O Novo Caminho da Engenharia

1. O Novo Caminho da Engenharia

2. Um centímetro é aproximadamente um feijão. Se dividirmospor 10, cadadivisãoserá um milímetro, que é o tamanho de umapulga. Se dividirmos de novo por 10, teremos100 mícrometros. Que é a espessura de um fio de cabelohumano. Se divirmospor 100, temos um micrometro. Que é o tamanho de umabactéria. Se dividirmospor 10, temos100 nanometros. Que é o tamanho de um vírus. Dividindopor 100, teremos um nanometro. Que é o tamanho de umamolécula.

3. Nano em que sentido? Dimensão Zero Uma Dimensão Duas Dimensões

4. Como construir coisas tão pequenas? Cima para Baixo (top-bottom): Iniciando por um componente microscópico que será cominuido ou “esculpido” até o tamanho nanométrico. Dentre as técnicas estão moagem e fotolitografia. Baixo para Cima (bottom-top): Partindo de componentes menores. Dentre as técnias temos junção atômica e molecular, como em sistemas biológicos.

5. Cima para Baixo (top-bottom): Ex: Fotolitografia

6. Baixo para Cima (bottom-top) Deve-se reunir átomos e moléculas de maneira controlada por processos químicos ou biológicos. Exemplo: Crescimento de Nanowires. Crescimento de nanofibra de carbono obtida por filmagem in situ em microscopia eletrônica de transmissão. Níquel foi utilizado como catalizador em atmosfera de metano e hidrogêncio em temperaturas elevadas. (www.topsoe.com/site.nsf/all/EOTT-5VTMPT?OpenDocument)

7. Baixo para Cima (bottom-top) (continuação) Para contornar esses desafios, outra técnica é a utilização de Microscopia de Força Atômica, como instrumento para montagem e medição de propriedades de compostos nanométricos.

8. Força Atômica: Escrita e Leitura Nanométricas

9. Mas porque fazer coisas tão pequenas? Menor significa um maior número de objetos por cm3 Transistores da Intel – Presente e futuro Explorar as propriedades inesperadas das substâncias nas condições nanométricas.

10. Partículas de Ouro em Vidro Partículas de Prata em Vidro 25 nm 100 nm 40 nm 50 nm 100 nm 100 nm Chad Mirkin, Northwestern University, artigo do NYTimes por K. Chang - 2005

11. O que é Nanotecnologia? Como a nanotecnologia difere das ciências comuns microscópicas? Que envolve também a interação e/ou estruturas no nível molecular ou nano? De acordo com a NNI (National Nanotechnology Initiative): “Nanotecnologia envolve… criação e uso de estruturas, dispositivos e sistemas que têm propriedades e funções novas devido ao seu tamanho pequeno ou intermediário.” (traduzido)

12. Aplicações Reais “Bugbot” for traveling and taking photos in human digestive system (Carnegie Mellon University) Carbon nanotube transistor (Stanford University)

13. Aplicações Reais Engenharia Civil • Tinta Purificadora de Ar – Nanopartículas de TiO2 60% de redução de NOx e CO2 • Nanopartículas de ferro/paládio, ferro/prata ou zinco/paládio podem servir como redutores e catalisadores potentes para uma grande variedade de contaminantes ambientais comuns. • Nanopartículas de Fe2O3 em cimento Mortar

14. Engenharia NanoMecânica

15. Aplicações Reais Engenharia Mecânica Aplicação de Nanotubos de Carbono em Nano-compósitos

16. Aplicações Reais Engenharia Mecânica Nanopartículas em tintas anti-risco da Mercedes-Benz http://500sec.com/mercedesclearcoat.html

17. Aplicações Reais Engenharia Têxtil Nanorods de ZnO para proteção de tecidos contra UV

18. Aplicações Reais Engenharia Têxtil Power-Shirt: Tecidos geradores de energia: recobrimento de ZnO e Pt http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080213133347.htm

19. Aplicações Reais Engenheiros na Bio-Medicina

21. rhrcastro@fei.edu.br