O Mundo da Miniaturização Visto em Nanoescala

Na medida que a tecnologia avança, a miniaturização de materiais e componentes com estruturas em escala atômica e molecular está se tornando cada vez mais realidade, impactando toda a sociedade com funcionalidades inéditas.

No Sistema Internacional de Unidades (SI), as designações convencionadas de múltiplos e subdivisões de qualquer unidade podem ser obtidas através da combinação de nome e símbolos da unidade e dos prefixos como deca, hecto e quilo, significando, respectivamente, 10, 100 e 1000, e deci, centi e milli, significando, respectivamente, um décimo, um centésimo e um milésimo.

Então, pode-se afirmar que, na expressão de valores de grandezas, um nome ou símbolo de prefixo quando utilizado modifica a magnitude da unidade. O site do National Institute of Standards and Technology (NIST) fornece mais detalhes sobre prefixos reconhecidos no SI e atualmente em uso.

De modo particular, o prefixo padronizado "nano" significa um bilionésimo ou 10-9, portanto, um nanometro (símbolo: nm) corresponde a um bilionésimo de um metro ou 0,000 000 001 metro. Uma dimensão realmente inimaginável e pequena.

Para se ter uma ideia dessa grandeza minúscula:

• Uma única folha de papel tem espessura de cerca de 100.000 nanometros;

• Um fio de cabelo humano tem espessura aproximada de 80.000 a 100.000 nanometros;

• Uma fita de DNA humano tem diâmetro de 2,5 nanometros;

• Um nanometro é aproximadamente o mesmo que a sua unha cresce em um segundo;

• Um único átomo de ouro tem diâmetro de cerca de um terço de um nanometro.

De outra forma, para ilustrar tão pequenas são as coisas em nanoescala, podemos a título de comparação de tamanhos descrever que, uma esfera com um diâmetro de um nanometro está para uma bola de tênis, assim como uma bola de tênis está para o planeta Terra.

A nanociência e a nanotecnologia estudam e controlam matérias extremamente pequenas, em dimensões que vão de 1 nanometro a 100 nanometros, grandezas estas fundamentais em áreas como química, biologia, física, ciência dos materiais e engenharia. Mais especificamente, a Pesquisa e o Desenvolvimento (P&D) em escala nanométrica envolvem imagens, medidas, modelagens e manipulações de matérias voltadas às áreas como da medicina, eletrônica, agricultura, alimentação, geração/armazenamento de energia, exploração espacial, de tratamento de água, do meio ambiente, transporte, entre muitas outras.

Nesse contexto, o domínio das medições das coisas que mal podemos ver torna-se primordial, exigindo definições consistentes e a necessidade de apresentar resultados de medições precisos, confiáveis e rastreáveis.

fontes:  NNI, NIST

crédito: NNI
A Escala das Pequenas Coisas
Três exemplos de tamanhos e escalas, mostrando como as coisas em nanoescala são realmente pequenas.