Laboratório de Química do Estado Sólido
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ARTIGOS DE OPINIÃO

A desconstrução do mundo

A resposta de uma simples charada química pode revelar um dos principais objetivos da Nanotecnologia, área científica que mais evoluiu no ano passado, segundo os membros da Associação Norte-Americana para o Desenvolvimento da Ciência, entidade que edita a prestigiada revista Science. Qual seria a diferença entre um diamante e um pedaço de carvão, uma vez que ambos são constituídos apenas de átomos de carbono? A única disparidade entre esses dois objetos, este foi um dos exemplos citados pelo professor Frederic Levy, da Academia Interdisciplinar de Ciências de Paris, em uma de suas palestras, está simplesmente em seus arranjos atômicos. O texto integral da palestra, traduzido, sobre noções básicas da Nanotecnologia pode ser consultado no site do Laboratório de Química do Estado Sólido da Unicamp (http:\\lqes.iqm.unicamp.br).

A grande intenção de qualquer nanotecnólogo molecular, por exemplo, é ter um controle o mais preciso possível sobre os átomos. Quando isso ocorrer, o fantástico mundo do pequeno irá provocar a desconstrução do mundo grande, ou seja, aquele em que estamos acostumados a viver do ponto de vista espacial. O físico norte-americano Richard Feynman, que nos anos 50 já se voltara para o mundo nanomolecular, registrou a seguinte afirmação para mostrar que nessa outra escala, invisível para os leigos, existe muito espaço disponível para criações e sonhos: "Quando o controle atômico for totalmente estabelecido será possível, por exemplo, escrever tudo que a humanidade já produziu em forma de texto em um cubo cujos lados não terão mais de um décimo de milímetro". Em escala humana, isto equivale a um grão de poeira.

Apesar de muitas revoluções científicas terem sido alardeadas aos quatro cantos do mundo e, depois, nada ter ocorrido com grande magnitude, na Nanotecnologia os indicativos são cada vez mais contundentes de que, agora, será diferente. O problema, talvez, é que se torna difícil descrever um furacão quando ainda se está chegando a seu olho. Outra dificuldade é que, nestas áreas que envolvem rios de dinheiro - pelo menos no exterior - e o ego de vários cientistas está superativado, a imaginação, normalmente, voa muito à frente da linha do possível. A Nanotecnologia, em tese, pode fazer coisas mirabolantes, mas, na prática, os procedimentos científicos são bem mais rigorosos que as máquinas que imprimem a tinta sobre o papel. Ou, para ser mais preciso, os impulsos elétricos que fazem o texto surgir na tela de um computador para quem já dispensa a impressora na hora da leitura.

Na lista dos eventos que marcaram a relevância da Nanotecnologia nas últimas décadas estão os livros publicados pelo cientista norte-americano Eric Drexler. Um dos primeiros, que acabou por popularizar o tema, surgiu em 1985, com o título "Engines of Creation". Em 1991, em "Unbounding the Future: The Nanotechnology Revolution", o pesquisador já provocou polêmicas no meio científico. Algumas das proposições feitas pelo autor, como a possibilidade da criação de nanorobôs, foram taxadas de meras especulações pela comunidade científica de várias partes do mundo. O que não é especulação é que as aplicações da Nanotecnologia, uma área multidisciplinar por natureza, poderão trazer grandes evoluções à química, física, biologia e engenharia. E não são apenas os cientistas que acham isso. Em 2000, o ex-presidente norteamericano Bill Clinton lançou a "National Nanotechnology Initiative". O investimento, neste programa, foi de US$ 495 milhões. Para não ficar atrás, o continente europeu e também o Japão montaram programas ambiciosos na mesma linha do norte-americano. Todos consideraram que a Nanotecnologia será de grande importância para todas as nações industrializadas do planeta ao longo dos próximos anos.

Uma das inovações que já está em uso, pelo menos nas bancadas dos laboratórios de diversas partes do mundo, são os nanotubos. Desenvolvidos pelo cientista japonês Sumio Iijima, em 1991, já são alvos de várias aplicações práticas. Mas isso ainda não representa uma fabricação em escala comercial desses materiais. "Eles são usados em detecção de gases tóxicos, pilhas de combustível, supercondutores, transistores, músculos artificiais, nanopinças, canhões de elétrons, pontas-de-prova funcionalizadas para reconhecimento de grupos químicos e fios condutores", explica o professor da Unicamp Oswaldo Luiz Alves". Ainda não temos nanotecnólogos no Brasil. No meu caso, considero-me um químico que elegeu os sistemas nanoscópicos como base de interesses", diz o professor brasileiro, responsável pelo Laboratório de Química do Estado Sólido. Várias das informações desta reportagem foram retiradas da biblioteca do laboratório que pode ser consultada em parte, inclusive, pela Internet.

O próprio conceito histórico da evolução do termo Nanotecnologia pode corroborar a tese de que esta revolução anunciada realmente ocorrerá, e logo. Segundo informações do professor Alves, há 30 anos vários grupos do mundo desenvolvem pesquisas na direção da miniaturização, sobretudo de sistemas eletrônicos, nanopartículas e sistemas nanoparticulados. "A eletrônica já trazia em seu arsenal as idéias de tratar o "muito pequeno". Provavelmente, o filme "Viagem Fantástica" (Fantastic Voyage), de 1966, baseado no livro do físico Isaac Asimov, tenha sido um dos primeiros a revelar tais idéias ao grande público", diz.

Esta corrida ao mundo cada vez menor já produziu várias inovações, em escalas maiores, como a construção do transistor (em primeiro lugar) e depois dos microprocessadores, chips e sistemas de controle em geral. Tudo isso baseado na ordenação dos movimentos dos elétrons nas moléculas de silício. Quando o cientista Norio Taniguchi formalizou o termo Nanotecnologia, em 1974, queria inserir neste contexto todas as máquinas que tivessem níveis de tolerância inferiores a 1 mícron (unidade que equivale à milionésima parte de um metro). O nanômetro, por exemplo, é equivalente ao número dez elevado a menos nove metros. É quase um nada, dentro da escala humana.

Mesmo que a publicação especial da revista norte-americana Scientific American, editada em setembro do ano passado, tenha apresentado algumas inovações já industriais da Nanotecnologia, esta grande transformação ainda está longe de ocorrer, salvo algum desvio de rota. Segundo o professor Levy, os principais cientistas envolvidos com o mundo nano acreditam que em 10 ou 20 anos já terá ocorrido uma grande descoberta na área para, definitivamente, entrar na história. O exemplo, apesar de altamente didático, é trágico para a humanidade. Estaria faltando uma espécie de bomba atômica - uma grande inovação científica - para a Nanotecnologia. A publicação dos Estados Unidos cita aplicações comerciais dos nanotubos em catálise (ExxonMobil), armazenagem de dados (IBM), liberação de drogas (Gilead Sciences), manufaturas de matérias-primas (Carbon Nanotechnologies) e também na melhora de materiais convencionais (Nanophase Technologies).

Na opinião do químico da Unicamp, o problema da produção em larga escala, para fins comerciais, dos nanotubos e de outras estruturas da Nanotecnologia esbarra em dois problemas: "Preço e a dificuldade da produção em si". Em março de 2001, explica Alves, o custo dos nanotubos estava em US$ 500 o grama, ou seja, US$ 500 mil o quilo. A expectativa do mercado é que os nanotubos apenas venham a se tornar uma comodity quando o preço cair para US$ 20 o quilo. "Mas esta relação parece que vai sofrer drásticas modificações nos próximos quatro anos por dois motivos", diz Alves. A patente dos nanotubos deverá expirar em 2005 e, além disso, a iniciativa do grupo Mitsubishi, no Japão, deve derrubar o preço dos fulerenos (estruturas específicas formadas por átomos de carbono). A descoberta destas moléculas, em 1985, rendeu o Prêmio Nobel a Richard Smalley e seus colaboradores. "Eles anunciaram uma nova empresa que vai fabricar em massa estes fulerenos. Para 2004, deverão ser colocadas no mercado 1.500 toneladas. O preço atual deverá cair, por causa desta superprodução, de dez a cem vezes", diz Alves.

A questão não está emperrada apenas por causas econômicas. Dentro do laboratório, várias etapas precisam ser vencidas também para que o mundo seja desconstruído de forma mais rápida. Antes das soluções tecnológicas - não existem hoje ainda máquinas que possam lidar com os átomos de forma rápida o suficiente - é preciso que apareçam metodologias científicas mais eficientes. "No caso da Nanotecnologia molecular, os problemas vêm sendo resolvidos à medida que eles aparecem por intermédio de desenvolvimento e aprimoramento de técnicas microscópicas, novas metodologias de sínteses e novos procedimentos de análises físicas e químicas com resolução espacial". O exemplo, mais uma vez, vem do professor Levy, de Paris. Quando ele discute a questão metodológica, costuma afirmar, com ênfase: "Um dos pontos fundamentais do domínio da Nanotecnologia é, portanto, a criação de uma máquina, de tamanho molecular, capaz de duplicar-se a si mesma". Não basta apenas aprender a controlar o átomo. Construir uma folha de papel A4, átomo por átomo, sem nenhum equipamento duplicador, seria muito demorado: aproximadamente 13 bilhões de anos. Com uma nova tecnologia duplicadora a velocidade seria "ligeiramente" diferente: menos de dois minutos de trabalho. Os custos econômicos, ecológicos e sociais deste processo seriam totalmente reconstruídos nesta nova realidade mundial.

Se no mundo problemas comerciais e científicos representam ainda várias dificuldades operacionais, é sempre bom conhecer a realidade brasileira que, quase sempre, é pródiga em problemas extras nesta questão de transmitir conhecimento científico de dentro para além dos muros das universidades e centros de pesquisa. O professor Alves, quando reflete sobre o assunto, acaba caindo em um antigo ponto fraco das estruturas científicas do país. "Existem vários grupos que trabalham com diferentes aspectos da Nanotecnologia. Eles desenvolveram competência por intermédio de vários anos de trabalho das ciências químicas, físicas e biológicas. A nossa instrumentação também nos permite abordar os problemas de forma moderna", afirma o cientista da Unicamp. "O que nos falta ainda é uma cultura multidisciplinar para chegarmos a eventuais produtos com forte conteúdo nanotecnológico". Por acreditar ainda que existe tudo para ser feito, o pesquisador brasileiro vê como reais as chances de o Brasil concretizar a detenção deste conhecimento instalado em forma de patentes e produtos mesmo que para isso seja necessário a importação de mais conhecimento e de tecnologia. "Em termos de Brasil, é difícil saber qual a área mais promissora. Se fôssemos avaliar a tendência mundial, poderíamos destacar as áreas de eletrônica e biomedicina como as mais promissoras".

Vencidas as etapas científicas, tecnológicas e até políticas as inovações, enfim, poderão aparecer para o cidadão comum. Vários cenários são possíveis dependendo da área escolhida. Um dos mais palpáveis, e prováveis, é o descrito para a chamada nanomedicina. O próprio Drexler incluiu este tema em seu livro. Imagine quando a Nanotecnologia e a biologia molecular tiverem evoluídos mais alguns anos. Por intermédio de uma microestrutura será fácil entrar no organismo de um ser humano - que tem uma escala infinitas vezes maior -, ir até uma determinada célula tumoral, por exemplo, e exterminá-la. Se isto não for possível, o nanorobô irá pelo menos marcar aquela estrutura com algum tipo de substância química, para que uma determinada droga chegue até lá também, pelos métodos tradicionais, e destrua aquela célula que resolve se duplicar de forma anormal.

Em termos de equipamentos cirúrgicos e de saúde em geral, então, a Nanotecnologia poderá trazer contribuições ainda mais excepcionais. Uma nanomáquina, por exemplo, poderá ajudar muito os seres humanos a cuidar dos dentes. Elas podem ser programadas para detectar partículas de tártaro, se for o caso, e correrem, de dente em dente, apenas destruindo esta substância química.

Como bem menciona Drexler em seu livro, para entender a nanomedicina é preciso repensar as escalas do ser humano. Vários processos bioquímicos que ocorrem dentro de um ser vivo, sem dúvida, estão em níveis moleculares. E é desta forma que eles devem ser tratados. Será possível, em alguns casos, entrar no interior de uma célula para exterminar o vírus A ou B. O combate à Aids, por exemplo, poderia ficar mais fácil. A nanomedicina irá mudar, e talvez muito, a longevidade do ser humano. Em tese, todos devem ganhar alguns anos quando tudo isso for realmente possível. Mas, nada é miraculoso, e para sempre. Novos paradigmas vão surgir no horizonte, com certeza. Mesmo porque grandes evoluções científicas foram usadas ao longo dos tempos de forma equivocada e isso, por si só, é um grande perigo. A Nanotecnologia será, sempre, controlada pelo ser humano ao longo da história.

Além de vida mais longa - mais uma vez outros fatores sociopolíticos precisam ser levados em conta -, o ser humano poderá ter uma qualidade de vida melhor quando a Nanotecnologia ganhar as ruas. Na área de informática, os computadores deverão ficar cada vez menores e também mais potentes. Imagine trocar a cor da parede de sua casa apenas com um toque do botão. Claro, tudo isso será virtual. A paisagem da sua sala também poderá ser trocada quando quiser. É um cenário bastante artificial aos olhos dos seres humanos deste início de milênio, mas talvez seja mais interessante que ver o seu vizinho comendo pipoca no sofá da sala.

O conteúdo tradicional dos meios de comunicação impressos, das revistas e principalmente dos livros, também poderá ser alterado com mais rapidez. Afinal, tudo será feito com micro, microchips. Bastará um gesto mínimo para que o conteúdo desta página, por exemplo, seja alterado por completo. Não apenas os textos, mas as imagens e os títulos também poderão ser modificados. Mais uma pequena revolução.

Eduardo Geraque


Nota do Managing Editor: O autor é jornalista da Gazeta Mercantil de São Paulo. O artigo foi publicado no Caderno Fim de Semana, Secção Ciência e Saúde, pg. 4, em 04 de janeiro de 2002. O LQES WebSite agradece ao autor e a Gazeta Marcantil a autorização para veicular este artigo por via eletrônica.

Se quiser ter mais informações sobre o assunto, visite a Biblioteca LQES de Nanotecnologia e veja o texto completo da entrevista do Prof. Oswaldo Luiz Alves, citada neste artigo.

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