Nanotecnologias : onde estão as rupturas anunciadas ?

A imagem transmitida hoje pelas mídias em torno das nanotecnologias é a de um mundo que se acelera, com nanoprodutos presentes em toda parte em nosso quotidiano. 

As nanopartículas são apresentadas como a quarta revolução industrial. 

Contudo, quando se faz o balanço dos produtos existentes, verifica-se geralmente uma defasagem: onde estão as promessas, as rupturas anunciadas?

Muitas vezes os produtos que, hoje, chegam ao mercado colocam mais a questão do benefício trazido face aos riscos pressentidos: trocando em miúdos - se as nanotecnologias se limitam a colocar no mercado meias antibacterianas, isto vale a pena? É preciso desde então se colocar a questão: o que são realmente as nanotecnologias?

A evolução das nanotecnologias e, por conseguinte, dos nanoprodutos associados pode ser considerada como a sucessão de três grandes etapas:


Primeira etapa = as nanotecnologias passivas

Esta primeira etapa repousa sobre o desenvolvimento de soluções "nanos", baseadas em um melhoramento incremental das funcionalidades existentes. 

Nesta primeira etapa os nanomateriais são, dentre outras, uma via de inovação. Trata-se principalmente de introduzir nanopartículas em novas matrizes, novas formulações (cosméticos, coatings, materiais de alta performance, ...). 

Pode igualmente se tratar de evoluções em nível dos procedimentos (miniaturização em microeletrônica, redução da granulometria dos princípios ativos em fármacos).

Cosméticos: típicos produtos da primeira etapa da nanotecnologia.
Créditos: VarejoPharma.

O mercado atual dos nanoprodutos se situa em grande parte nesta primeira etapa, onde as nanotecnologias têm que lidar com uma imagem de custos altos, para melhorias de performances limitadas.

Finalmente, se fosse apenas essa etapa, o interesse das nanotecnologias seria altamente limitado. É preciso, portanto, não encerrar o interesse pelas nanos nestas primeiras inovações.


Segunda etapa = as nanotecnologias ativas

Nesta segunda etapa, trata-se de verdadeiramente introduzir rupturas, propondo materiais capazes de reagir a seu ambiente = é a promessa de desenvolvimento de materiais ditos "inteligentes". 

As nanotecnologias oferecem dois níveis de ruptura:

- a) a possibilidade de integrar novas funcionalidades aos materiais (materiais transparentes condutores, materiais autocicatrizantes, materiais comunicantes,...)

- b) a possibilidade de introduzir estes materiais em sistemas mais complexos (têxteis comunicantes, nanosensores, sistemas médicos, ... )

A maioria destas soluções está ainda nos laboratórios, mas primeiras novidades industriais se aproximam. 

Fala-se hoje de sistemas terapêuticos alvo, de filmes plásticos condutores transparentes, de têxteis comunicantes, de superfícies autolimpantes, ...

Nanosensores: provas de conceito, ainda em laboratórios.
Créditos: TopNews.

Mais particularmente nesta segunda etapa, a força das nanotecnologias será sua capacidade de fornecer algumas respostas aos grandes desafios de nossa sociedade (materiais superisolantes para tratar das problemáticas de eficiência energética nos edifícios, novos sistemas de entrega de princípios ativos mais amigáveis ao ambiente, integração de novos sistemas de energia como a solar branda, ...). 

Tais abordagens poderão impactar o conjunto de nossos setores industriais, o que já pode ser considerado como o início de uma revolução industrial.


Terceira etapa = os nanosistemas

Essa última etapa está mais particularmente ligada ao desenvolvimento de novos modos de produção. 

É interessante observar que, finalmente, a indústria manufatureira evoluiu pouco desde seu início. A fabricação de um produto passa sempre pela extração de matérias-primas em grandes quantidades, que são em seguida transformadas ao longo de numerosas fases do processo industrial (trata-se da lógica top-down). 

Ao longo dessa cadeia de fabricação, as quantidades de energia dispensadas são colossais e os volumes de resíduos produzidos importantes, mesmo que a tendência atual seja limitar estes dois aspectos.

As nanotecnologias querem abrir novas vias de produção. 

A ideia original de Richard Feynman, em 1959, sugere a produção a partir do átomo (lógica botton-up): manipular, controlar, controlar a matéria para produzir o objeto desejado. 

Esta abordagem - seguramente ainda hoje considerada futurista e que mostra claramente seus limites na produção industrial (imaginemos o tempo que seria necessário para construir um carro manipulando os átomos 1 a 1!) -, permitiria reduzir drasticamente as quantidades de resíduos produzidos, reduzindo também os gastos com energia.

Esta terceira etapa ainda está claramente nos laboratórios, mas capta hoje uma boa parte dos investimentos destinados às nanotecnologias. 

Os progressos são numerosos: fala-se hoje de novos procedimentos de automontagem, de motores moleculares. 

Motores Moleculares e Nanosistemas: promessas da terceira etapa da nanotecnologia.
Créditos: Purdue University.

Este último passo é a promessa de uma verdadeira revolução industrial, que vai exigir a convergência de numerosas disciplinas, tais como a biologia, a química, a física e a engenharia. 

Estima-se que, daqui 10 a 15 anos, 2 milhões de trabalhadores estarão envolvidos em nível mundial. 

Embora hoje ela pareça fora do alcance, esta revolução está sendo construída desde agora, particularmente com a implantação de novos sistemas de formação de recursos humanos específicos como Nanotechnology Education Act, nos Estados Unidos.

Techniques Ingenieur (Tradução - MIA)

Nota do Managing Editor: as ilustrações não constam da matéria original, foram colocadas pela Editoria.

Assuntos Conexos:

A Nanotecnologia cumprindo suas promessas.

Fonte: LQES