Construir com átomos

Os átomos compõem toda a matéria do universo. Você e tudo que o cerca é feito de átomos. A natureza desenvolveu com perfeição a fabricação da matéria com moléculas. Por exemplo, nossos corpos são formados de um modo específico a partir de milhões de células vivas. As células são as nanomáquinas da natureza. O homem ainda tem muito a aprender sobre a idéia de materiais de construção em escala pequena. Os bens de consumo que compramos são feitos amontoando-se pilhas de átomos de modo maciço e impreciso. Imagine se pudéssemos manipular cada átomo de um objeto. Essa é a idéia fundamental da nanotecnologia, e muitos cientistas acreditam que estamos apenas a algumas décadas de concretizá-la.

Foto cedida pela NASA, Ames Nanoequipamentos de no máximo 1 nm de largura poderiam ser usados para construir um compilador de matéria, que receberia matéria-prima para organizar os átomos e construir uma estrutura em macro-escala.

A nanotecnologia é uma ciência híbrida que mistura a engenharia e a química. Átomos e moléculas se unem porque têm formas complementares que se encaixam, ou cargas que se atraem. Assim como acontece com os imãs, um átomo com carga positiva se une a outro com carga negativa. Quando as nanomáquinas reúnem milhões desses átomos, um determinado produto começa a tomar forma. A meta da nanotecnologia é manipular átomos individualmente e colocá-los em um padrão para produzir uma estrutura desejada. Há três etapas para se conseguir bens produzidos pela nanotecnologia:

• os cientistas serão capazes de manipular átomos individuais. Isso significa que eles terão que desenvolver uma técnica para captar átomos individuais e movê-los para posições desejadas. Em 1990, pesquisadores da IBM mostraram que é possível manipular átomos individuais. Eles posicionaram 35 átomos de xenônio na superfície de um cristal de níquel, usando um instrumento de microscopia de força atômica. Esses átomos posicionados formaram as letras "IBM", como você pode ver nesta página;

• a etapa seguinte será desenvolver máquinas nanoscópicas chamadas montadoras, que podem ser programadas para manipular átomos e moléculas à vontade. Levaria milhares de anos para uma única montadora produzir qualquer tipo de material com um átomo de cada vez. Seriam necessários trilhões de montadoras para criar produtos em um período de tempo viável;

• para criar montadoras suficientes para produzir bens de consumo, algumas nanomáquinas, chamadas duplicadores, serão programadas para construir mais montadoras.

Trilhões de montadoras e duplicadores preencherão uma área menor do que 1 mm3

, e tudo isso ainda será pequeno demais para ser visto a olho nu. Montadoras e duplicadores trabalharão juntos como mãos para construir produtos automaticamente e, por fim, substituir toda a mão-de-obra convencional. Isso reduzirá drasticamente os custos de produção, tornando assim os bens de consumo mais baratos, mais resistentes e mais abundantes. Na próxima seção, você saberá como a nanotecnologia influenciará a sociedade, da medicina aos computadores.