| Em 20/05/2015

Nanomateriais e suas aplicações

Desenvolver dispositivos para a geração e armazenamento de energia, criar novos materiais, melhorar a eficiência de materiais convencionais e desenvolver novos tipos de medicamentos e métodos de análises são alguns dos objetivos da tecnologia do século XXI: a nanotecnologia. Especialista na área, o Acadêmico Marcos Assunção Pimenta, coordenador do Centro de Tecnologia em Nanotubos da Universidade Federal de Minas Gerais (CT-Nanotubos, BHTec/UFMG), palestrou, no segundo dia da Reunião Magna 2015 da Academia Brasileira de Ciências, sobre os nanomateriais que podem mudar o futuro da humanidade. 

O professor apresentou aplicações de nanotubos de carbono, estruturas cilíndricas muito pequenas, cujo diâmetro é de um a algumas dezenas de nanômetros. Um nanômetro corresponde ao bilionésimo do metro. Esses materiais foram descobertos no início da década de 1990 pelo pesquisador japonês Sumio Iijima.
Atualmente, existem três tipos de nanomateriais de carbono. O grafeno é uma folha formada por átomos de carbono, com apenas um átomo de espessura. Já os nanotubos de carbono são folhas de grafeno enroladas em forma de tubo, com diâmetro de aproximadamente um nanômetro. Para se ter uma base de comparação, os nanotubos são 100 mil vezes mais finos que um fio de cabelo. Há também os fulerenos, materiais onde os átomos de carbono formam uma esfera oca. 

Os nanomateriais estão possibilitando importantes avanços em áreas como informática, medicina e energia, e sua pesquisa continua revelando novos efeitos e propriedades. Por possuirem propriedades como enorme superfície específica (área/volume), que permite o armazenamento de cargas e gases, grande rigidez mecânica e condução de calor, têm diversas aplicações tecnológicas.
Na área de informática, já existem alguns produtos que são resultado do uso da nanotecnologia. Entre eles, merecem destaque os microprocessadores cujos elementos básicos, os transistores, já têm dimensões de poucas dezenas de nanômetros. No futuros, os transistores terão dimensões de apenas poucos nanômetros; dessa maneira, eles serão mais rápidos, mais eficientes e o consumo de energia será menor.
“Estamos em plena revolução da eletrônica e da informática. A cada ano que passa, temos um computador mais rápido e com mais capacidade de memória. No entanto, essa revolução, que é toda baseada no silício, não continuará por muitos anos. Por isso, é preciso desenvolver novos tipos de materiais que permitam que sempre tenhamos computadores cada vez melhores”, afirma Pimenta.
Para Pimenta, cada vez mais a humanidade vai precisar de materiais que sejam resistentes e que suportem altas temperaturas. Por isso, a ideia da nanotecnologia é também possibilitar a mistura de nanomateriais com materiais convencionais, de forma a torná-los mais resistentes e duráveis e permitir que passem a conduzir eletricidade, caso ainda não o façam.
A introdução de nanotubos de carbono ao cimento foi um dos exemplos citados pelo Acadêmico. Quando se coloca uma quantidade mínima de nanotubos de carbono no material, o cimento fica muito mais resistente. “A ideia é fazer um cimento mais resistente e gastando menos vigas de ferro em uma estrutura de concreto. Se o plástico, por exemplo, for misturado a esse nanomaterial, ele fica mais resistente e pode conduzir calor e eletricidade”, explica.
O Acadêmico acrescenta que a nanotecnologia também será fundamental para a medicina, pois produzirá novas técnicas em diagnóstico, sensores para fazer exame de sangue, tecidos com características especiais e dispositivos que possam desempenhar funções de órgãos.
O Centro de Tecnologia em Nanotubos
Segundo Pimenta, as aplicações dos nanomateriais de carbono são resultado de 18 anos de pesquisa na UFMG, que vai da ciência básica até a tecnologia. Para fazer uma ponte entre o conhecimento desenvolvido na universidade e sua aplicação na indústria, foi criado o Centro de Tecnologia em Nanotubos e Grafenos (CTNanotubos), que atualmente funciona num espaço provisório cedido pela UFMG e pelo Parque Tecnológico de Belo Horizonte (BH-Tec), cuja construção da sede definitiva está sendo iniciada neste ano.

O projeto de 36 milhões de reais conta com o patrocínio da Petrobras, do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) e da InterCement.
“O Centro de Tecnologia em Nanotubos de Carbono é um projeto pioneiro no país e na América Latina”, afirma Pimenta. “O objetivo é usar todo esse acúmulo de conhecimento e transferir para a sociedade através de empresas que vão comercializar produtos feitos com nanotecnologia. Nosso trabalho foi, basicamente, financiado com o dinheiro público, e agora queremos reverter toda essa pesquisa em benefícios para a população.” 

Fonte: Layssa Soares para NABC / Imagens: Mais Unifra e INCT