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Mundão Nanico - Primeiro, os cientistas enxergaram os átomos. Agora, constroem coisas nanicas com eles

Publicado em 01 novembro 2004

Por José Roberto de Alencar
O futuro não estava na frente. Era produzido atrás da platéia que babava com a ficção científica de Flash Gordon ou Marte Invade a Terra. Na sala de projeção, pesada geringonça passava a fita de um rolo para outro, diante de uma faísca elétrica tão clara que a projetava na tela. Dos dois eletrodos de grafite que sustentavam o arco voltaico (o curto-circuito luminoso), caía uma fuligem fina - e pouca. O futuro estava ali, mais disfarçado e fantasioso que O Homem Invisível do seriado. Eram nanotubos de carbono. Com 1 nanômetro de diâmetro, eles só seriam enxergados no começo dos anos 1970, em mágicos microscópios japoneses. E a visão desencadearia uma revolução. Um nano ("anão") metro é 1 milionésimo do milímetro. Para atingir a grossura de um cabelo, são necessários 100 mil deles. Algo como 1 metro em 100 quilômetros. A 100 quilômetros de São Paulo está o Pólo de Alta Tecnologia da Unicamp em Campinas, sede do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), um dos centros brasileiros de excelência no estudo das nanociências e da nanotecnologia. Nele, cientistas mexem com átomos. E enxergam as mexidas. Vêem átomos. Até os de carbono formando nanotubos. Isso lhes permite pesquisar coisas das mais disparatadas. Sem o LNLS, o jovem pesquisador da Fapesp em Presidente Prudente, Antônio Riul Jr., não teria onde fazer nanoeletrodos para desenvolver a língua eletrônica que inventou para a Embrapa de São Carlos. O equipamento identifica sabores nem sonhados pela língua humana. Percebe a presença da mais insignificante partícula azeda ou amarga num caldo doce ou salgado. E é capaz de identificar até o umami - delicioso, em japonês, sabor de existência contestada por quem considera o Ajinomoto meramente salgado. O segredo está na naniquice do conjunto de eletrodos e sensores, ideal para captar nanos-sabores. O equipamento cabe, inteiro, na palma da mão. E será um diligente fiscal da qualidade na produção de líquidos, seja vinho, suco, soro, tinta, injeção ou gasolina. O invento abriu uma linha de pesquisas na Embrapa, dona da patente. E logo estará no mercado o trequinho que, posto no fluxo da água saída da estação de tratamento, ou da cerveja rumo à lata, denunciará no laptop qualquer nanoalteração do sabor. A Petrobrás banca a pesquisa de coisa parecida em seu Projeto Cognitus: biossensores para monitorar a qualidade da água e o comportamento das cheias e vazantes de rios como o Solimões - informações vitais na hora de enfrentar a encrenca, se derramar petróleo na enchente. Pesquisa ainda mais importante para ela e outras indústrias é a de nanocatalisadores, já realizada no LNLS pela Getec (não confundir com a GTech, de outras manchetes). Catalisador é o elemento que não entra na reação química, mas cuja presença a provoca, apressa ou acalma. Quanto maior a área de contato do catalisador com os reagentes, maior sua eficácia - e menor seu gasto, claro. Um cubo de 10 por 10 por 10 centímetros tem 600 centímetros quadrados de superfície. Cortado em oito cubinhos de 5 por 5 por 5, lerá 1.200. Dividido em nanopartículas, a área de contato crescerá absurdamente. E com ela a economia - por exemplo, numa torre de craqueamento catalítico de petróleo, como a da refinaria de Paulínia. Em menos de duas décadas, espiões nanicos serão capazes de identificar células cancerígenas e de delatar seu paradeiro a nanopartículas, que se infiltrarão nelas para esquentar e fritar a hospedaria. Aliás, a Medicina da USP já registrou patente do método para entregar nanopartículas de remédio no endereço exato de algumas doenças, sem incomodar as células sadias da vizinhança. Sem efeitos colaterais. Um laptop comanda a guerra. Laptop, por sinal, é capítulo à parte. Há décadas, a velocidade dos microprocessadores tem dobrado a cada 18 meses. A última duplicação foi anunciada pela IBM há dois meses. Mas chegará o dia de os nanoprocessadores substituírem os microprocessadores. Quando os nanotubos destronarem os semicondutores de silício, a velocidade será multiplicada por mil. O cientista José Antônio Brum, diretor do LNLS, explica: semicondutor é o isolante elétrico que sob ação da luz vira condutor e desvira. Quanto menor o cristal, menor o tempo e a luz necessária para o serviço. E, quanto mais depressa ocorre esse "chaveamento", mais rápido opera o computador. Se os microcristais de silício fizeram uma revolução, imagine a dos nanos, chaveáveis por poucos fótons em picossegundos (trilhonésimos de segundo) ou mesmo em femtossegundos (quadrilhonésimos). Tempo tão curto tira o fenômeno da seara da física clássica para a da quântica: o nanocristal será simultaneamente condutor e isolante elétrico. "A microplaca de silício tem, literalmente, de ser furada, desbastada, para receber filamento de ouro", diz o pesquisador Vinícius Pimentel. "Aqui nós conseguimos lazer o crescimento epitaxial do semicondutor em torno de um filamento muito mais fino de ouro." Esse é o segredo. Não é quebrando, cortando ou moendo cristal que se chega ao nanocristal. É de baixo para cima. Uma nanoamostra serve de isca e atrai novos átomos, que respeitam a cristalização original. Mal comparando, é como se faz com o pó das lapidações: atraído por uma "muda", cresce até formar um diamante ou um topázio novo. A grande utilidade do LNLS é justamente a de permitir essa lida com nanocoisas sem perdê-las de vista. Existem, no mundo, 50 laboratórios do gênero. No Hemisfério Sul, só ele. Empresas e pesquisadores podem usar suas 12 saídas da luz para pesquisar. De graça, se divulgarem o resultado. A cada 12 horas, um feixe de elétrons é injetado no anel de 93 metros de comprimento e acelerado a 1,37 bilhão de eletrovolts: velocidade suficiente para dar a volta em 300 bilionésimos de segundo. O anel não é circular. É formado por 12 segmentos de reta unidos em ângulos de 30 graus. A cada desvio de curso, o feixe deixa escapar na reta um feixe de luz branca de elétrons sincronizados (sincrotron). Essa luz abrange o espectro desde o infravermelho (pouco superior ao ultra-som) até o raio X duro, passando pelo visível e pelo ultravioleta. É essa versatilidade que ilumina a nanovisão. Mais precisamente, o raio X duro (de 0,1 nanômetro) provoca desvios nos elétrons da amostra e a projeção desses desvios permite enxergar seus átomos.