginando que esses riscos não são só para pessoas, mas
também para o meio ambiente.”
Não se sabe onde se pode armazenar os nanomateriais e o tempo em que
estes ficam ativos no ambiente. É preciso maior investimento em pesquisas
relacionadas à segurança dos efeitos causados por esses nanomateriais, como por
exemplo, ferramentas para detectar, medir e avaliar os riscos da utilização dessas
nanopartículas.
A principal característica das nanopartículas é o seu diminuto
tamanho. A aglomeração de nanopartículas permite a formação de
um aglomerado mais sólido, concentrado, do que um material
comum. As reações químicas para os nanomateriais, justamente por
tal característica, são diferentes daquelas encontradas em materiais
comuns: a superfície, quando comparada à unidade de massa dos
nanomateriais, é maior e, assim, as reações químicas são
potencializadas. (PEREIRA; FRAZÃO, 2010 apud SANTOS et AL,
2010, p. 77).
Na saúde o risco da nanotecnologia pode estar em produtos cosméticos e
protetores solares, que atualmente têm sido muito utilizados e há uma variedade
destes no mercado. Nesses tipos de produtos são usadas as chamadas buckyballs
que retardam o envelhecimento da pele, porém alguns cientistas temem que essas
partículas possam penetrar através da pele e da corrente sanguínea, devido ao seu
tamanho, e com isso haveria interação com o sistema imunológico. Por essas
esferas serem muito pequenas o sistema imunológico não consegue detectá-las, ou
seja, não haveria distinção entre matéria viva e não viva.
De acordo com o Centro Ecológico, já foram feitos estudos que mostram que
os nanomateriais podem causar inflamação ou danos aos tecidos e ao DNA,
podendo posteriormente apresentar crescimento de tumores.
Há casos de problemas respiratórios devido à nanomateriais. Na Alemanha
foi utilizado um produto de limpeza chamado Magic Nano em banheiros para a
proteção da proliferação de bactéria. Algum tempo depois muitos afirmaram que o
novo produto havia causado problemas respiratórios, levando algumas pessoas à
internação.
21
TABELA1: ALGUNS NANOMATERIAIS E SEUS POSSÍVEIS EFEITOS NA SAÚDE
Na área ambiental as nanopartículas podem ser muitos úteis, como por
exemplo, na prevenção e na remedição da poluição, mas deve-se dar atenção à
maneira com que essas partículas são liberadas ao meio ambiente. Devido ao seu
tamanho a difusão na água, nos solos e na atmosfera fica mais fácil.
As nanopartículas que são utilizadas para fabricar cosméticos também
podem causar danos ao meio ambiente, uma vez lavadas da pele seguem o
caminho das águas e vão para o meio ambiente.
A contaminação do meio ambiente por nanomateriais com grande
área superficial, boa resistência mecânica e atividade catalítica pode
resultar na concentração de compostos tóxicos na superfície das
nanopartículas, com posterior transporte no meio ambiente ou
acúmulo ao longo da cadeia alimentar; na adsorção de biomoléculas,
com conseqüente interferência em processos biológicos in vivo;
numa maior resistência à degradação (portanto, maior persistência
no meio ambiente) e em catálise de reações químicas indesejáveis
no meio ambiente. (Quina, 2004)
A nanotecnologia não oferece riscos somente à saúde e ao meio ambiente.
Essa também pode causar distorção econômica, devido ao preço baixo dos
produtos, pode também oferecer risco pessoal, caso algum terrorista resolva utilizar
Nanomaterial Efeitos
Nanopartículas Pode provocar inflamações nos tecidos do corpo.
Nanopartículas de carbono Pode penetrar no cérebro pela mucosa do nariz.
Nanopartículas de prata, de dióxido de titânio, de zinco e de óxido de zinco
Apresentaram alta toxicidade para células em estudos feitos em tubos de ensaio. Testes mostraram que nanopartículas de óxidos de metais podem penetrar nas células e danificar o DNA.
Nanocompostos Podem chegar à corrente sanguínea por inalação ou ingestão, e alguns podem penetrar pela pele, podendo atravessar membranas biológicas.
Fulerenos de carbono Podem causar danos cerebrais em peixes; interferem na coagulação do sangue em coelhos; um teste com ratos mostrou comportamento de amnésia nos animais expostos.
Nanotubos de carbono São solúveis na água e, portanto, podem ser ingeridos. Estudos mostram que eles se comportam como as fibras de asbesto (ou amianto).
22
a nanotecnologia molecular para a fabricação de armas biológicas, danos coletivos,
devido a não regulamentação dos produtos e entre outros problemas.
Algumas medidas podem ser tomadas para que os riscos da nanotecnologia
possam ser evitados, como por exemplo, a elaboração de normas que
regulamentem a nanotecnologia, a redução de liberação de nanopartículas no
ambiente ou até mesmo a proibição. Como precaução os laboratórios devem tratar
essas nanopartículas como se fossem resíduos tóxicos perigosos e também devem
ser criadas estações de monitoramento do desenvolvimento de nanopartículas.
23
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
5.1. CONCLUSÕES
A nanotecnologia é uma ciência que envolve um mundo ainda não tão
conhecido quanto o mundo macro, mas pode ter implicações importantíssimas nele.
Essa ciência funciona em um mundo onde a matéria é manipulada átomo a átomo; e
um elemento que tem grande utilidade, seja por suas propriedades químicas de
ligação ou por sua abundância na natureza, é o carbono; atuando em um papel
importante no desenvolvimento de novas tecnologias e aprimoramentos de tantas
outras.
Existem estruturas que são formadas apenas de carbono e apresentam
propriedades que somente são encontradas quando são tratadas em escalas muito
pequenas, chamadas nanoestruturas de carbono. Essas estruturas, tanto as
sintetizadas em laboratório como as encontradas na natureza, possuem um enorme
potencial para criação de novos produtos e ferramentas, que têm como objetivo a
melhoria e a facilitação do progresso, do meio ambiente e do bem-estar do ser
humano. Muitos ainda devem ser os esforços para que as tecnologias de efeito mais
direto à vida estejam presentes no cotidiano e não se limitando aos laboratórios dos
centros de pesquisas.
Apesar de o Brasil possuir redes de pesquisa e até mesmo produzir algumas
dessas estruturas, o material de referência em língua portuguesa ainda é escasso e
de difícil acesso.
24
Toda tecnologia pode apresentar riscos e, principalmente aquelas que não
são completamente compreendidas, podem causar não só ansiedade por suas
possibilidades, mas também certo temor do que podem trazer de malefícios. Por
serem substâncias novas e muitas vezes sintetizadas pelo ser humano, seus efeitos
ainda não foram observados.
5.2. PROPOSTAS DE TRABALHOS FUTUROS
Com vista em dar continuidade à pesquisa sobre a nanotecnologia, as
propostas de trabalhos futuros poderão ser desenvolvidas a partir dos seguintes
temas:
Mecânica Quântica: o que está por trás da nanotecnologia;
Nanomáquinas;
Nanotecnologia na tecnologia da informação;
Nanotecnologia e engenharia dos materiais.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABDALA, Vitor. Pesquisador alerta para necessidade de pesquisas sobre riscos da nanotecnologia. Agência Brasil, 2010. Disponível em: <http://www.administradores.com.br/informe-se/tecnologia/pesquisador-alerta-para-necessidade-de-pesquisas-sobre-riscos-da-nanotecnologia/39998/> Acesso em: 13 mai. 2011. AGÊNCIA FAPESP. Agência de Notícias da Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo. Nobel de Física vai para pesquisa com grafeno. 2010. Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/12875> Acesso em: 01 mai 2011. ALOISIO, Lisa. A breakthrough on paper that’s stronger than steel. University of Technology Sydney. 02 abr 2011. Disponível em: <http://newsroom.uts.edu.au/news/2011/04/a-breakthrough-on-paper-thats-stronger-than-steel> Acesso em: 01 mai 2011. ______. University of Technology Sydney. Uma amostra do papel grafeno. 1 gravura. Disponível em: <http://newsroom.uts.edu.au/sites/all/files/images/article_feature/flexible-gp-sample2.jpg > Acesso em: 01 mai 2011. BERGER FILHO, Airton Guilherme. Nanotecnologia e o princípio da precaução na sociedade de risco. Jus Navigandi, Teresina, ano 14, n. 2359, 16 dez. 2009. Disponível em: <http://jus2.uol.com.br/doutrina/texto.asp?id=14019>. Acesso em: 17 out. 2010. BONSOR, Kevin; STRICKLAND, Jonathan. Nanofios e nanotubos de carbono. s.d. Disponível em: <http://ciencia.hsw.uol.com.br/nanotecnologia2.htm>. Acesso em: 13 abr 2011. BRAGA, Ruy. Dilemas e riscos da nanotecnologia. Portal PSTU, 16 dez. 2007. Disponível em: <http://www.pstu.org.br/teoria_materia.asp?id=6203&ida=0>. Acesso em: 20 abr. 2011. BRASIL. Rede nacional de pesquisa nanotubos. A Rede. 2005. Disponível em: <http://www.fisica.ufc.br/redenano/>. Acesso em: 21 abr 2011. BUENO, Rachel. Fabricação de nanotubos em larga escala é gargalo para a indústria. Inovação Unicamp, 11 fev 2004. Disponível em: <http://www.inovacao.unicamp.br/report/news-nanotubos.shtml>. Acesso em: 13 abr 2011. CAPAZ, Rodrigo; CHACHAM, Hélio. Nanotubos e a nova era do carbono. Ciência Hoje, vol. 33, n. 198, out. 2003. Disponível em: <http://www.fisica.ufc.br/redenano/capaz.pdf>. Acesso em: 20 mar 2011.
26
CDCC – Centro de Divulgação Científica e Cultural, Tabela Periódica. USP – Universidade de São Paulo. Disponível em: <http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/tabelaperiodica/tabelaperiodica1.htm> Acesso em: 09 mai 2011. FERREIRA, Odair. Nanotubos de carbono: preparação e caracterização. LQES – Laboratório de Química do Estado Sólido, UNICAMP, 01 abr 2003. Disponível em: <http://lqes.iqm.unicamp.br/images/vivencia_lqes_monografias_odair_nanotubos_carbono.pdf>. Acesso em: 13 abr. 2011.
FRAZÃO, Marina; PEREIRA, Márcia. Legislação Ambiental Brasileira E Nanotecnologia, 2010. Disponível em: <http://www.viajus.com.br/viajus.php?pagina=artigos&id=3574&idAreaSel=13&seeArt=yes>. Acesso em: 01 mai. 2011.
FREITAS, Osmar. Os riscos da nanotecnologia. Época, Rio de Janeiro: Ed. Globo, n 484, ago. 2007. Disponível em: <http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EDG78783-6010-484,00.html> Acesso em: 01 mai. 2011.
GOMES, Antônio. O mundo oculto da nanociência: depoiment. FuncapCiência. Entrevista concedida ao Professor Amaral Vieira. s.d. Disponível em: <http://funcapciencia.funcap.ce.gov.br/noticias/o-mundo-oculto-da-nanociencia-1> Acesso em: 12 mar 2011.
INOVAÇÂO Tecnológica. Quais os riscos da Nanotecnologia para o Meio Ambiente?. 22 mar. 2005. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165050322> Acesso em: 20 abr. 2011.
______. Nanopartículas presentes em produtos causam danos ao meio ambiente. 03 abr. 2009. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nanoparticulas-presentes-em-produtos-causam-danos-ao-meioambiente&id=0101250904 03 >. Acesso em: 13 mai. 2011. NETO, Antonio H. Castro. Another Spin of Graphene. Science, v. 332, n. 6027, p. 315-316, abr. 2011. Disponível em: <http://www.sciencemag.org/content/332/6027/315.summary> Acesso em: 01 mai 2011. PATEL, Prachi. Buckballs with a surprise: Carbon cages filled with metal molecules could improve MRI diagnostics and make high-efficiency solar cells. Technology Review, MIT – Massachusetts Institute of Technology. 01 nov 2006. Disponível em: < http://www.technologyreview.com/biomedicine/17681/ > Acesso em: 30 abr 2011. QUINA, Frank. Nanotecnlogia e o meio ambiente: perspectivas e riscos. São Paulo, dec. 2004. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010040422004000600031> Acesso em: 01 mai. 2011.
27
ROCHA-FILHO, Romeu C.Os fulerenos e sua espantosa geometria molecular. Química nova na escola, Atualidades em química, n. 4, p. 7-11, nov 1996. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc04/> Acesso em: 03 mai 2011. SAMPAIO, Luciano. O que são nanotubos de carbono?. 24 ago. 2009. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/2640-o-que-sao-nanotubos-de-carbono-.htm> Acesso em: 20 mar. 2011. THE NOBEL FOUNDATION. The Nobel Prize in Physics 2010, 02 mai 2011. Disponível em: <http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/> Acesso em: 01 mai 2011. TRAFTON, Anne. Catching cancer with carbon nanotubes. MIT - Massachusetts Institute of Technology, News. 28 mar. de 2011. Disponível em: <http://web.mit.edu/newsoffice/2011/catching-cancer-0328.html> Acesso em: 21 abr. 2011.