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Nanotecnologia308

Nanotecnologia
Published on: Mar 3, 2016
Published in: Science      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Nanotecnologia308

  • 1. H I S T Ó R I A D A C I Ê N C I A 26 | CIÊNCIAHOJE | 308 | VOL. 52 H I S T Ó R I A D A C I Ê N C I A 26 | CIÊNCIAHOJE | 308 | VOL. 52 Uma história um pouco diferente A nanotecnologia baseia-se na investigação e mani- pulação da matéria na escala dos bilionésimos de metro – ou seja, dos nanômetros –, emprestando esforços de disciplinas vistas, até há pouco tempo, como se- paradas: biologia, física, química e ciências dos materiais. Da comunidade científica ao grande público, diversos grupos, quando questionados sobre a história da nanotec- nologia, parecem se contentar com poucas informações, que não variam muito de sítio para sítio da internet – caso emblemático é o do chamado Instituto Foresight. Vejamos, então, alguns dos fatos mais disseminados sobre as supostas origens da nanotecnologia. O marco fundador da área teria sido a palestra proferida, ainda em 1959, pelo famoso físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988), ‘Há muito espaço lá embaixo’ – vol- taremos ao assunto. Já a palavra nanotecnologia foi cunhada, em 1974,pelo pesquisador japonês Norio Taniguchi (1912-1999). A ‘pa- ternidade’ da tecnologia em si seria do primeiro doutor na área, o engenheiro norte-americano Eric Drexler, au- tor do livro Engines of creation: the coming era of nanote- chnology (Engenhos da criação: o advento da era da nano- tecnologia), de 1986, importante na disseminação dessa nova tecnologia para o grande público. Naquela década, a descoberta fundamental das molécu- las com 60 átomos de carbono, os fulerenos, e a invenção dos microscópios de varredura de prova – entre eles, o mi- croscópio de força atômica, com o qual a ‘manipulação áto- mo a átomo’ passou a ser, de fato, possível – abririam as portas para essa nova era. Além dessa nanotecnologia ‘moderna’, haveria também uma nanotecnologia ‘antiga’, remontando às nanopartículas Muitos manuais de introdução à nanotecnologia já foram escritos para divulgar essa aparentemente nova tecnologia, que estuda e manipula a matéria nas dimensões do bilionésimo de metro. No entanto, esses textos têm, em geral, uma característica comum: debruçam-se pouco sobre as origens dessa área multidisciplinar. E, quando o fazem, reforçam datas, feitos e personagens que, sob a luz de uma apuração histórica mais minuciosa, não se sustentam como marcos fundadores da área. Mesmo que, por vezes, equivocada, essa narrativa histórica traz elementos importantes para entender e contextualizar essa atividade humana, bem como sua divulgação para o grande público. Peter Schulz Faculdade de Ciências Aplicadas, Universidade Estadual de Campinas (SP) Nanotecno H I S T Ó R I A D A C I Ê N C I A
  • 2. CIÊNCIAHOJE | 308 | OUTUBRO 2013 | 27CIÊNCIAHOJE | 308 | OUTUBRO 2013 | 27 >>> cita resultados científicos em sua palestra, mas certa- mente era uma pessoa muito bem informada. O que se passava, então? Em 1958, foi desenvolvida a prova de conceito do circuito integrado (CI), rapida- mente reconhecido como a primeira rota eficiente para miniaturização da eletrônica em escala sem precedentes. O físico e engenheiro norte-americano Jack Kilby (1923- 2005) – Nobel de Física de 2000 pela invenção do CI – teria anotado, em seu caderno de laboratório, em 1958: “Miniaturização extrema de muitos circuitos elétricos pode ser alcançada, fazendo resistores, capacitores, tran- sistores e diodos em uma única fatia de silício”. A palavra ‘extrema’ abria as portas para a imagina- ção em uma época em que competições de miniaturi- zação já eram moda – e isso antes mesmo do prêmio oferecido por Feynman em sua palestra para quem construísse o menor motor do mundo. Assim, a profecia de Feynman não era desprovida de pistas claras de que poderia ser realizada. A palestra de Feynman tampouco influenciou di- retamente o desenvolvimento da nanotecnologia, como aponta o antropólogo cultural norte-americano Chris Toumey, em seu artigo ‘Lendo Feynman no contexto da nanotecnologia’. Nele, Toumey escreve que as reais motivações de Feynman – frequentemente associadas à antecipação da nanotecnologia – vêm sendo discuti- das também por historiadores da física. Mesmo assim, a palestra abriu-se para a fama, chancelada por milha- res de citações. Mas seria possível um artigo praticamente desco- nhecido hoje ter tido, de fato, forte influência direta no desenvolvimento da nanotecnologia? de ouro e prata, dando características especiais a vidros produzidos na Roma antiga. Evidentemente, aqueles ro- manos não tinham ideia de que se tratava de partículas coloidais, que, hoje, são chamadas nanopartículas e – fato raramente lembrado nas várias histórias da nanotecno- logia – estudadas sistematicamente pelo físico inglês Michael Faraday (1791-1867), em meados do século 19. Espaço lá embaixo Contar a história desse modo nada acrescenta à compreensão da nanotecnologia como uma atividade humana de pesquisa e inovação, com im- portantes repercussões sociais. No entanto, esse peque- no conjunto de, digamos, notas de rodapé fornece exce- lentes pontos de partida para ir um pouco mais a fundo e construir um olhar diferente sobre o tema. Comecemos pela palestra de Feynman – Nobel de Física de 1965 –, adormecida por mais de 20 anos e transformada em uma profecia por, entre outros, Drexler – afinal, nada melhor do que um oráculo renomado para fomentar uma proposta supostamente nova. O propósito da palestra aparecia logo no começo: “Quero falar sobre o problema de manipular e controlar as coisas na escala atômica”. E uma meta era anunciada em seguida: “Por que não podemos escrever os 24 volu- mes inteiros da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete”? Para responder a essa pergunta, Feynman en- cadeou uma série de elaborações conceituais que hoje soam, de fato, proféticas – e, à época, eram, sem dúvida, interessantes. Mas seriam assim tão visionárias? Perscrutando o contexto da época, o leitor pode che- gar às próprias conclusões, lembrando que Feynman não logia
  • 3. Os anos seguintes testemunharam um despertar da eletrônica molecular, catalisado por Forrest Carter, quí- mico norte-americano do Laboratório de Pesquisas Na- vais (EUA). Carter – hoje, praticamente esquecido – co- nheceu Feynman e buscou construir uma comunidade científica nessa área emergente, promovendo, em 1981, o primeiro Workshop Internacional sobre Dispositivos Eletrônicos Moleculares. É nesse ambiente que se forma, por exemplo, Eric Drexler. Química dos coloides Qual é o papel de livros de divulgação no fomento de uma nova área do conheci- mento? O livro de Drexler faz lembrar outro, mais antigo, O mundo das dimensões esquecidas, de 1914, do químico alemão Wolfgang Ostwald (1883-1943). Aqui, voltamos às partículas coloidais – cujas dimensões estão entre mi- lionésimos e bilionésimos de metro –, que não eram mera curiosidade científica no início do século passado. Para promover essa área do conhecimento, Ostwald dizia que “não conhecia uma área da ciência contempo- rânea que abordasse tantos e tão distintos campos de interesse, como a química dos coloides. É certo que a teoria atômica e a radioatividade interessam a qualquer ser humano culto. Mas são especiarias intelectuais com- paradas com a química dos coloides, que é necessária para várias áreas teóricas e práticas”. Essa ciência dos coloides chegou ao clímax de sua percepção acadêmica com o prêmio Nobel de Química de 1925, para o austríaco Richard Zsigmondy (1865- 1928), e, no ano seguinte, para o sueco Theodor Sved- berg (1884-1971) e para o francês Jean Perrin (1870- 1942) – este último, na categoria Física. Havia, portanto, todo um projeto de pesquisa interdis- ciplinar que buscava aplicações tecnológicas e estava ba- seado em nanopartículas, como resumido pelo historiador da ciência norte-americano Gerald Holton, em seu ensaio ‘Subelétrons, pressupostos e a polêmica Millikan-Ehre- nhaft’: “Acreditava-se, em geral, que a pesquisa dos co- loides era uma grande fronteira, tanto para a ciência pura quanto para a aplicada e que poderia constituir uma pon- te entre a matéria inorgânica e a orgânica. Esse campo parecia encerrar grandes promessas para a pesquisa mé- dico-biológica e também para a indústria”. Ou seja, outra Engenharia molecular O físico teu- to-americano Arthur von Hippel (1898- 2003), três anos antes da palestra de Feyn- man, publicou na revista Science um artigo- -manifesto chamado ‘Engenharia molecu- lar’, que abre com a pergunta: “O que é engenharia molecular?”. A resposta é a própria definição de nano- tecnologia: “Em vez de tomarmos materiais pré-fabricados e tentarmos encontrar aplica- ções de engenharia para eles, consistentes com suas propriedades macroscópicas, pode- mos construir materiais a partir de átomos e moléculas para um fim desejado... [o engenheiro] pode jogar xadrez com partículas elementares de acordo com regras prees- tabelecidas, até que novas soluções de engenharia tor- nem-se aparentes”. As elaborações conceituais oferecidas pelo artigo para alcançar esse objetivo são mais modestas que as de Feyn- man. Porém, von Hippel ataca o problema de qual seria o arcabouço institucional para isso: “O que estamos ten- tando criar como resposta para essa situação são labora- tórios verdadeiramente interdepartamentais para a ciên- cia e engenharia moleculares”. À época, von Hippel chefiava um laboratório no MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, formado por “físicos, quí- micos, engenheiros elétricos e especialistas em cerâmi- cas, com a esperança de estabelecer alianças com enge- nheiros mecânicos, químicos, metalúrgicos, bem como biólogos, com o crescimento da experiência e confiança”. Assim, nota-se que von Hippel não só definiu o esco- po da nanotecnologia, mas também antecipou seu am- biente de pesquisa, ou seja, aquele marcadamente inter- disciplinar, como observado hoje. O conceito de engenharia molecular foi logo usado no âmbito da microeletrônica – então nascente – como pos- sível alternativa ao silício, atravessando as portas da in- dústria à época, com programas ambiciosos que, no en- tanto, foram revistos anos depois. As razões desse redi- recionamento são discutidas no artigo ‘A longa história da engenharia molecular: origens microeletrônicas da nanotecnologia’, de Hyungsub Choi e Cyrus Mody. As promessas iniciais dessas alternativas acabaram esbar- rando em problemas que, em parte, ainda não foram totalmente resolvidos a ponto de elas concorrerem, em condições de igualdade, com a microeletrônica – hoje, já a nanoeletrônica – convencional baseada em silício. Apesar desse impasse inicial, as ideias ficaram no ar, e um produto delas se concretizou no ano em que a pa- lavra nanotecnologia teria sido cunhada: em 1974, o pesquisador da IBM Ari Aviram e o químico teórico norte-americano Mark Ratner anunciam o desenvolvi- mento, nos laboratórios daquela empresa, de um diodo molecular, ou seja, o primeiro dispositivo eletrônico da ‘engenharia molecular’. H I S T Ó R I A D A C I Ê N C I A 28 | CIÊNCIAHOJE | 308 | VOL. 52
  • 4. CIÊNCIAHOJE | 308 | OUTUBRO 2013 | 29 definição muito próxima das pro- messas e dos alcances atribuídos à nanotecnologia atualmente. Bala mágica Associados às nano- partículas – um dos carros-chefe da nanotecnologia –, estão os sistemas de carregamento e liberação de drogas: remédios nanoparticulados encapados por um material que se associa seleti- vamente a células doentes, permitindo atin- gir apenas o alvo (a doença) com maior eficiência, neces- sitando, assim, de doses menores e diminuindo os efeitos colaterais. Anunciada frequentemente como uma revo- lução viabilizada pela nanotecnologia, essa ideia remon- ta ao início do século passado, com o conceito de ‘bala mágica’, do médico e cientista alemão Paul Erhlich (1854- 1915), Nobel de Medicina de 1908: remédios que vão apenas e diretamente às células doentes. Desde então, não parou o desenvolvimento de estra- tégias para obter essas ‘balas mágicas’. Um caso que ser- ve como ilustração: o artigo ‘Uso de ouro e ouro coloidal radioativo recoberto por prata na mitigação de ascites e efusões pleurais’, de 1958¸ publicado no British Journal of Radiology. De que se tratava? Ouro radioativo tem efeito tera- pêutico em doenças enunciadas no artigo, mas se desco- briu que chegava à região pretendida apenas quando recoberto com prata. Pode-se dizer que é um exemplo de ‘bala mágica’ viabilizada pela nanotecnologia da dé- cada de 1950 e comercializada à época. Imperativo cultural Podemos nos perguntar o que os exemplos mencionados aqui têm em comum. Vimos que a ‘agenda contemporânea’ da nanotecnologia já havia sido proposta, pelo menos, duas vezes, anteci- pando tanto a estrutura de instituições interdisciplinares para levar esse projeto adiante quanto a obtenção de projetos ambiciosos de financiamento. Richard Jones, do Departamento de Física da Univer- sidade de Sheffield (Reino Unido), argumenta que, “em vez de pensar na emergência de um novo campo cientí- fico, a nanotecnologia seria mais bem definida como um projeto sociopolítico, resultado de influências tanto da ciência quanto de um clima político, econômico e cultu- ral” – exatamente como nos exemplos mostrados aqui. Assim, pode-se dizer que estamos presenciando uma ‘nova onda’ da nanotecnologia – com as primeiras ‘ondas’ não recebendo o devido crédito na mídia. Devemos, en- tão, abordar a questão como um todo: a nanotecnologia começando, de fato, com a química dos coloides e ideias como a da ‘bala mágica’. A nanotecnologia seria um ‘imperativo cultural’, conceito formulado pelo arqueólogo da cultura norte- -americano Michael Schiffer, que ilustrou o conceito Sugestões para leitura SCHULZ, P. A encruzilhada da nanotecnologia: inovação, tecnologia e riscos. Rio de Janeiro, Editora Vieira & Lent (2009). FERNANDES, M. F. M. História da ciência do tempo presente: o caso da nanotecnologia. Disponível em: http://bit.ly/15eJ3YK CHOI, H. e MODY, C. C. M. ‘The long history of molecular electronics: microelectronics origins of nanotechnology’. Social Studies of Science, v. 39, n. 11 (2009). Disponível em: http://bit.ly/15gt1GU HOLTON, G. A imaginação científica. Rio de Janeiro, Zahar (1979). aplicando-o ao caso do rádio de pilha – notável exemplo de miniaturização bem-sucedido e que guarda certa analogia com o que discutimos aqui. Imperativo cultural seria um “mandato para um de- senvolvimento tecnológico”, “um produto ou ideia inten- samente desejados por um grupo – seu ‘círculo eleitoral’ – e considerados inevitáveis e à espera de meios tecno- lógicos para tornar-se realidade”. Nesse círculo eleitoral, assumem papel de destaque os promotores da ideia (Os- twald, Von Hippel, Carter e Drexler), bem como leigos e a mídia – com veículos de difusão da ideia, como as revistas sobre rádio e eletrônica do começo do século passado, no caso analisado por Schiffer –, que contri- buem para manter o interesse, além dos pesquisadores e técnicos propriamente ditos. Um imperativo cultural pode demorar décadas até que se viabilize, podendo passar por várias rotas de de- senvolvimento independentes entre si, como vem ocor- rendo com a nanotecnologia. Ao se disseminar, novas rotas tendem a minimizar o papel das outras, recorrendo, às vezes, a imagens que provavelmente nunca passarão de provas de conceito, como é o caso das nanomáquinas, popularizadas nessa ‘tercei- ra onda’ da nanotecnologia. O rádio de pilha é um exemplo notável de miniaturização bem-sucedido e que guarda certa analogia com o percurso da nanotecnologia NA INTERNET Instituto Foresight (em inglês): http://www.foresight.org/nano/history.html

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