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Nanotecnologia: quase 50 anos de história

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Palestra apresentada no Colóquio Inovação, Conhecimento e Tecnologias, no Campus da URI, São Luiz Gonzaga, RS, Brasil, em 18/10/2007.

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Nanotecnologia: quase 50 anos de história

  1. 1. Nanotecnologia: quase cinqüenta anos de história
  2. 2. http://www.ica.ele.puc-rio.br/nanotech/ nano_introducao.asp
  3. 5. Na antiguidade, os romanos transformaram-se em nanotecnologistas sem saber, quando eles misturaram cloreto de ouro com vidro derretido para fazer vitrais vermelhos. O processo resulta em partículas de ouro nanométricas, as quais, em função do tamanho, refletem a luz daquele modo peculiar.
  4. 6. Em 1959, o físico Richard Feynman proferiu uma palestra em que antecipou conceitos que hoje fazem parte da atividade experimental em nanotecnologia.
  5. 7. O termo nanotecnologia foi definido pelo professor da Universidade de Ciência de Tóquio, Norio Taniguchi, em um artigo publicado em 1974 da seguinte forma: Nanotecnologia consiste no processo de separação, consolidação e deformação de materiais átomo por átomo ou molécula por molécula.
  6. 8. O microscópio de tunelamento (STM) é um microscópio que dispensa utilização de qualquer tipo de luz e funciona por causa do efeito túnel. Foi inventado em 1981, por dois cientistas do Laboratório da IBM em Zurique, Gerd Binnig e Heinrich Rohrer. O STM permite a visualização de átomos e moléculas individuais porque detecta regiões com alta densidade eletrônica. Nobel 1986
  7. 9. As primeiras investigações sobre pontos quânticos foram realizadas na década de 1980, e podem ser atribuídas a Louis Brus (Laboratórios Bell) e Alexander Efros e A.I. Ekimov (Instituto Yoffe). Soluções de pontos quânticos do mesmo material, mas com diferentes tamanhos produzem cores diferentes.
  8. 10. Os fulerenos são a terceira forma mais estável do carbono, após o diamante e o grafite. Foram descobertos recentemente (1985), tornando-se populares entre os químicos, tanto pela sua beleza estrutural quanto pela sua versatilidade para a síntese de novos compostos químicos. Destacam-se entre as aplicações: cosméticos, produtos farmacêuticos, lubificantes, e dispositivos eletrônicos .
  9. 11. Nos anos 1980, motivado pela palestra de Feynman, Eric Drexler explorou a idéia de nanotecnologia, através de modelos de engrenagens moleculares. Publicou um livro que virou bestseller.
  10. 12. Em 1989, Don Eigler (IBM) foi surpreendido pelo fato de que além de examinar a superfície de um material, o STM permitia a transferência de pequenas partículas de um local a outro da superfície. Em seguida ele conseguiu arrastar átomos de xenônio sobre uma superfície de níquel para formar a sigla IBM.
  11. 13. Nanotubos de carbono foram descobertos em 1991, por Sumio Iijima (NEC). Podem ser condutores ou semicondutores, com uma grande variedade de aplicações, da indústria eletrônica até à farmacêutica, passando pela metalurgia.
  12. 14. Diversos produtos desenvolvidos com a nanotecnologia começaram a aparecer no mercado no final dos anos 1990. Cosméticos, equipamentos de esporte, cêra para carro e vestimentas, são alguns exemplos.
  13. 15. http://cienciahoje.uol.com.br/101981 Feynman, o profeta da nanotecnologia 1918-1988
  14. 16. Há muito espaço lá embaixo <ul><li>manipular e controlar coisas em escala atômica </li></ul><ul><li>arranjar os átomos da maneira que queremos </li></ul><ul><li>dispor os átomos um por um da forma que desejamos </li></ul>Pasadena, 29/12/59 n ada de n ano, só
  15. 17. Tão logo eu menciono isto, as pessoas me falam sobre miniaturização e o quanto ela tem progredido nos dias de hoje. Elas contam-me sobre motores elétricos com o tamanho de uma unha do seu dedo mindinho. E que há um dispositivo no mercado, dizem elas, com o qual pode-se escrever o Pai Nosso na cabeça de um alfinete. Mas isso não é nada: é o passo mais primitivo e hesitante na direção que eu pretendo discutir. É um novo mundo surpreendentemente pequeno. No ano 2000, quando olharem para esta época, elas se perguntarão por que só no ano de 1960 que alguém começou a se movimentar seriamente nessa direção.
  16. 18. Dip-Pen nanolithography, Univ. Northwestern, 1999 Evanston, IL 30 μ m
  17. 19. Por que não podemos escrever os 24 volumes inteiros da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete?  1/16  1,5 mm 25.000 
  18. 20.  25.000 ->
  19. 21. Olhaí o “nanomundo” surgindo .  25.000 = 8 nanômetros = 80
  20. 23. O que os contemporâneos de Feynman tinham à disposição
  21. 24. 1956, 3 anos antes: RAMAC 305 R andom A ccess M ethod of A ccounting and C ontrol 50 24
  22. 25. 5 MB
  23. 26. O primeiro grande passo
  24. 27. 1981: Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, IBM Zurique microscópio de varredura por tunelamento  S T M canning unneling icroscope  microscópio de tunelamento
  25. 28. e o primeiro trabalho “nano”
  26. 30. não menciona . . .
  27. 33. Arranjar os átomos da maneira que queremos
  28. 35. magnetic nanoparticles drug delivery O primeiro O mais citado 96 artigos
  29. 36. Poliestireno + partículas superparamagnéticas
  30. 37. essa aqui parece ficção
  31. 38. Universidade Columbia, Universidade de Nova Orleans e IBM
  32. 39. Precisamos saber um pouco mais . . . propriedades magnéticas básicas
  33. 42. Magnetorresistência gigante 7.335 artigos Albert Fert Peter Grünberg
  34. 46. Ag/Ni 11/8 40/8 11/17 11/8 27/8
  35. 47. Válvula de spin
  36. 48. Fujitsu
  37. 49. [email_address] Muito obrigado
  38. 50. E a luta continua Oberkochen, Carl Zeiss SMT announces a major break-through by achieving a record image resolution of 0.8 Angstrom (0.08 nanometer) during qualification of its latest generation ultra-high-resolution transmission electron microscope (UHRTEM). The milestone was achieved using a newly developed 200 kV field-emission UHRTEM equipped with electron optical components f
  39. 51. No Brasil TS=(nanotechnology or nanoscience or nanomaterials or nanomaterial) AND AD=(brazil or brasil)

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