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).
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.
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.
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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)
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