prof. dr. ricardo h. r. castro - departamento de engenharia metalúrgica e de materiais – fei o...

Prof. Dr. Ricardo H. R. Castro - www.fei.edu.br Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – FEI

O Novo Caminho da EngenhariaO Novo Caminho da Engenharia


Um Um centímetrocentímetro é aproximadamente um é aproximadamente um feijãofeijão. .

Se dividirmos por 10, cada divisão será um Se dividirmos por 10, cada divisão será um milímetromilímetro, que é o tamanho de uma , que é o tamanho de uma pulgapulga. .

Se dividirmos de novo por 10, teremos Se dividirmos de novo por 10, teremos 100 mícrometros100 mícrometros. Que é a espessura de um . Que é a espessura de um fio de cabelo fio de cabelo humano.humano.

Se divirmos por 100, temos um Se divirmos por 100, temos um micrometromicrometro. . Que é o tamanho de uma Que é o tamanho de uma bactériabactéria..

Se dividirmos por 10, temos Se dividirmos por 10, temos 100 nanometros100 nanometros. . Que é o tamanho de um Que é o tamanho de um vírusvírus..

Dividindo por 100, teremos um Dividindo por 100, teremos um nanometronanometro. . Que é o tamanho de uma Que é o tamanho de uma moléculamolécula..


Nano em que sentido?Nano em que sentido?

Dimensão Zero

Uma Dimensão

Duas Dimensões


Como construir coisas tão pequenas?Como construir coisas tão pequenas?

Cima para Baixo (Cima para Baixo (top-bottomtop-bottom)):: Iniciando por um componente microscópico Iniciando por um componente microscópico que será cominuido ou “esculpido” até o que será cominuido ou “esculpido” até o tamanho nanométrico. Dentre as técnicas tamanho nanométrico. Dentre as técnicas estão estão moagem e fotolitografiamoagem e fotolitografia..

Baixo para Cima (Baixo para Cima (bottom-topbottom-top)):: Partindo de componentes menores. Dentre as Partindo de componentes menores. Dentre as técnias temos técnias temos junção atômica e molecularjunção atômica e molecular, , como em sistemas biológicos.como em sistemas biológicos.


Cima para Baixo (Cima para Baixo (top-bottomtop-bottom): ):

Ex: FotolitografiaEx: Fotolitografia


Baixo para Cima (Baixo para Cima (bottom-topbottom-top))Deve-se reunir átomos e moléculas de maneira Deve-se reunir átomos e moléculas de maneira controlada por processos químicos ou biológicos.controlada por processos químicos ou biológicos.

Exemplo: Crescimento de Exemplo: Crescimento de NanowiresNanowires..

Crescimento de nanofibra de carbono obtida por filmagem in situ em microscopia eletrônica de transmissão. Níquel foi utilizado como catalizador em atmosfera de metano e hidrogêncio em temperaturas elevadas. (www.topsoe.com/site.nsf/all/EOTT-5VTMPT?OpenDocument)


Baixo para Cima (Baixo para Cima (bottom-topbottom-top) ) (continuação)(continuação)

Para contornar esses desafios, outra técnica é a utilização de Para contornar esses desafios, outra técnica é a utilização de Microscopia de Força Atômica, como instrumento para Microscopia de Força Atômica, como instrumento para montagem e medição de propriedades de compostos montagem e medição de propriedades de compostos nanométricos.nanométricos.


Força Atômica: Força Atômica: Escrita e Leitura NanométricasEscrita e Leitura Nanométricas


Mas porque fazer coisas tão pequenas?

Menor significa um maior número de objetos por cm3

Explorar as propriedades inesperadas das substâncias nas condições nanométricas.

Transistores da Intel – Presente e futuro


Chad Mirkin, Northwestern University, artigo do NYTimes por K. Chang - 2005

Partículas de Ouro em Vidro

Partículas de Prata em Vidro

25 nm

50 nm

100 nm

100 nm

40 nm

100 nm


Como a nanotecnologia difere das ciências comuns microscópicas? Que envolve também a interação e/ou estruturas no nível molecular ou nano?

De acordo com a NNI (National Nanotechnology Initiative):

O que é Nanotecnologia?O que é Nanotecnologia?

“Nanotecnologia envolve… criação e uso de estruturas, dispositivos e sistemas que têm propriedades e funções novas devido ao seu tamanho pequeno ou intermediário.” (traduzido)


Carbon nanotube Carbon nanotube transistortransistor

(Stanford University)(Stanford University)

““Bugbot” for traveling Bugbot” for traveling and taking photos in and taking photos in human digestive human digestive system system (Carnegie (Carnegie Mellon University)Mellon University)

Aplicações ReaisAplicações Reais


Engenharia Civil

1.1.Tinta Purificadora de Ar – Nanopartículas de Tinta Purificadora de Ar – Nanopartículas de TiOTiO22 60% de redução de NO 60% de redução de NOxx e CO e CO22

2.2.Nanopartículas de Nanopartículas de ferro/paládioferro/paládio, ferro/prata ou , ferro/prata ou zinco/paládio podem servir como redutores e zinco/paládio podem servir como redutores e catalisadores potentes para uma grande catalisadores potentes para uma grande variedade de contaminantes ambientais variedade de contaminantes ambientais comuns.comuns.

3.3.Nanopartículas de FeNanopartículas de Fe22OO33 em cimento Mortar em cimento Mortar



Engenharia NanoMecânica


Engenharia Mecânica

Aplicação de Nanotubos de Carbono em Nano-compósitos



Engenharia Mecânica

Nanopartículas em tintas anti-risco da Mercedes-Benz


http://500sec.com/mercedesclearcoat.html


Engenharia TêxtilNanorods de ZnO para proteção de tecidos contra UV



Engenharia TêxtilPower-Shirt: Tecidos geradores de energia: recobrimento de ZnO e Pt


http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080213133347.htm


Aplicações ReaisAplicações ReaisEngenheiros na Bio-Medicina


[email protected]

prof. dr. ricardo h. r. castro - departamento de engenharia metalúrgica e de materiais – fei o...

Documents