Embora os humanos não tenham sido capazes de controlar as nanopartículas até recentemente, nanopartículas sempre existiram. Eles estão presentes nas cinzas vulcânicas, como as plumas que explodiram do Monte Santa Helena em 1980. © Gary Braasch / CORBIS p A semana toda, você tem sonhado com um dia na praia. Conforme você se enfia em roupas de banho com proteção UV, camada de protetor solar, e pegue sua câmera e seus óculos de sol, nanotecnologia é a última coisa em sua mente. No entanto, é uma parte do que você está vestindo, segurando e, em grande medida, usando em sua vida diária.
p Nanotecnologia , que é o estudo e manipulação de matéria tão pequena que nem pode ser detectada com um microscópio de alta potência, empresta proteção UV para sua roupa de banho e protetor solar, revestimento anti-reflexo nas lentes da câmera e resistência a arranhões nos óculos de sol. Nanocristais, um tipo de nanopartícula, são usados em produtos que vão desde maquiagem e sacos plásticos de armazenamento até meias resistentes a odores e testes de gravidez caseiros. E algum dia, nanocristais podem alimentar seu carro, itens em sua casa ou no prédio de escritórios na rua.
p A nanotecnologia é um campo científico emergente rico em possibilidades, mas essa matéria ultra-microscópica não foi criada nos recessos escuros do laboratório de um cientista maluco. As nanopartículas ocorrem naturalmente. Eles são encontrados na água do mar, cinzas vulcânicas e fumaça [fonte:Science Daily]. As vezes, os nanocristais são parte de subprodutos como o escapamento de veículos ou a fumaça emitida durante a soldagem [fonte:Nano]. p Os nanocristais variam de 1 a 100 nanômetros de tamanho e são medidos em nanoescala. Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, que é 1 milhão de vezes menor que uma formiga. Então, como um nanocristal conseguiu se tornar uma poderosa fonte de combustível? Afinal, uma folha de papel média mede 100, 000 nanômetros de espessura, tornando-o enorme em comparação [fonte:Nano]. p A chave está na maneira como os nanocristais se comportam. Partículas da maioria dos tamanhos, não importa do que sejam feitos, seguir um conjunto comum de regras científicas. É como se eles tivessem sido treinados coletivamente para manter os cotovelos fora da proverbial mesa de jantar; existem expectativas - confirmadas pela observação - sobre como essas partículas interagem. Mas não nanocristais. p Os nanocristais são obstinados, pequenas coisas rebeldes. E é exatamente por isso que eles podem ser a próxima grande fonte de combustível [fonte:Boysen].
p Pense assim:Você está nadando em um cilindro de água que é profundo, mas não largo. Você pode tocar as bordas do cilindro simplesmente esticando os braços e as pernas como uma estrela do mar. Então você decide nadar em uma piscina rasa do tamanho de uma quadra de basquete. Todas as coisas sendo iguais, você entrará em contato com mais área da superfície da água se remar ao redor da piscina rasa do que flutuar na profunda cilíndrica. É assim que os nanocristais funcionam, também. Suas muitas partículas pequenas têm mais superfícies expostas a outros produtos químicos ou elementos, o que pode levar a uma maior taxa de reação química p Esta maior área de superfície torna os nanocristais bons catalisadores, ou substâncias que permitem reações químicas. Quando usado como catalisadores, os nanocristais podem aumentar a taxa de uma reação química sem sofrer alterações. Isso significa que os nanocristais podem converter matérias-primas em combustível a temperaturas mais baixas do que outros catalisadores. Por outro lado, os nanocristais permitem queimar mais combustível a uma temperatura mais baixa. p A nanotecnologia pode tornar a tecnologia de combustível alternativo existente mais viável. Por exemplo, milho é convertido em etanol, um combustível alternativo não fóssil. Mas quando o milho germina e é irrigado, colhido, transportado e depois convertido em etanol, o processo não é particularmente eficiente em termos de custos ou energia. Usando nanocristais como catalisador, um exército de enzimas poderia comer com eficiência e rapidez materiais residuais como lascas de madeira ou grama e convertê-los em etanol [fonte:Understanding Nano (em inglês)]. p Só tem um problema, no entanto. Nanopartículas, enquanto ocorre naturalmente, são mais difíceis de fabricar propositalmente. Os pesquisadores ainda não descobriram uma maneira de aproveitar as nanopartículas, muito menos produzi-los em massa. Quando eles fazem, poderíamos ter um renovável, fonte de energia eficiente e barata - que poderia resultar em contas de energia mais baixas e veículos com maior quilometragem do motor. Quem cunhou a frase?
Em 1986, um engenheiro americano chamado K. Eric Drexler escreveu "Engines of Creation" e introduziu o termo nanotecnologia. Ele estava na vanguarda de um campo florescente de estudos científicos que conquistou a imaginação de inventores e indústrias. Em 2013, havia mais de 40, 000 patentes com a palavra "nano" registradas no U.S. Patent Office [fonte:U.S. Patent and Trademark Office].
p Com nanocristais em jogo, os custos de fabricação de células de combustível também podem cair. Tradicionalmente, as células de combustível de hidrogênio usam platina como catalisador para converter elementos externos em energia. A platina é relativamente rara e extraída por meio de mineração que consome muita energia. Usando nanocristais de platina, ele reduz bastante a quantidade de platina cara necessária para fazer uma célula de combustível funcionar. Em alguns casos, nanocristais de materiais menos caros como o cobalto podem ser usados para contornar a necessidade de platina por completo [fonte:Understanding Nano (em inglês)]. p Os nanocristais podem mudar o material usado para construir células de combustível, também. A maioria das células de combustível usa líquido para conectar os eletrodos porque o líquido é um condutor melhor do que um material sólido. Mas, ao infundir materiais sólidos com nanocristais, os próprios materiais se tornam mais propícios, eliminando a necessidade de um condutor líquido, o que leva à economia de espaço, maior condutividade e células de combustível menores [fonte:Science Daily]. No fim, tecnologia usando algumas das menores partículas do mundo pode levar à próxima grande fonte de combustível - ou pelo menos uma forma mais eficiente de usar as fontes de combustível que já temos. Coleta de hidrogênio
O hidrogênio é um dos elementos mais abundantes da Terra. Pode ser extraído da água e não precisa ser fabricado como outros combustíveis. Quando é usado como combustível, o vapor de água é o único subproduto. Hoje, os pesquisadores estão na trilha de uma nova maneira de extrair hidrogênio da água. Usando apenas a luz solar e um catalisador nanocristal de níquel barato, eles podem produzir combustível de hidrogênio por várias semanas antes que o processo comece a desacelerar [fonte:Dume].
