Química, nanotecnologia e ambiente

A nanotecnologia foca o projeto, caracterização, produção e aplicação de sistemas e componentes em nanoescala; ou seja ela se refere ao estudo do fenômeno e da manipulação de sistemas físicos na escala nano (10-9 m= 1 nm). Só para ter uma ideia é possível identificar a presença da nanotecnologia em períodos remotos da história da humanidade em processos químicos, físicos e biológicos que ocorrem na natureza. Há aproximadamente 4.000 anos A.C., os alquimistas egípcios utilizavam o “elixir de ouro ou elixir da longa vida” para estimular a mente e restaurar a juventude. Eles usavam partículas de ouro em suspensão com tamanho da ordem de 1-100 nm.

No post Nanotecnologia: o futuro da química abordamos que a nanotecnologia é um campo das ciências aplicadas dedicado à construção de estruturas e novos materiais à escala atômica e molecular. Necessariamente a nanotecnologia é altamente multidisciplinar, estando associada a várias áreas como a medicina, biologia, química, física, eletrônica, robótica e informática. Numa visão simplista, pode ser vista como uma extensão das ciências, principalmente química, existentes à escala nano.

No caso da poluição a química nanotecnológica tem grande potencial em três áreas que são i) prevenção de poluição, ii) tratamento ou remediação de poluição e iii) na detecção e prevenção da poluição.

Na prevenção de poluição ou dos danos indiretos ao meio ambiente

O uso de nanomateriais catalíticos são capazes de aumentar a eficiência e a seletividade de processos industriais. Como resultado ocorre um aproveitamento mais eficiente de matérias primas, consumo menor de energia e produção de quantidades menores de resíduos indesejáveis.

A nanotecnologia também vem aprimorando o desenvolvimento de displays (por exemplo, monitores de computador ou displays dobráveis de plástico que podem ser lidos como uma folha de papel).Esses dispositivos se tornaram mais leves, tendo menor consumo de energia e melhor definição com vantagens de não possuir metais tóxicos em sua fabricação e de terem um consumo menor de energia.

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Tratamento ou remediação de poluição

A grande área superficial das nanopartículas lhes confere excelentes propriedades de adsorção de íons metálicos e substâncias orgânicas. Por exemplo, nanopartículas magnéticas são capazes de retirar poluentes de corpos hídricos. As propriedades redox e/ou de semicondutor de nanopartículas são aproveitadas em processos de tratamento de efluentes industriais e de águas e solos contaminados baseados na degradação química ou fotoquímica de poluentes orgânicos.

Detecção e monitoramento de poluição

A nanotecnologia vem permitindo a fabricação de sensores cada vez menores, mais seletivos e mais sensíveis capazes de detectar e monitorar poluentes orgânicos e inorgânicos em ambientes poluídos. Avanços em sensores para detectar poluentes implicam diretamente em melhorar o controle de processos industriais; na detecção mais precoce e precisa da existência de problemas de contaminação; no acompanhamento, em tempo real, do progresso dos procedimentos de tratamento e remediação de poluentes; num monitoramento mais efetivo dos níveis de poluentes em alimentos e outros produtos de consumo humano; na capacidade técnica de implementar normas ambientais mais rígidas, etc.

Fonte:

Hadma Sousa Ferreira; Maria do Carmo Rangel, Nanotecnologia: aspectos gerais e potencial de aplicação em catálise. Quím. Nova, vol.32, no. 7

Nanotecnologia e o meio ambiente: perspectivas e riscos, Quím. Nov, vol.27, no.6, 2004