quarta-feira, 30 de setembro de 2015

Se eu pudesse manipular os átomos eu faria...

Nanotecnologia
O estudo físico-químico do que é infinitamente pequeno, como os átomos e as moléculas, é feito atualmente por uma ciência nova denominada nanotecnologia. O nome se refere ao tamanho dos “objetos” de estudo que costumam ser medidos em nanômetros (1 milhão de vezes menor que o milímetro). Esta ciência se desenvolveu a partir da invenção de um aparelho denominado microscópio de tunelamento eletrônico (STM).

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Dois cientistas e pesquisadores da IBM suíça foram responsáveis pela invenção: o alemão Gerd Binnig e o suíço Heinrich, ganhadores do prêmio nobel de física de 1986.

No STM, um material peizoelétrico, ou seja, que produz eletricidade ao ser submetido a pressão, faz aponta de uma agulha finíssima, cuja extremidade é de apenas 1 átomo, subir e descer percorrendo uma amostra do material analisado, a uma distância de 5 a 10 angstrons.

Nanotecnologia

Surge então uma minúscula corrente elétrica entre a ponta da agulha e a amostra, consequência do chamado efeito de tunelamento, pelo qual elétrons pulam de ponto a outro apesar de, segundo as regras da física Clássica, não poderem fazê-lo por falta de energia.

O movimento de vaivém da agulha é registrado por um computador.

Se a ponta passa sobre protuberância, a corrente aumenta (voltagem positiva); se passa por uma lacuna, a corrente diminui (voltagem negativa).

O resultado é um mapa de trajetória da agulha aumentado 100 milhões de vezes pelo computador, que simula uma imagem dessa variação de corrente elétrica onde as protuberâncias são consideradas os átomos e as moléculas, os espaços vazios entre eles.
Como o STM só funciona para materiais que conduzem corrente elétrica, foi inventado também o AFM (microscópio de força atômica) para materiais isolantes, no qual um fragmento de diamante é acoplado à ponta da agulha que contorna os átomos de uma amostra, exercendo uma pequena pressão. Conforme o fragmento de diamante se move ao encontrar protuberância e lacunas, o computador simula imagens na tela semelhantes à do STM.

Mais incrível porém do que “enxergar” os átomos é a possibilidade de manipulá-los um a um.

Leia também:

Quando se aplica uma tensão elétrica muito forte entre a ponta da agulha do microscópio e a amostra, um átomo salta e gruda na ponta da agulha.

Se a polaridade da corrente for invertida, o átomo salta para baixo com força, ficando cravado no ponto que estiver logo abaixo.

Com essa técnica é possível arrancar átomo de um ponto e coloca-los em outro.

As aplicações prática que os cientistas preveem para a manipulação dos átomos daqui a algumas décadas são, entre outras: a construção de supercomputadores que caibam no bolso, a gravação de bibliotecas inteiras em superfícies de centímetros quadrados e a construção de microssondas para fazer testes sanguíneos dentro do corpo humano.
(Texto de Martha Reis, publicado no livro “Química Integral”, Editora FTD, 1993)

2 comentários:

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