Nanotecnologia: a pequena maior inovação em tecnologia

Para muitas pessoas, a nanotecnologia tem um tom inerentemente ameaçador. Porém, a nanotecnologia ainda é um tema quente em laboratórios de pesquisa em todo o mundo, e não parece tão perigoso, ou quase tão esotérico, como costumava ser. Atualmente, a pesquisa em nanotecnologia está ocorrendo em muitos campos diferentes, desde a fabricação até a saúde, e está desempenhando um papel em muitos tipos diferentes de engenharia. Mas, como muitos chavões, muitas pessoas estão familiarizadas com a nanotecnologia sem saber o que ela realmente significa ou como os avanços na nanotecnologia provavelmente influenciarão o restante do século XXI. Vamos dar uma olhada nos grandes avanços que esta pequena tecnologia está fazendo no mundo da TI.

O que é nanotecnologia?

Um dos primeiros passos para entender esse tipo de ciência é descobrir que tipo de escala a nanotecnologia aborda. Existem duas maneiras principais de fazer isso – a primeira e mais técnica é um pouco mais simples – um nanômetro, como unidade básica de tamanho, é um bilionésimo de metro. Em outras palavras, divida o tamanho da cabeça de um alfinete por cerca de um milhão e você obtém um nanômetro.

A nanotecnologia, então, é essencialmente projetada em escala atômica. Ou quase. Embora a escala atômica seja um pouco menor do que a escala nanotecnológica, há muita semelhança entre os tamanhos dos nanomateriais e os das moléculas que ocorrem naturalmente. Além disso, se você pensar na maneira como os átomos se juntam para fazer algo em escala macro, faz muito sentido explicar como as indústrias modernas estão usando construções microscópicas para criar produtos e conduzir pesquisas.

Nanotecnologia na área de TI

Então, qual é o sentido de fazer algo tão pequeno? A resposta é que, se você chegar aos minúsculos blocos de construção de qualquer coisa, poderá projetar materiais mais fortes ou duráveis, melhor blindagem ou revestimento ou outros tipos de melhorias. Isso significa grandes mudanças em todos os tipos de manufatura, incluindo alimentos, cosméticos, eletrodomésticos, saúde e, é claro, eletrônicos. É por isso que nenhuma área da ciência é talvez mais afetada pelas descobertas da nanotecnologia do que a área de TI, onde o nanodesign está renovando rapidamente os padrões para processadores e dispositivos.

Caroline Ross é chefe associada do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT; grande parte de seu trabalho lida com várias novas maneiras de criar hardware menor, onde a engenharia em nanoescala pode gerar melhorias tanto no armazenamento de dados quanto em aplicativos lógicos. Ela diz que o maior potencial da nanotecnologia está em "estender o dimensionamento e a funcionalidade" dos dispositivos.

Ao descrever como a nanotecnologia é usada na montagem, Ross se refere a dispositivos microeletrônicos, que são construídos basicamente em nanoescala. Alguns exemplos? Ross explica que o comprimento do canal de transistores em microprocessadores é tipicamente de 20 a 30 nanômetros, e os recursos mais densamente compactados em chips de memória são espaçados por uma distância semelhante, enquanto as espessuras de várias camadas de material também são medidas em nanoescala. Isso fornece uma visão muito clara de quão incrivelmente pequenos esses sistemas são – e o que poderia ser feito tornando-os ainda menores.

Essas memórias e microprocessadores são feitos usando nanolitografia, que forma as formas e estruturas necessárias para fabricar dispositivos em nanoescala. Esse processo permite que os engenheiros organizem padrões em um substrato para criar dispositivos de estado sólido para armazenamento de dados, lógica, sensores e outras funcionalidades. Um método comum chamado litografia óptica é o padrão da indústria, diz Ross, mas só é eficaz para uma escala de cerca de 25 nanômetros ou mais. A nanolitografia menor pode ser feita com um processo chamado litografia por feixe de elétrons, mas Ross caracteriza esse método como lento e relativamente caro. Em vez disso, Ross está analisando a automontagem de materiais poliméricos em nanoescala, que ela disse pode ser eficaz na faixa de 10 nanômetros e pode se tornar a melhor nova maneira de projetar esses minúsculos dispositivos.

Grande futuro

Embora esteja claro que os aplicativos de nanotecnologia têm grande potencial para o campo de TI e além, a segurança dessas abordagens ainda está no ar. Muitos especialistas afirmam que a nanotecnologia é uma maneira segura e controlável de inovar, mas relatórios mostram que o FDA está considerando alegações de que a engenharia de nanotecnologia em alguns produtos de consumo pode representar sérios riscos à saúde.

Em última análise, o uso atual da nanotecnologia mostra que, embora os cientistas continuem a pesquisar possíveis resultados, sabemos muito mais sobre esse tipo de ciência do que sabíamos há 10 anos.

E lembre-se: o mundo já foi amplamente aterrorizado pela força invisível da eletricidade. Desde então, nos acostumamos a tê-lo ao nosso redor – e até mesmo dentro de nós. O mesmo é provavelmente verdade para a nanotecnologia. O fato de ser tão pequeno é o que nos preocupa, mas também é o que lhe confere um potencial tão grande.