O que são nanomateriais e quando começou

comprimido contendo nanoparticulas

Os nanomateriais surgiram como uma classe empolgante de materiais com alta demanda para uma variedade de aplicações práticas. O comprimento de um nanômetro pode ser entendido com o exemplo de cinco átomos de silício ou 10 átomos de hidrogênio alinhados, que é um nanômetro. Os materiais definidos como nanomateriais são aqueles cujo tamanho ou dimensões estejam no intervalo de 1 a 100 nm.

A história exata da utilização de nanomateriais por humanos é difícil de estabelecer, mas tudo indicar que ela começou sem que os seres humanos soubessem. Há cerca de 4.500 anos atrás, os humanos já exploravam nanofibras de amianto para reforçar as misturas de cerâmica. Os antigos egípcios há cerca de 4000 anos já trabalhavam com nanomateriais de PbS e suas fórmula antiga de tingimento do cabelo.

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A Copa Lycurgus é outro exemplo fascinante do passado. É uma taça dicróica produzida pelos romanos no século IV DC. Assemelha-se ao jade à luz direta, mas apresenta uma cor rubi translúcida no caso de luz transmitida. Mostra variações de cores dependendo da luz incidente. Essas variações de cor aparecem devido à presença de nanopartículas de Ag e Au.

O termo nanômetro foi usado pela primeira vez em 1914 por Richard Adolf Zsigmondy. O físico americano e ganhador do Prêmio Nobel Richard Feynman apresentou o conceito específico de nanotecnologia em 1959 em seu discurso durante o encontro anual da American Physical Society. Esta é considerada a primeira palestra acadêmica sobre nanotecnologia. Ele apresentou uma palestra intitulada “Há muito espaço no fundo”. Durante esse encontro, foi apresentado o seguinte conceito: “por que não podemos escrever todos os 24 volumes da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete?” A visão era desenvolver máquinas menores, até o nível molecular.

Nesta palestra, Feynman explicou que as leis da natureza não limitam nossa capacidade de trabalhar nos níveis atômico e molecular, mas sim a falta de equipamentos e técnicas adequadas que limitam isso. Com isso, o conceito de tecnologia moderna foi semeado. Devido a isso, ele é frequentemente considerado o pai da nanotecnologia moderna. Norio Taniguchi pode ser a primeira pessoa a usar o termo nanotecnologia, em 1974. Norio Taniguchi afirmou: “a nanotecnologia consiste principalmente no processamento, separação, consolidação e deformação de materiais por um átomo ou uma molécula”.

Antes da década de 1980, a nanotecnologia permanecia apenas uma área de discussão, mas o conceito de nanotecnologia foi semeado na mente de pesquisadores com potencial para desenvolvimento futuro.

A invenção de várias técnicas espectroscópicas acelerou as pesquisas e inovações no campo da nanotecnologia. Os pesquisadores da IBM desenvolveram a microscopia de tunelamento de varredura (STM) em 1982 e, com a STM, tornou-se viável obter imagens de átomos individuais em superfícies “planas” (ou seja, sem ponta). A microscopia de força atômica (AFM) foi inventada em 1986 e se tornou a técnica de microscópio de sonda de varredura mais importante.

 A motivação para desenvolver discos rígidos com alta densidade de armazenamento estimulou a medição de forças eletrostáticas e magnéticas.  Isso levou ao desenvolvimento da microscopia de força Kelvin, eletrostática e magnética. Atualmente, a nanotecnologia está evoluindo rapidamente e se tornando parte de quase todos os campos relacionados à química de materiais. O campo da nanotecnologia está evoluindo a cada dia, e agora ferramentas poderosas de caracterização e síntese estão disponíveis para a produção de nanomateriais com dimensões mais bem controladas.

Árvore do crescimento da nanotecnologia
Árvore do crescimento da nanotecnologia. Fonte: Materials Advances

A nanotecnologia é um excelente exemplo de uma tecnologia emergente, oferecendo nanomateriais projetados com grande potencial para a produção de produtos com desempenhos substancialmente aprimorados. Atualmente, os nanomateriais encontram funções comerciais em tintas sem riscos, revestimentos de superfície, eletrônicos, cosméticos, remediação ambiental, equipamentos esportivos, sensores e dispositivos de armazenamento de energia. A avaliação tentativa de fornecer informação em uma única plataforma sobre os básicos conceitos, avanços e tendências, relativamente ao nanomateriais através cobrindo a informação relacionada e discute métodos de síntese, propriedades e possíveis oportunidades relativas ao largo e área fascinante de nanomateriais.

Fonte:

Nanomaterials: a review of synthesis methods, properties, recent progress, and challenges. Nadeem Baig, Irshad Kammakakam e Wail Falathabe, Materials Advances, v. 6, 2021.

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