Graphene: the nano-sized material with a massive future

STORY HIGHLIGHTS

• Graphene is the world's first two-dimensional material to be discovered
• No material is stronger, thinner or more conductive than graphene
• MIT professor Tomas Palacios says graphene will change all our lives
• Numerous applications for graphene in fields of computing, energy and medicine

By Eoghan Macguire and Matthew Knight, CNN

(CNN) -- Ever since it was discovered in 2004, graphene has been hailed as a natural wonder of the materials world destined to transform our lives in the 21st century.

Graphene's amazing properties excite and confound in equal measure. How can something one million times thinner than a human hair be 300 times stronger than steel and 1,000 times more conductive than silicon?

CNN Labs asked the head of MIT's graphene research department, Tomas Palacios, to explain why graphene is such a special material and what we can expect it to do for us in the future.

CNN: What is graphene?

Tomas Palacios (TP): Graphene is a one-atom thick layer of carbon atoms arranged in a honeycomb lattice.

This special atomic arrangement gives graphene truly unique properties. For example electrical currents in graphene move faster than in any other material we know of.

Products such as cell-phones will be integrated into the likes of the clothes, pieces of paper and in windows
Tomas Palacios

Heat can also move in graphene very fast and it is the best thermal conductor that we have. On top of this, graphene is the thinnest material in the world as well as the strongest, much stronger than steel and, of course, much lighter.

Finally, because it is only one atom thick, it is perfectly transparent and flexible.

CNN: What applications will it have?

TP: The very first application where graphene is going to be used is probably as a replacement for (the relatively expensive metal) indium selenide in solar cells.

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After that, I think we will see a new array of communication devices that don't just use graphene but which also use other two-dimensional materials.

Products such as cell phones will be integrated into the likes of the clothes, pieces of paper and in windows.

Another direction is transparent displays. Basically we are going to have electronic displays embedded almost everywhere, in the windows, in our glasses, in the walls, everywhere.

To do this we need very thin materials that are also transparent and graphene could be that material.

CNN: When will products containing graphene be available?

TP: It depends on the specific application. I believe that the use of graphene in solar cells, displays and so on is probably going to be in the marketplace in a couple of years.

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More complex applications such as computers or cell phones will probably take longer, maybe within five and ten years.

CNN: What challenges remain for researchers?

TP: One important challenge facing graphene is the way the material is developed.

Graphene was isolated for the first time using the Scotch Tape technique (where ever thinner strips are peeled off a block of graphite using sticky tape) and the quantities we can make in large areas still lag behind this method.

The ambition is that one day graphene will be fabricated in the same way that you print newspapers
Tomas Palacios

There has been a lot of work to try and enhance the manufacturability of graphene and there are a few techniques that look very promising but they are not completely mature yet.

The second challenge is that graphene is a material that is only one atom thick. Anything that you do to it is going to impact its properties.

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We still need to understand better how to fabricate graphene devices and how to be gentle enough not to (break) the formula.

CNN: Are production methods improving?

Recently, Samsung Electronics has demonstrated a single layer of graphene which is 30 inches in diameter. So in just a few years we have gone from micro-meter sized flakes all the way to 30 inches.

The ambition is that one day graphene will be fabricated in the same way that you print newspapers -- in a roll to roll process using the same kind of equipment. This will change the entire economics of the electronics industry.

CNN: Are there any other materials like graphene?

TP: Graphene was the first two-dimensional material to be discovered, but it is not the only one. Now there are more than 10 materials that are all two-dimensional with complimentary properties that could be integrated with graphene to provide extra functionality.

Boron nitride for example is also one-atom thick and instead of being a conductor it is an insulator (of heat), the best insulator we know. If you go to three atoms thick we have another material called molybdenum disulfide which is a semi-conductor, like silicon, but lighter and stronger.

These materials can then be combined in order to fabricate completely new material structures that don't exist in nature. I think that that is a very powerful proposition.

I am completely convinced that graphene is going to end up changing our lives
Tomas Palacios

CNN: When will graphene-based products hit main street?

TP: If you look at how long it traditionally takes new materials to make an impact in the market, it typically takes around 20 years.

We need to be patient but things seem to be moving faster than with other materials.

I think the next couple of years will see quite significant improvements in the growth techniques and synthesis of two-dimensional materials.

At a basic research level we are going to see an emphasis on trying to understand what happens when you stack these materials one on top of the other.

That is going to enable a lot of new understanding which will enable completely new devices.

I am completely convinced that graphene is going to end up changing our lives. Exactly how, I don't know and I don't think anyone can know for sure but there is nothing thinner, stronger or more suitable to conduct electricity and that has to be useful for many important things.

Fonte: CNN

Brasil e Índia lançam chamadas voltadas ao desenvolvimento científico e tecnológico

O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), em parceria com o Ministério da Ciência e Tecnologia da Índia, pelos departamentos de Ciência e Tecnologia (DST) e de Biotecnologia (DBT), lançaram na última segunda-feira (22), duas chamadas públicas destinadas ao apoio do desenvolvimento científico e tecnológico dos dois países.

O conteúdo das chamadas CNPq N º 12/2013 - Cooperação MCTI-CNPq/DBT (Índia) e Nº13/2012 - Cooperação MCTI-CNPq/DST (Índia) pode ser consultado na da página do CNPq. Os períodos de inscrições para interessados em apresentar projetos conjuntos com pesquisadores indianos, terminam nos dias 22 de julho e 19 de julho de 2013, respectivamente. O prazo máximo para a execução dos projetos nas duas chamadas é de 36 meses.

Segundo o analista em ciência e tecnologia da Cooperação Internacional do CNPq, Flávio Velame, as chamadas ganham destaque pelo montante de recursos destinado ao fomento das propostas. “Este é sem dúvida um dos maiores volumes de recursos já empregados em chamadas públicas conjuntas”, destaca.

“A iniciativa de Brasil e Índia ganha importância devido ao potencial das comunidades científicas dos dois países, o que potencializa esta e outras parcerias que venham a serem estabelecidas. Isso proporciona um intercâmbio de conhecimento em alto nível e cria a perspectiva do acolhimento de propostas de excelente qualidade”, finaliza Velame.

As duas chamadas possibilitam concessão de cotas de Bolsas Doutorado-Sanduíche no Exterior (SWE), Pós-Doutorado no Exterior (PDE), Desenvolvimento Tecnológico e Inovação no Exterior Júnior (DEJ) e Desenvolvimento Tecnológico e Inovação no Exterior Sênior (DES), conforme normas específicas de cada modalidade.

Chamada CNPq N º 12/2013 - Cooperação MCTI-CNPq/DBT (Índia) - Esta chamada é voltada ao apoio de projetos conjuntos que envolvam os temas: Biotecnologia e Saúde, especialmente produtos Biotecnológicos; e Agricultura, incluindo Bioenergia.

O total de recursos destinado para esta chamada é de R$ 1.4 milhão, sendo que R$ 900 mil são oriundos do Programa Ciência sem Fronteiras (CsF), e R$ 500 mil dos Fundos Setoriais, coordenados pelo MCTI. Cada proposta poderá ser contemplada com o financiamento de até R$ 400 mil, do recurso brasileiro.

Detalhamento da Proposta :link

Chamada Nº13/2012 - Cooperação MCTI-CNPq/DST (Índia) - Já a segunda chamada é voltada ao apoio deprojetos conjuntos que envolvam os temas: Tecnologias da Informação e Computação; Geociências, incluindo Oceanografia e Mudanças Climáticas; Engenharia, Ciência dos Materiais e Nanotecnologia; Ciências da Saúde e Biomédicas; Matemática; e Energias Renováveis, Eficiência Energética, e Tecnologias de Baixo Carbono.

O total de recursos destinado é de R$ 6.7 milhões, sendo R$ 4.7 milhões do Programa Ciência sem Fronteiras (CsF) e R$ 2 milhões dos Fundos Setoriais. Cada proposta poderá ser financiada no valor máximo de até R$ 400 mil, do recurso brasileiro.

Para mais detalhes, acesse os regulamentos nos links indicados acima.

Fonte: CNPq

Empresa oferece bolsas para projetos de mestrado

O valor da bolsa é de R$ 1.500. Podem participar alunos de Engenharia Química, Engenharia de Materiais e Química

A Belsul, empresa gaúcha de distribuição de matérias-primas na área Química, está com inscrições abertas até o dia 30 de maio para estudantes de Engenharia Química, Engenharia de Materiais e Química interessados em conseguir uma bolsa de 2 anos para desenvolver um projeto de mestrado. A pesquisa deve ser feita em uma instituição de ensino superior privada.

O valor da bolsa é de R$ 1.500, com uma taxa de bancada de R$ 100.

Interessados poderão escolher entre os seguintes temas: Materiais compósitos de matriz polimérica; Nanotecnologia em materiais poliméricos; Polímeros biodegradáveis; Reciclagem de Polímeros e Desenvolvimento de Energias Renováveis a partir da Biomassa.

A inscrição pode ser feita pelo e-mail projeto@belsul.com.br. Os resultados das propostas serão divulgados a partir do dia 20 de junho de 2013. O edital completo está disponível no site da empresa.

Fonte: Gazeta do Povo

Viver é cada vez mais perigoso

Não é raro, muito pelo contrário, a confusão que se faz, inclusive por boa parte da imprensa, entre rapto e sequestro. Ou furto e roubo. Uma coisa é uma coisa e a outra é outra coisa. A famosa troca de alhos por bugalhos não é de hoje, mas perdura – mesmo com o avanço do noticiário sobre a criminalidade e as lições de fácil acesso, bastando ver, nas ruas, por exemplo, viaturas policiais com a identificação “Delegacia de Furtos e Roubos”.
E a coisa se complica quando você se depara com “raça humana”.
- Não é raça, mas sim espécie - prontamente reagiu o amigo Sergio Ahrens, engenheiro florestal, pesquisador em Planejamento da Produção e Manejo Florestal da Embrapa, bacharel em Direito, sempre preocupado com a sobrevivência do ser humano.

A opção pelo snowbording

O motivo do cartão vermelho (ou amarelo) foi uma matéria que leu. “Instituto britânico alerta para riscos de extinção da raça humana”.
Saiu no site Ambiente/Brasil, na quinta-feira passada. “Uma equipe internacional de cientistas, matemáticos e filósofos do Instituto do Futuro da Humanidade, da Universidade de Oxford, está investigando quais são os maiores perigos contra a humanidade. E eles argumentam em um texto acadêmico recém-divulgado, Riscos Existenciais como Prioridade Global, que autores de políticas públicas devem atentar para os riscos que podem contribuir para o fim da espécie humana.”
Preocupante: no ano passado, houve mais textos acadêmicos lançados a respeito de snowboarding do que sobre a extinção humana.

Último século, aproveite

O diretor do instituto, o sueco Nick Bostrom, afirma que existe uma possibilidade plausível de que este venha a ser o último século da humanidade.
Mesmo superando pandemias e desastres naturais, desta vez a humanidade, acredita ele, entrou “em uma nova era tecnológica capaz de ameaçar nosso futuro de uma forma nunca vista antes. Estas são “ameaças que não temos qualquer registro de haver sobrevivido”.
Compara as ameaças existentes a uma arma perigosa “nas mãos de uma criança” e diz que o avanço tecnológico “superou nossa capacidade de controlar as possíveis consequências”.

Biologia sintética e outras cositas más

Ainda o alerta: “Experimentos em áreas como biologia sintética, nanotecnologia e inteligência artificial estão avançando para dentro do território do não intencional e o imprevisível”.
- Não é ficção científica, doutrina religiosa ou conversa de bar – diz um outro cientista.
Beronha:
- Continuo adepto da conversa de bar.
Quanto ao uso indevido de raça humana, professor Afronsius ponderou: não seria o caso de tradução mal feita?
- Até pode. Tradução, traição - finalizou Natureza Morta, cobrando mais atenção dos revisores.

ENQUANTO ISSO...

Fonte: Gazeta do Povo

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Vejam:

a) Instituto britânico alerta para riscos de extinção da raça humana

Embrapa também incorpora Nanotecnologia

Manipulação de biossensores em
 laboratório da Embrapa

Com 47 unidades espalhadas pelo Brasil, incluindo o Ceará, pesquisadores da Embrapa avançam no desenvolvimento de estudos

A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) possui 47 unidades no País e trabalhos em diversas áreas são realizados pelos pesquisadores da Empresa.

 A Rede Nacional de Nanotecnologia aplicada ao Agronegócio (Rede Agronano) se estabeleceu como uma geradora de conhecimentos e de novas aplicações na realidade brasileira para esta área de fronteira. Construiu bases para o conhecimento científico e incorporação das nanotecnologias às atividades da empresa. Em Fortaleza, o foco das pesquisas é na área de biossensores, filmes e bionanocompósitos, segundo a bióloga e pesquisadora da Embrapa, Roselayne Ferro Furtado. Conheça alguns:

Pesquisas da Embrapa

Embalagens

Os projetos com filmes, revestimento e biossensores objetiva a aplicação de tecnologia em embalagens inteligentes, produto biotecnológico. Um exemplo seria a possibilidade de fornecimento de informações sobre a qualidade do produto através da embalagem, como a mudança de cor caso tenha havido descongelamento. 

Outros Biossensores

Parte das pesquisas com biossensores imobilizam moléculas biológicas em superfícies, geralmente condutoras, como forma de usar tal moléculas para a identificação de substâncias químicas ou biológicas. 

Um dos trabalhados realizados na Embrapa com biossensores foi para a detecção da enterotoxina estafilococo, causadora de gastroenterites graves. O biossensor foi desenvolvido baseado em anticorpos que interagem com a toxina presente no alimento.

Outro biossensor trabalhado pelos projetos foi para detectar peróxido de hidrogênio em leite, que é usado para aumentar a vida útil do produto (quando este não possui boa qualidade). A prática é condenada pela Anvisa, que possui um método para codificar o peróxido de hidrogênio. Segundo a biólogoa Roselayne Ferro Furtado, o método desenvolvido na Embrapa conseguiu níveis de sensibilidade melhores.

Um projeto para um biossensor para salmonela está em andamento da unidade cearense. 

Fonte: Jornal de Hoje

A medicina invisível da nanotecnologia

VANESSA FOGAÇA PRATEANO

O pesquisador Valtencir Zucolotto diz que testes com
nanomateriais utilizados contra o câncer já estão sendo feitos

O pesquisador Valten­­cir Zucolotto sabe o quão difícil é produzir conhecimento científico no Brasil. Entretanto, ele assinala que apesar de haver uma grande diferença no volume de recursos destinados no país à pesquisa em relação às nações mais avançadas, em muitas áreas os brasileiros estão em pé de igualdade com outros pesquisadores. “Em áreas da nanomedicina, como na produção de sistemas de diagnóstico mais precisos e baratos de doenças infecciosas, e na produção e funcionalização de alguns outros nanomateriais nos destacamos, basta ver o número de publicações internacionais que temos realizado”, diz.

Em quais áreas médicas (diagnóstico/terapia) o Brasil está mais avançado?
Em várias áreas da nanomedicina nos equiparamos à boa produção internacional. Outra área muito relevante, em que estamos em igualdade, ou em alguns casos, à frente, é na área de nanotoxicologia. Essa área acompanha sempre os estudos de nanomedicina e tem por objetivo estudar os potenciais efeitos tóxicos dos nanomateriais em seres vivos, meio ambiente etc. Ou seja, precisamos garantir que o que estamos produzindo, depois de usado, manipulado e descartado, não prejudicará o ser humano ou o ambiente. Essa é uma área nova, e nosso grupo tem publicado artigos internacionais e desenvolvendo novas metodologias de análise de risco de nanomateriais.

E quais são as maiores evoluções na área?
Em diagnóstico, as áreas mais avançadas referem-se à fabricação de biossensores, ou seja, dispositivos miniaturizados para detecção de várias substâncias de interesse (uréia, glicose, dopamina, anticorpos etc.) com baixo custo e descartáveis, para serem utilizados no conceito de point-of-care, pelo próprio paciente, ou em ambulatório.

Na terapia, os sistemas teranósticos (que congregam terapia e diagnóstico no mesmo material) são grandes apostas. Por exemplo, pode-se utilizar uma mesma nanopartícula para promover o contraste da imagem por ressonância magnética (RM), e após a localização do tumor, esse mesmo material pode liberar um quimioterápico no local e até causar aumento localizado da temperatura, causando morte celular no tumor. Em nosso laboratório, a produção e aplicação desses nanomateriais teranósticos está em andamento.

De que forma a nanotecnologia aplicada à medicina aprimora o diagnóstico e o tratamento de doenças?
De várias formas, tanto em diagnóstico quanto em terapia. Em diagnóstico, ressaltamos a utilização de nanopartículas – partículas, geralmente esféricas, com diâmetros da ordem de alguns nanometros (1 nm = 1 x 10-9 m) que possuem propriedades magnéticas e são praticamente não-tóxicas – como agentes de contraste em imagem por ressonância magnética. Uma nanopartícula é decorada com receptores específicos que identificam tumores dentro do corpo, e se alojam nesses locais. Isso facilita o contraste da imagem por RM, de maneira que tumores que antes seriam pouco visíveis, agora são visualizados.

Em terapia, várias nanopartículas de diferentes materiais (metais, polímeros e cerâmicas) têm sido estudadas para carregar um fármaco até um local específico dentro do corpo, por exemplo, um tumor ou um órgão afetado. Ao chegar à região específica, essas nanopartículas podem entrar nas células e liberar o fármaco, como um quimioterápico, aumentando a eficácia do tratamento e diminuindo os efeitos colaterais, pois a nanopartícula só libera o fármaco no local correto. Outra forma de terapia é através da hipertermia, na qual com um estímulo externo, pode-se aumentar a temperatura do local onde estão alojadas as nanopartículas, e assim promover a morte celular de um tumor, por exemplo.

Os nanomateriais podem ajudar ainda os processos biomédicos, como na fabricação de biossensores (como o glicosímetro), pois podem tornar as análises clínicas mais baratas e eficazes.

Em relação aos materiais usados, eles podem encarecer um tratamento/diagnóstico futuro?
Pelo contrário, na maioria das vezes (há exceções) o que se busca é um sistema de diagnóstico ou de terapia mais eficiente e a custo bem mais reduzido. Os materiais utilizados para a fabricação das nanopartículas podem não ser baratos, como, por exemplo, ouro ou alguns polímeros, mas as quantidades [usadas para a fabricação] são muitíssimo pequenas, o que faz com que o produto final tenha uma ótima relação custo-benefício.

Valtencir Zucolotto, físico, professor e pesquisador do Laboratório de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos, da USP.

* * * * *

Usos

Confira algumas aplicações da nanomedicina:
Contraste

As nanopartículas são desenvolvidas para funcionarem como mísseis teleguiados, que rumam em direção a um tumor e se fixam especificamente ao redor de células tumorais. Por serem pequenas e funcionalizadas, há menor risco de que acabem abrangendo também as células saudáveis. Carregam consigo marcadores que agem como contraste e permitem que o tumor seja localizado por meio de técnicas de ressonância magnética.

Sensores

Um dos projetos desenvolvidos pelo IFSC em parceria com o Instituto do Coração (Incor) é monitorar o nível de uma proteína chamada troponina que é produzida e liberada quando há risco de infarto. Para isso, são criados biossensores feitos a partir de nanopartículas que detectam níveis muito pequenos e precisos da troponina no sangue de um paciente, assim como se houve aumento na variação desses mesmos níveis que alertem para um risco de infarto. O mesmo pode ser aplicado para exames de diabetes e de anticorpos produzidos por doenças específicas.

Fase da pesquisa
As nanopartículas ainda não fazem parte da clínica médica em humanos, sendo testadas apenas em células in-vitro e modelos animais. Ainda não se sabe se o corpo se adaptará a elas sem nenhum risco, mas estudos estão sendo feitos nessa área. O Laboratório de Nanomedicina e Nanotoxicologia do IFSC/USP, por exemplo, possui linhas de pesquisa justamente com esse fim, além de estudar seus efeitos sobre o meio-ambiente.

Materiais

A maior parte das nanoestruturas é desenvolvida com metais como ouro, prata, platina, carbono e polímeros naturais.

Diferenças

Veja as distinções entre a medicina tradicional e a nanomedicina:
A nanotecnologia aplicada à área da medicina vale-se de nanomateriais, em geral, as nanopartículas, partículas compostas por algumas centenas de átomos que, por terem um tamanho muito pequeno, possuem características únicas que permitem agir de forma mais eficaz ou localizada sobre um tumor ou se associar melhor a uma proteína importante para se chegar a determinado diagnóstico. Em geral, partículas “normais”, por terem um tamanho maior, muitas vezes superior ao das células que se pretende tratar, perdem algumas características importantes para aperfeiçoar o tratamento ou o diagnóstico. Um exemplo: por ser muito pequena, uma nanopartícula quimioterápica pode se infiltrar melhor dentro de uma célula cancerígena, fazendo não só com que o contato com esse tumor seja maior (já que a nanopartícula tem maior área superficial específica), mas com que o tratamento seja mais localizado, evitando que o quimioterápico atinja muitas células vizinhas que são saudáveis.

Fonte: Gazeta do Povo
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Vejam: 
a) Nanotecnologia e direito ambiental: princípio da precaução e da prevenção
b) Andain Inc. Announces its Innovative Organ-targeted Drug Delivery Nano-particles

Otimização de nanopartículas para aplicações comerciais

Nanopartículas são usadas ​​atualmente em produtos comerciais que variam de catalisadores, materiais de polimento e fluidos magnéticos, em cosméticos e protetores solares. Uma nova revisão feita por pesquisadores na Suécia e na Espanha descreve o trabalho recente para otimizar a síntese, a dispersão e funcionalização da superfície de óxido de titânio, óxido de zinco e óxido de cério - os três principais nanopartículas utilizadas em fotocatálise, bloqueio de ultravioleta e filtros solares, alem de células fotoeletroquímicas. 

   Com o sucesso comercial de vidros autolimpantes nas janelas de arranha-céus, há um interesse crescente na aplicação revestimentos fotocatalíticos de titânio nanoparticulado em  fachadas de edifícios e outros materiais de construção. Estes revestimentos não só podem manter as superfícies da construção limpa, mas também reduzir as concentrações de poluentes atmosféricos nocivos. As propriedades antibacterianas de revestimentos fotocatalíticos também oferecem um meio de gerenciar as bactérias persistentes,principalmente em hospitais.

    Publicado na revista Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados, este estudo descreve os requisitos estruturais e químicos, bem como as várias rotas para a produção de revestimentos fotocatalíticos transparentes à base de nanopartículas e também defiltros solares. Os autores revisam os principais métodos para a síntese de óxido de titânio, óxido de zinco e nanopartículas de céria, com foco em pesquisa recente sobre a geração de pó não aglomerados. (A aglomeração é muitas vezes a maior causa de um mau desempenho e transparência limitada.)  Os autores também identificaram os aditivos orgânicos que são eficientes dispersantes e podem melhorar a compatibilidade das nanopartículas inorgânicas com uma matriz orgânica.

    Além de discutir o desempenho técnico de nanopartículas, os autores abordam preocupações relacionadas com o meio ambiente. Eles concluem descrevendo as perspectivas futuras para as nanopartículas e identificação de materiais promissores, tais como revestimentos multifuncionais e filmes híbridos. Abaixo, uma figura presente no artigo (Para ler na íntegra, veja a referência logo abaixo). 

 

 

    REFERÊNCIAS

• Bertrand Faure, German Salazar-Alvarez, Anwar Ahniyaz, Irune Villaluenga, Gemma Berriozabal, Yolanda R De Miguel, Lennart Bergström. Dispersion and surface functionalization of oxide nanoparticles for transparent photocatalytic and UV-protecting coatings and sunscreens. Science and Technology of Advanced Materials, 2013; 14 (2)

Fonte: Olhar Nano

A framework to promote critical thinking about nanotechnology

Foresight's Director of
EducationMiguel F. Aznar

Last year we announced a talk that Miguel F. Aznar, Foresight’s Director of Education, would be givng a talk on critical thinking about nanotechnology. The talk “Critical Thinking about Nanotechnology” is now available on the web; however, only in Spanish. Here for comparison with the output from translate.Google.com, are the first two paragraphs from the English draft that Mr. Aznar forwarded:

Most people do not know what nanotechnology is, but they make choices that are influenced by nanotechnology. As individuals and as groups we make choices in education, career/employment, politics, health, energy, and environment that are influenced by nanotechnology because it is changing the tools that we use in an increasing number of fields. What does the general public need to know about nanotechnology in order to make informed, rational choices?

Nanotechnology presents several challenges. First, it crosses disciplines, so understanding a given example of it could require familiarity with, for example, physics and microbiology. Few experts span such diverse fields. Second, it requires experts. Designing a nanoscale enclosure to carry chemicals into a cell’s mitochondria requires expert understanding of chemistry and cell biology. Third, the field—or fields—of nanotechnology are expanding all the time. So a full understanding becomes ever less possible with global, around-the-clock experimentation and publication.

Aznar presents an approach to developing critical thinking and contextual understanding of the issues surrounding nanotechnology that has been tested for more than a decade in classes of children aged 10-17. The approach is framed around nine questions, each of which is then considered in some detail:

1. What is nanotechnology?
2. Why do we use nanotechnology?
3. Where does nanotechnology come from?
4. How does nanotechnology work?
5. How does nanotechnology change?
6. How does nanotechnology change us?
7. How do we change nanotechnology?
8. What are nanotechnology’s costs and benefits?
9. How do we evaluate nanotechnology?

The framework presented has the virtues of being simple enough for the general public to use and flexible enough to accommodate changing nanotechnology as current nanoscale science and technology evolves toward the atomically precise manufacturing that will eventually revolutionize civilization.
—James Lewis, PhD

Fonte:  The Foresight Institute

DOST develops biodegradable food packaging material thru nanotech

A team of scientists at the Department of Science and Technology-Industrial Technology Development Institute (DOST-ITDI) has come up with a biodegradable food packaging material that protects food and extends its shelf while being kind to the environment. 

In a statement, the DOST said green packaging technology will not only help address the disposal of food packaging wastes but will also benefit the packaging and plastic industries in the country. 

While plastic food packaging protects and extends shelf life of food and offers convenience to consumers, plastics are not biodegradable and pose harm to the environment. When disposed of indiscriminately, plastics clog waterways and contribute to flooding. Plastics that find their way to oceans cause serious harm to marine wildlife which mistake them for food. 

The biodegradable food packaging material is made possible via the science called nanotechnology in which things are structured at the atomic and molecular levels, Dr. Blessie A. Basilia , chief of ITDI’s Material Sciences Division , said. 

The biodegradable film is made from starch and clay, both locally available materials, Basilia said. 

Clay comes in layers tightly held together, so it is processed first so that it can blend effectively with starch. Clay is treated with ions in a process called ion exchange which results in wider spaces between the layers of the clay. This treated clay is called organoclay or nanoclay, its commercial name. 

Nanoclay is blended with thermoplastic starch made from cornstarch to help increase the latter’s strength. The clay-plastic blend goes through the same process and equipment in making petroleum-based plastics. 

The resulting product passed the migration test required for packaging films which means that the materials in the product will not contaminate the food it is in contact with. 

Nanotechnology is one of DOST’s priority among emerging technologies through its sectoral council Philippine Council for Industry, Energy and Emerging Technology Research and Development which funded and monitored the project. (Ma. Luisa S. Lumioan, S&T Media Service, DOST-STII) 

Fonte: Philippine Information Agency

Nanomaterials in fertilizer products could threaten soil health, agriculture

By Andrew Ranallo 

Moratorium proposed on fertilizing fields with nanomaterials in treated sewage waste

Minneapolis – Nanomaterials added to soil via fertilizers and treated sewage waste used to fertilize fields could threaten soil health necessary to keep land productive, says a new report released today by the Institute for Agriculture and Trade Policy (IATP). Peer-reviewed scientific research also indicates possible negative impacts of nano-fertilizers on public health and the food supply.

IATP’s report, Nanomaterials in Soil: Our Future Food Chain?, draws attention to the delicate soil food chain, including microbes and microfauna, that enable plant growth and produce new soil. Laboratory experiments have indicated that sub-molecular nanoparticles could damage beneficial soil microbes and the digestive systems of earthworms, essential engineers in maintaining soil health.

Nanomaterials are advertised as a component of market-available fertilizers—designed to increase the effectiveness of fertilizers by making them the same size as plant and root pores—but because nanotechnology is an unregulated global industry, there is no pre-market safety assessment. Several researchers assume that nanomaterials are increasingly present in biosolids (also known as sewage sludge) used as fertilizer on about 60 percent of U.S. agricultural land.

“In light of published research, the Obama administration should institute an immediate moratorium on fertilizing with biosolids from sewage treatment plants near nanomaterial fabrication facilities. A moratorium would give researchers time to determine whether nanomaterials in soil can be made safe and to research alternatives to building soil heath, rather than depending on fertilization with biosolids.” says IATP’s Dr. Steve Suppan.

Over time, the report explains, nanomaterials in these agricultural inputs can accumulate and harm soil health. More research is urgently needed to adequately understand possible long-term impacts of nanotechnology.

“As agri-nanotechnology rapidly enters the market, can soil health and everything that depends on it can be sustained without regulation?” asks Suppan. “That’s the question regulators, researchers and anyone involved in our food system should be asking themselves.”

The report also details risks specific to farmers and farmworkers applying dried biosolids that incorporate nanomaterials, including inflammation of the lungs, fibrosis and other toxicological impacts.

With no regulatory system in place—in the U.S. or elsewhere—for producing, and selling nano-fertilizers, IATP’s report concludes by asking for governments to require robust technology assessments involving biological engineers, soil scientists, public health professionals, farmers and concerned citizens before allowing indiscriminate application by industry.

Read Nanomaterials in Soil: Our Future Food Chain?

Fonte: Institute for Agriculture and Trade Policy
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Vejam:
a) Nanomaterials In Soil: Our Future Food Chain?

Nanolab: un progetto didattico innovativo per l'insegnamento delle scienze

Una scienza più accattivante e comprensibile grazie ad un nuovo metodo didattico è la ricetta suggerita dai ricercatori in Fisica della Materia del Dipartimento di Scienze Fisiche, Informatiche e Matematiche che propongono – novità nel panorama accademico italiano - attività formative e di aggiornamento per docenti delle scuole, affinché possano presentare ai loro studenti la fisica della materia e le nanoscienze in maniera coinvolgente, affiancando a teoria e modelli, attività pratiche, magari utilizzando in modo intelligente i sofisticati apparecchi elettronici che sempre più frequentemente gli studenti hanno in tasca.

"Una preparazione scientifica mediamente di scarso livello per gli studenti medi-superiori italiani – spiegano gli organizzatori - è il giudizio che ci viene spesso assegnato dalle valutazioni formulate attraverso indicatori internazionali e studi sulla qualità della scuola in Europa. Il metodo di insegnamento e, di conseguenza, il modo che gli studenti hanno di percepire le scienze e di studiarle, rappresenta un elemento rilevante che può cambiare questo trend".

NANOLAB

Educational nanoscience

L'iniziativa è sfociata in NANOLAB, un programma rivolto agli insegnanti di materie scientifiche che fa parte del Progetto Lauree Scientifiche del MIUR, realizzato da alcuni fisici di Modena e Reggio Emilia, in collaborazione con l'Istituto NANO del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Modena ed insegnanti del territorio. Lo scopo è di inserire le nanoscienze nei curricula della scuola superiore, formando gli insegnanti alla realizzazione di esperimenti nel campo delle nanoscienze, anche in normali laboratori scolastici, così da introdurre la fisica contemporanea già negli istituti superiori.

"Il principio di fondo di NANOLAB - ha spiegato il dott. Guido Goldoni, fra i promotori della iniziativa - è che le nanoscienze siano terreno ideale per inserire temi di fisica moderna già dai primi anni delle scuole superiori, in modo operativo e non astratto. NANOLAB propone perciò un set di protocolli di laboratorio, facilmente collegabili a temi già trattati nei programmi a partire dai primi anni nel ciclo di istruzione superiore e realizzabili in un normale laboratorio scolastico. Abbiamo seguito criteri di semplicità, economicità, sicurezza e ripetibilità, per permettere agli studenti di studiare e manipolare personalmente la materia alla nanoscala. Ai laboratori abbiamo affiancato materiali, seminari di approfondimento per gli insegnanti e nel 2013 organizzeremo un corso di formazione nazionale che permetterà agli insegnanti di provare i nostri laboratori e aggiornarsi sulle attuali ricerche nelle nanoscienze."

Attraverso videoguide, schede di approfondimento e di laboratorio, software di simulazione, link, tutti disponibili in rete al sito www.nanolab.unimore.it, gli insegnanti vengono guidati verso la realizzazione pratica di laboratori didattici su vari temi della ricerca contemporanea, dai materiali intelligenti, alle nanoparticelle, ai polimeri conduttivi, ai materiali nanostrutturati.

Tutti i materiali del progetto sono distribuiti con licenza Creative Commons sul portale  e pertanto gratuiti per le scuole, a dimostrazione di come la collaborazione tra istituzioni formative e di ricerca possa portare ad una costante innovazione didattica anche a costi nulli per le scuole. Dal sito è possibile accedere alle videoguide, ai seminari, ma anche contattare i coordinatori del progetto per collaborare o chiedere indicazioni e chiarimenti.

Fonte: Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia