Imagine uma invenção. Você pode ter imaginado qualquer coisa, desde um avião até um iPod e o próprio volante. Você provavelmente não pensou na próxima fronteira da inovação: a nanotecnologia. À medida que o progresso científico avança, os cientistas inventam cada vez mais num campo que nem sequer existia até 1975 .
O olho humano nu só consegue ver objetos tão pequenos quanto 0,1 milímetros de comprimento. Esta lista abrange 10 invenções humanas numa escala 100.000 vezes menor.
10 Metal líquido autoalimentado
Uma liga simples de metal líquido formada a partir de gálio, irídio e estanho pode ser controlada eletricamente para formar formas complexas ou girar em uma placa de Petri. Dizer que é como se o vilão robô do Terminator 2 não fosse hiperbólico. Jing Liu, da Universidade de Tsinghua, um dos pesquisadores que trabalhou no projeto, baseado em Pequim, na China, disse: “A máquina macia parece bastante inteligente e [pode] deformar-se de acordo com o espaço em que viaja, assim como [ o] Terminator faz no filme de ficção científica. O metal é biomimético , o que significa que imita reações bioquímicas, embora não seja biológico em si.
Correntes elétricas podem guiar o material, mas ele funciona por conta própria, impulsionado em parte por um desequilíbrio de carga que cria um diferencial de pressão entre a frente e a parte traseira de cada gota da liga. Embora se especule que esse processo seja a chave para converter energia química em energia mecânica, o material molecular ainda não se tornará maligno e robótico. Todo o processo só pode ocorrer em solução de hidróxido de sódio ou salmoura.
9 Nanopatches
Tripanófobos, alegrem-se! Seus dias de medo de agulhas podem acabar em um futuro próximo. Pesquisadores da Universidade de York estão trabalhando em um adesivo projetado para fornecer todos os medicamentos de que você precisa, sem necessidade de agulhas. Os adesivos de tamanho normal, uma vez fixados no braço, administram uma dose específica de medicamentos do tamanho de nanopartículas , pequenas o suficiente para passar através de um folículo capilar. As nanopartículas, cada uma com menos de 20 nanômetros de comprimento, se ligam às células prejudiciais, matam-nas e depois são removidas junto com as células mortas pelos processos naturais do corpo.
A melhor parte? Uma vez aperfeiçoado, o nanopatch poderá ser usado para tratar um dos piores grupos de doenças da pesquisa médica: o câncer. Ao contrário da quimioterapia, as nanopartículas serão capazes de matar células cancerígenas individuais, deixando as saudáveis em paz. O projeto, intitulado “NanJect”, foi financiado coletivamente em 2013 pelos então estudantes pesquisadores Atif Syed e Zakareya Hussein e ainda está em desenvolvimento. Esperemos apenas que o nanopatch nunca seja combinado com a tecnologia de robôs de metal líquido.
8 Revestimento de filtro de água
Lembra-se do derramamento de óleo da BP em 2010? Você não se lembrará de acidentes semelhantes no futuro, se os pesquisadores da Ohio State conseguirem o que querem. O revestimento que eles estão desenvolvendo tem apenas nanômetros de espessura, mas quando aplicado a uma rede de malha fina de aço inoxidável, ele filtra o óleo e permite a passagem da água.
O nanorevestimento foi inspirado na natureza. As folhas de lótus, também conhecidas como nenúfares, têm propriedades opostas ao nanorevestimento, repelindo a água, mas não o óleo. A folha de lótus é há muito tempo uma fonte de inspiração científica, tendo já levado à criação de materiais super-hidrofóbicos em 2003.
Para o nanorevestimento, os cientistas imitaram a superfície acidentada de uma folha de lótus, mas incorporaram-na às moléculas de um agente de limpeza. O resultado repele o óleo como a folha de lótus repele a água. O revestimento, invisível ao olho humano, pode ser replicado ao custo barato de US$ 1 por metro quadrado .
7 Ambientador Submarino
Ninguém pensa no cheiro do ar que as tripulações dos submarinos têm de respirar, exceto os pobres otários que têm de fazer exatamente isso. O dióxido de carbono deve ser removido constantemente, já que o mesmo ar passa por um novo conjunto de pulmões de submarinistas mais de 100 vezes em uma única viagem. Uma substância química chamada amina elimina o CO 2 , mas ao mesmo tempo adiciona um fedor desagradável.
Entre nas Monocamadas automontadas em suportes mesoporosos , ou SAMMS, para aqueles que gostam de dar um nome mais humano a uma combinação de grãos de areia e nanopartículas. O novo método de remoção de CO 2 utiliza este material poroso em vez da amina fedorenta.
Diferentes tipos de SAMMS ligam-se a diferentes moléculas, mas todos eles têm uma imensa capacidade de absorver o seu alvo. Uma única colher de chá contém poros suficientes para proporcionar quase a mesma área de superfície de um campo de futebol. Como prova a aplicação incrivelmente específica do material como ambientador submarino, nenhum problema é pequeno demais para que a ciência encontre sua solução.
6 Nanocondutor de direção elétrica
Pesquisadores da Northwestern University descobriram como criar um condutor de eletricidade em escala nanotecnológica. É uma nanopartícula sólida que pode ser reconfigurada para direcionar correntes elétricas em direções diferentes e opostas. O estudo oficial cita “retificadores de corrente, interruptores e diodos” entre os elementos elétricos que cada nanopartícula pode emular. Cada partícula de 5 nanômetros de largura é revestida com uma substância química carregada positivamente e cercada por átomos negativos. A carga elétrica então reconfigura os átomos negativos ao redor das nanopartículas.
O potencial é incrível. Os materiais criados “podem se reorganizar para atender a diferentes necessidades computacionais em momentos diferentes”, como afirma o comunicado de imprensa da Universidade . Usando este nanomaterial, a eletrônica do futuro pode ser reprogramada para direcionar pulsos elétricos de maneira diferente. O hardware pode ser atualizado tão facilmente quanto o software. O próprio conceito de tecnologia “obsoleta” tornar-se-ia obsoleto.
O condutor em nanoescala tem outra aplicação potencial: servir como ponte tridimensional entre diferentes tecnologias. É o adaptador perfeito, já que sua compatibilidade pode ser programada. Talvez isso signifique que você não precisará comprar aquele novo cabo de carregamento do telefone, afinal.
5 Carregador de telefone nanoesponja
Você definitivamente não precisará de um cabo telefônico quando esta invenção decolar. É a nanotecnologia que funciona como uma esponja para absorver o excesso de energia cinética de um ambiente e canalizá-la para o seu telefone. O material em questão é piezoelétrico, uma palavra chique para material que gera eletricidade quando sob tensão mecânica. O material recebe poros nanométricos, transformando-o em uma esponja flexível . O movimento adicionado permite que o material crie mais eletricidade, gerando energia para um dispositivo simplesmente a partir do ambiente circundante.
O termo oficial para isso é “ nanogerador ”. (Sim, a esta altura parece que “nano” está sendo colocado na frente de tudo nesta lista. Como um todo, os pesquisadores de nanotecnologia adoram fazer isso.) De qualquer forma, o material poderia eventualmente fazer parte da construção de um telefone celular. -em invólucro. A nanotecnologia poderia ser ativada enquanto descansava no painel de um carro ou até mesmo no bolso de alguém. O conceito também poderia ser ampliado para ambientes industriais maiores. É isso que esperam os pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison.
4 Retina Artificial
O futuro da visão artificial é tão brilhante que você precisará usar óculos escuros. . . ou um nanofilme projetado para imitar sua retina. A Nano Retina, com sede em Israel, está desenvolvendo uma interface que se conecta diretamente aos neurônios do olho para transmitir simulação neural ao cérebro, substituindo a retina e ajudando as pessoas a enxergar. Até agora, um experimento em um pintinho provou ser bem-sucedido , com a atividade neural provando que o nanofilme permitiu que o pintinho visse uma luz que de outra forma não veria. Mas a futura retina ainda tem um longo caminho a percorrer antes de atingir o seu objetivo final de melhorar a visão humana.
Nano Retina não é a única visão artificial do jogo, mas parece ser a mais durável, eficiente e flexível. Este último é essencial, já que o produto final estará dentro do olho de alguém. Invenções semelhantes descobriram que essa parte é o aspecto mais difícil da tecnologia do olho artificial. Pelo menos, por ser desenvolvida em nanoescala, a tecnologia evita problemas desagradáveis como metais, fios e baixa resolução.
3 Roupas brilhantes
Fibras emissoras de luz estão sendo desenvolvidas por pesquisadores de Xangai e poderiam ser tecidas em artigos de vestuário. Finalmente, você terá algo para vestir quando quiser combinar com a decoração de uma boate neon dos anos 80. Cada fibra parte de uma base de fio de aço inoxidável, que é então coberta por uma determinada nanopartícula, uma camada de polímero eletroluminescente e um revestimento de segurança de nanotubos transparentes. As fibras resultantes são leves e flexíveis e podem brilhar inteiramente sob a sua própria energia eletroquímica. Melhor ainda, funcionam com menos energia do que as luzes LED convencionais.
A desvantagem é que a luz das fibras dura apenas algumas horas. No entanto, os desenvolvedores estão otimistas de que a criação de Frankenstein acabará por durar 1.000 vezes mais, e não há nada em teoria que os impeça. Mesmo quando estiverem prontas, as roupas movidas a nanopartículas podem não ser laváveis. Os pesquisadores também esperam que os benefícios biomédicos possam ser explorados. Ainda assim, itens que não são lavados com frequência, como coletes de segurança ou bonés de beisebol, ainda são incríveis quando brilham sozinhos.
2 Nanoagulhas reparadoras de órgãos
O adesivo medicamentoso mencionado anteriormente foi projetado para substituir as agulhas, mas e se as próprias agulhas fossem de tamanho nanométrico? Então, aparentemente, eles poderiam substituir a cirurgia, ou pelo menos complementá-la. Testes recentes e bem-sucedidos em ratos de laboratório conseguiram injetar ácidos nucléicos, que podem estimular a regeneração de órgãos e células nervosas, recuperando habilidades perdidas. Depois de concluída a missão, as agulhas permanecem dentro do corpo, biodegradando-se em alguns dias. Nenhum efeito colateral prejudicial foi observado quando as agulhas foram usadas para formar vasos sanguíneos nos músculos das costas dos ratos.
Se aplicadas a humanos, as nanoagulhas que fornecem os ácidos poderiam ser injetadas em pacientes durante transplantes de órgãos, preparando melhor os tecidos ao redor do órgão para curar e integrar o recém-chegado ao corpo. Outra aplicação interessante para as doses pode ser “reprogramar” as células de uma vítima de queimadura para crescerem novamente como funcionais e saudáveis, em vez de cicatrizes.
1 Impressora Química 3D
Esta entrada final não é apenas uma partícula; é uma impressora 3D capaz de produzir milhares de impressoras diferentes. O químico da Universidade de Illinois, Martin Burke, é como um químico Willy Wonka. Usando uma coleção de moléculas “blocos de construção”, ele pode criar um grande número de produtos químicos diferentes com uma ampla gama de “propriedades naturais extraordinárias”, como a ratanina, encontrada apenas em uma rara flor peruana.
O escopo da síntese é grande o suficiente para fornecer moléculas necessárias para medicamentos, LEDs e células solares e inclui alguns produtos químicos que anteriormente poderiam levar anos para serem sintetizados por um químico treinado. O protótipo atual é limitado, mas ainda hoje é capaz de desenvolver novos medicamentos. Burke espera eventualmente criar uma versão para o consumidor. Esperamos que o futuro inclua uma impressora como farmacêutico doméstico.
