| Revista Controle & Instrumentação
Edição nº 107 Agosto de 2005
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Cover Page
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| A corrida em busca do desenvolvimento
nanotecnológico |
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Pense num automóvel totalmente silencioso movido por células combustíveis,
com componentes estruturais e peças feitas em material plástico
mais resistente do que o aço, películas que refletem o calor em
pára-brisas, vidros e espelhos, utilizando lubrificantes de longa
duração ou com motores que não necessitam de lubrificação. Ou equipamentos
miniaturizados, com muito mais capacidade que os atuais e com novas
e múltiplas funções. Ou ainda, tecidos que não percam a cor, mesmo
depois de lavado exaustivamente e adaptáveis ao frio e ao calor.
Interessante, não? Considerada por especialistas como a quarta Revolução
Industrial, a nanotecnologia vem ampliando o conhecimento humano
para campos até então inimagináveis. Os exemplos acima são uma pequena
amostra do vasto campo desta ciência do século XXI, que baseia-se
no estudo da menor parte da matéria, os átomos.
A nanotecnologia, cujo nome vem do grego “nano” (muito pequeno,
anão), é um campo multidisciplinar, que reúne a Química, a Física,
a Biologia, a Ciência, a Engenharia de Materiais e a Computação
de última geração. A medida nessa escala é um nanômetro, que equivale
a um bilionésimo do metro – ou se você preferir um milionésimo de
milímetro. Um fio de cabelo, por exemplo, se dividido em aproximadamente
mil vezes será da ordem de 50 nanometros (50nm) – a largura da “porta”
de um transistor em um chip Pentium, por exemplo, é desta ordem.
A revolução nanotecnológica é resultado da crescente capacidade
de manipulação de átomos e moléculas. Os estudos acerca da tecnologia
ofereceram ao homem a possibilidade de trabalhar com a menor parte
da matéria, as moléculas, e conseqüentemente os átomos, desenvolvendo
novas moléculas, novos materiais, com efeitos e propriedades jamais
vistos, originando novos produtos de consumo e processos industriais.
A nanotecnologia permite aumentar a capacidade de armazenamento
e processamento de dados dos computadores, possibilita a criação
de materiais mais leves e mais resistentes do que os atuais, e outras
aplicações que ultrapassam os limites tradicionais da imaginação
e da criatividade humana.
O pesquisador da Eletrocell (órgão do IPEN - Instituto de Pesquisa
Energéticas e Nucleares), Volkmar Etti, juntamente com sua equipe,
trabalham com nanotecnologia aplicada aos setores de eletrônica
e energia elétrica. Um dos experimentos da equipe do pesquisador
é o desenvolvimento de célula combustível.
As células combustível são geradores eletroquímicos de eletricidade,
que convertem energia química em energia elétrica, através das reações
de oxidação do combustível (no caso, hidrogênio) e redução do comburente
(oxigênio) promovidas pelo catalizador.
Na célula combustível, a nanotecnologia é empregada nas membranas,
nos catalisadores, nas placas coletoras e de armazenagem de eletricidade,
na eletrônica de controle e potência, nos cilindros de hidrogênio
de alta pressão e também na tecnologia dos reformadores. Esses aparelhos
estão em fase pré-comercial, mas já são empregadas em automóveis
e reformadores. Nos automóveis, por exemplo, geram um menor consumo
de combustível, ausência de ruído, baixa emissão de poluentes, baixo
custo de manutenção, entre outros.
Investimentos e negócios
Possibilidades tão promissoras para o ambiente industrial estão
estimulando aplicação de polpudos recursos no estudo da tecnologia.
Em 2004, a nanotecnologia movimentou investimentos de mais de US$
80 bilhões em pesquisa nos países mais desenvolvidos, e projeta,
para 2015, a realização de negócios internacionais de cerca de US$
1,3 trilhão.
No Brasil, a atividade, embora avançada cientificamente, demanda
aplicações de recursos mais consistentes. Segundo o coordenador
da Renami (Rede de Nanotecnologia Molecular e de Interfaces), o
professor Doutor Petrus Santa Cruz, da UFPE, o Brasil possui uma
comunidade cientifica respeitada, mas tem uma defasagem de investimento
em ciência e tecnologia que gera um descompasso com os outros paises.
O país ainda importa todos os componentes que utiliza na indústria
eletroeletrônica. “Nesta nova tecnologia (nano) não precisa importar
conhecimento, já que o estudo se inicia com a menor parte da matéria,
as moléculas. Isso eu considero uma questão de independência do
país. No ponto de vista estratégico, deve ser tratado como uma questão
prioritária para futuramente não precisarmos de programas emergênciais,
como o Fome Zero na área social, por exemplo”, afirma o professor.
O nosso país sempre teve que importar tecnologia de fora, e ficar
a mercê da boa vontade dos detentores desses avanços. Estima-se
que o mercado mundial de micro eletrônica especificamente, esteja
em torno de US$ 1 trilhão ao ano, mas o Brasil se mantém na periferia
desse nicho mais por falta de comprometimento institucional que
por falta de projetos.
De acordo com Abinee (Associação Brasileira da Indústria Elétrica
e Eletrônica), as importações gerais dos setores industriais cobertos
pela associação ficaram 17,7% acima do apontado em junho do ano
passado, e 10,2% superior a maio deste ano. A Abinee divulgou ainda,
que as importações da área de Componentes Elétricos e Eletrônicos
atingiram US$ 4,4 bilhões o que representa 64% das importações totais
de produtos do setor. Desse total, apenas de componentes eletrônicos,
somam-se US$ 3,5 bilhoes, em função, principalmente, dos semicondutores
(US$ 1,3 bilhao), dos componentes para telecomunicações (US$ 717
milhões) e dos componentes para informática (US$ 697 milhões).
No fim de agosto, o presidente Luis Inácio Lula da Silva e o ministro
da Ciência e Tecnologia, Sérgio Rezende, anunciaram a criação do
Programa Nacional de Nanotecnologia. Ao todo, serão R$ 71 milhões
em 2005 e 2006 para fomentar ações na área considerada estratégica
para a política industrial e tecnológica do país. Todavia, em 2005
foram retidos R$ 900 milhões dos fundos setoriais, criados em 2000,
para fomentar o desenvolvimento tecnológico justamente como forma
de garantir continuidade de verbas.
Veja no quadro 1 os indicadores de importação do setor eletroeletrônico.
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O comportamento dos elétrons nos átomos e nas
moléculas sob ação da luz
O desenvolvimento alcançado pela aplicação da nanotecnologia é resultado
de um trabalho de pesquisa iniciado há décadas. Em 1981, uma equipe
do laboratório da IBM em Zurique, na Suíça, apresentou o microscópio
de tunelamento, criado para enxergar átomos. Este invento valeu a
Gerd Binnig e Heinrich Rohrer o Prêmio Nobel da Física, em 1986.
Com o microscópio de tunelamento os cientistas que estudavam a matéria
derrubaram sólidos conceitos da Física clássica e criaram a Física
quântica, em que dizem que às partículas como os fótons e os elétrons
não se comportam sempre da mesma maneira. Os elétrons presentes no
átomo sofrem de dupla personalidade e comportam-se ao mesmo tempo
como partículas e como ondas. Foi comprovado também que os elétrons,
às vezes, andam livremente. Isto foi apenas a comprovação das idéias
contidas em dois artigos de 1905 do físico alemão Albert Einsten (1879
- 1955), no qual descreve o comportamento dos elétrons nos átomos
e nas moléculas sob ação da luz (efeito fotoelétrico) e a existência
dessas espécies como partículas livres, responsáveis pelo movimento
browniano.
Normalmente, os elétrons param de se mover quando não tem energia
para transpor uma barreira a sua frente. Na Física quântica, há determinadas
ocasiões em que os elétrons encontram uma barreira tão fina que há
probabilidade de que eles simplesmente a ignorem e sigam em frente,
é o chamado efeito túnel.
Programa Nacional de Microeletrônica - Desing visa baixar dependência
tecnológica do Brasil
O Ministério da Ciência e Tecnologia criou um programa de incentivo
ao desenvolvimento do setor de eletroeletrônico. O programa engloba
os setores universitários, financeiros, de comunicação de dados e
empresas de tecnologia especifica e de bens finais de grande, médio
e pequeno porte. O projeto do MCT tem objetivo de diminuir o impacto
negativo dos circuitos integrados (chips) na economia do país e criar
a nossa própria tecnologia.
Os componentes eletrônicos foram responsáveis por um déficit da balança
comercial da ordem de R$ 3 bilhões em 2000. Mais da metade deste valor,
R$1,7 bilhões, deveu-se aos circuitos integrados. Com alta produção
local e com o constante aumento da participação desses componentes
no valor dos produtos eletrônicos, em praticamente todos os setores
industriais, esta cifra só tende a aumentar.
A proposta do Programa Nacional de Microeletrônica – Design - inova
no foco empresarial, buscando atrair, fixar e promover o crescimento
de Design Houses – empresas de projeto de circuitos integrados - no
país, valendo-se do racional da capacitação básica existente, da enorme
demanda de pessoal capacitado em projeto em todos os países desenvolvidos,
da oportunidade de atração externa que o crescimento acelerado do
setor das Tecnologias da Informação vem trazendo, e da constatação
que a agregação de riqueza local oriunda dos segmentos de maior valor
agregado na cadeia de produção de CIs (chips) – o projeto é muito
mais abrangente, com maior oferta de trabalho de alto nível e de melhor
relação custo/benefício.
Paralelamente, as estruturas de apoio a processo implantadas nas universidades
ajudam a viabilizar a ação de capacitação na área de processos em
geral, incluindo-se aí a nanotecnologia.
Trabalhos de pesquisador brasileiro representam a América Latina
no NanoEurope 2005
Alguns projetos estão tentando diminuir a nossa dependência tecnológica
e criar produtos inéditos no cenário mundial. O professor Petrus Santa
Cruz, da Universidade Federal de Pernambuco, criou a Ponto Quântico,
empresa pertencente à incubadora da UFPE, com intuito de ser um braço
tecnológico do Laboratório Associado de Nanodispositivos Fotônicos.
No laboratório da empresa, ele coordena um pequeno grupo de alunos
que desenvolvem minuciosamente teses em química e ciências dos materiais
que, muitas vezes, acabam em produtos de sucesso. Feito isso, o passo
seguinte seria “despertar o interesse” de companhias maiores pelo
licenciamento dos produtos, mantendo a marca da Ponto Quântico.
Petrus Santa-Cruz fez a Ponto Quântico com recursos universitários
– ele não teve ajuda do investimento privado, apenas uma ajuda de
recurso feito pelo Banco do Nordeste, que não surgiu efeito devido
ao desconhecimento do Banco diante do trabalho do professor. O coordenador
do Renami afirma que faltam empresas que incentivem a inovações. “Comprar
soluções prontas lá fora pode ser bom para o empresário, mas péssimo
para o país. Por outro lado, comprar soluções nacionais é ótimo para
o país, para a sua independência tecnológica e desenvolvimento social,
e também pode ser ótimo para o empresário, economicamente e moralmente”
declara o professor.
Em setembro, Petrus estará na Suíça apresentando, na NanoEurope 2005,
o n-Domoled, produto que usa emissores orgânicos de luz, para indicar
o nível de exposição a raios ultravioleta, vindos do sol ou de fontes
artificiais. Seu trabalho será o único da América Latina exposto no
NanoEurope. |
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