Nanorrobôs e Motores Moleculares
Nanorrobôs - o que são?
Os nanorrobôs são robôs que conseguem manipular e interagir com objectos à escala do nanómetro. Estes dispositivos têm, por definição, um tamanho que ronda os 10 – 1000 nanómetros sendo construídos com componentes à escala molecular ( 1 – 100 nm). Tendo em conta que ainda não foi criado nenhum nanorrobô não-biológico, actualmente permanecem um conceito hipotético.
O conceito de nanorrobôs começou a tomar forma em 1986 aquando da publicação do livro Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology de Eric Drexler. Neste livro, Drexler vaticinou a futura existência de máquinas à escala do nanómetro capazes de operar com precisão atómica. Para tal, estas estruturas complexas deveriam ser fabricadas recorrendo a materiais duros como o diamante, movendo fragmentos moleculares reactivos para a posição desejada. A sua proposta baseava-se essencialmente em princípios da Mecânica Clássica. Integravam-se pequenas engrenagens e rolamentos de forma a construir pequenas fábricas de robôs, pontas de prova e veículos.
Contudo, esta ideia de nanorrobôs como mera redução dos robôs usuais à escala do nanómetro é rejeitada pela comunidade científica. As ilustrações de nanossubmarinos e aparelhos semelhantes supõe que a engenharia utilizada à escala macroscópica pode simplesmente ser transposta para a escala do nanómetro. No entanto, quando se trabalha numa escala tão pequena, grande parte das leis da física clássica não se verifica. Entramos então no domínio da Mecânica Quântica, o que nos confronta com o desafio de conseguir inventar formas de manipulação à escala do nanómetro.
É de notar que os nanorrobôs poderão ser amanhã a solução para diversos problemas na área das novas tecnologias, do ambiente
e da medicina, onde, agrupados em "enxames" de "agentes" relativamente autónomos, mas cooperantes,
e revelando um comportamento complexo colectivo, a produtividade e eficácia das suas aplicações poderá ser deveras impressionante.
Os nanorrobôs terão, de uma forma geral, dimensões semelhantes à das células e organelos. Este facto abre as portas para uma série de aplicações potenciais ao nível da monitorização de microorganismos. Por exemplo, imaginemos que existe um conjunto de células artificiais (nanorrobôs) que patrulha o sistema circulatório em busca de pequenas células cancerígenas ou vírus de forma a destruí-los. Estaríamos então na presença de um sistema imunitário programável, capaz de prevenir todo um conjunto de doenças.
Claramente, e apesar dos nanorrobôs estarem ainda em fase de investigação e desenvolvimento, as perspectivas que se abrem são muitíssimo interessantes. No entanto, alguns engenhos primitivos já foram testados. Um exemplo é um sensor com um interruptor de aproximadamente 1,5 nanómetros de comprimento, capaz de contar moléculas específicas numa amostra química.
Todavia os nanorrobôs são apenas um exemplo de sistemas nanoelectromecânicos (NEMS). A nanorrobótica engloba o design e fabrico de nanorrobôs com dimensões da ordem do micrómetro e seus componentes, a programação e coordenação de um conjunto de nanorrobôs, bem como a montagem dos componentes dos mesmos. A montagem pode ser feita por manipulação directa com macro ou micro aparelhos ou através de auto-replicação.
Actualmente o maior obstáculo a ser ultrapassado é a falta de eficácia nos processos de construção das estruturas à escala do nanómetro. Até à data, a nanomanipulação é apenas conseguida através de SPMs (scanning probe microscopes) ou pela montagem de blocos resultantes de síntese química (por exemplo nanopartículas coloidais). Este processo parece ser eficaz na construção de nanoestruturas numa metodologia “bottom-up”, sendo contudo pouco rentável. No futuro espera-se encontrar novas formas, mais eficientes, de nanomanipulação. No entanto os SPMs poderão continuar a ser utilizados para reparar ou modificar estruturas construídas por outros meios.
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