A maioria de nós não interage com a nanoescala em nosso dia-a-dia — pelo menos não conscientemente. A nanoescala é pequena. Incrivelmente, fantasticamente, insondavelmente pequeno. Um nanômetro é uma medida de distância – um bilionésimo de metro, para ser preciso (e um metro é aproximadamente 3 pés e 3 polegadas). Se pudéssemos de alguma forma explodir um metro até que fosse do tamanho da Terra, um nanômetro seria do tamanho de uma uva.
Em poucas palavras, a nanotecnologia é o uso da tecnologia para montar, desmontar e manipular coisas nessa pequena escala. Isso significa controlar moléculas individuais, ou mesmo átomos individuais. Por exemplo, você poderia encaixar cerca de quatro moléculas de água de ponta a ponta em um nanômetro. É claro que as moléculas de água, como quase tudo com esse tamanho, não necessariamente querem se alinhar de maneira organizada e organizada. É isso que torna esse campo tão desafiador para se trabalhar.
Na verdade, a nanotecnologia não é um campo próprio. É o ponto onde a química se funde com a física nuclear, e a física quântica lança sua sombra assustadora. A biologia molecular também pode chegar ao estágio em nanoescala. Um filamento de DNA, que é realmente um meio denso e rico para armazenar informações, tem cerca de dois nanômetros de largura, demonstrando o imenso poder do mundo do muito pequeno. Por mais difícil que seja a nanotecnologia para desenvolver e implementar, seus usos potenciais variam de circuitos médicos a manuscritos e até mesmo “robôs vivos”. E isso é apenas o começo.
O universo não é feito de Legos
Então, como tudo isso funciona? Bem, isso ainda é uma questão em aberto. Parte da dificuldade reside em ser capaz de distinguir entre matérias-primas – átomos ou moléculas individuais – e as nanomáquinas que as manipulam. Isso porque as próprias máquinas são compostas de átomos e moléculas que interagem com os materiais de maneira muito diferente de algo em macroescala como um braço robótico. As nanomáquinas não conseguem segurar, levantar e empurrar da mesma maneira devido aos poderosos efeitos da eletroquímica nessa escala.
No entanto, esses obstáculos também podem fornecer novas oportunidades. Por exemplo, Cas9 é uma enzima capaz de seguir instruções para cortar uma fita de DNA em um local específico. Os cientistas descobriram como usar essa nanomáquina natural para reparar com precisão o DNA danificado. Isso demonstra que, pelo menos em princípio, átomos e moléculas podem ser arranjados de forma a agir como máquinas controláveis em nanoescala. E se uma nanomáquina pode existir, outras também podem.
Uma importante área de interesse são os nanorrobôs autorreplicantes. O objetivo dessas máquinas seria construir mais cópias de si mesmas. Um único nanobot manipulando um átomo de cada vez levaria muito tempo para montar qualquer coisa considerável, mas um único nanobot que pudesse fazer uma cópia de si mesmo em uma hora acabaria com mais de 16 milhões de cópias de si mesmo depois de um dia graças ao crescimento exponencial, e essas máquinas poderiam trabalhar juntas para montar produtos maiores em menos tempo. Essa é a esperança, de qualquer maneira.