O Novo Caminho da Engenharia

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O Novo Caminho da Engenharia
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Um centímetro é aproximadamente um feijão. Se
dividirmos por 10, cada divisão será um
milímetro, que é o tamanho de uma pulga. Se
dividirmos de novo por 10, teremos 100
mícrometros. Que é a espessura de um fio de
cabelo humano. Se divirmos por 100, temos um
micrometro. Que é o tamanho de uma bactéria. Se
dividirmos por 10, temos 100 nanometros. Que é o
tamanho de um vírus. Dividindo por 100, teremos
um nanometro. Que é o tamanho de uma molécula.
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Nano em que sentido?
Dimensão Zero
Uma Dimensão
Duas Dimensões
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Como construir coisas tão pequenas?
Cima para Baixo (top-bottom) Iniciando por um
componente microscópico que será cominuido ou
esculpido até o tamanho nanométrico. Dentre as
técnicas estão moagem e fotolitografia. Baixo
para Cima (bottom-top) Partindo de componentes
menores. Dentre as técnias temos junção atômica e
molecular, como em sistemas biológicos.
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Cima para Baixo (top-bottom)
Ex Fotolitografia
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Baixo para Cima (bottom-top)
Deve-se reunir átomos e moléculas de maneira
controlada por processos químicos ou
biológicos. Exemplo Crescimento de Nanowires.
Crescimento de nanofibra de carbono obtida por
filmagem in situ em microscopia eletrônica de
transmissão. Níquel foi utilizado como
catalizador em atmosfera de metano e hidrogêncio
em temperaturas elevadas. (www.topsoe.com/site.nsf
/all/EOTT-5VTMPT?OpenDocument)
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Baixo para Cima (bottom-top) (continuação)
Para contornar esses desafios, outra técnica é a
utilização de Microscopia de Força Atômica, como
instrumento para montagem e medição de
propriedades de compostos nanométricos.
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Força Atômica Escrita e Leitura
Nanométricas
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Mas porque fazer coisas tão pequenas?
Menor significa um maior número de objetos por cm3
Transistores da Intel Presente e futuro
Explorar as propriedades inesperadas das
substâncias nas condições nanométricas.
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Partículas de Ouro em Vidro
Partículas de Prata em Vidro
25 nm
100 nm
40 nm
50 nm
100 nm
100 nm
Chad Mirkin, Northwestern University, artigo do
NYTimes por K. Chang - 2005
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O que é Nanotecnologia?
Como a nanotecnologia difere das ciências comuns
microscópicas? Que envolve também a interação
e/ou estruturas no nível molecular ou nano? De
acordo com a NNI (National Nanotechnology
Initiative)
Nanotecnologia envolve criação e uso de
estruturas, dispositivos e sistemas que têm
propriedades e funções novas devido ao seu
tamanho pequeno ou intermediário. (traduzido)
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Aplicações Reais
Bugbot for traveling and taking photos in human
digestive system (Carnegie Mellon University)
Carbon nanotube transistor (Stanford University)
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Aplicações Reais

• Engenharia Civil
• Tinta Purificadora de Ar Nanopartículas de TiO2
  60 de redução de NOx e CO2
• Nanopartículas de ferro/paládio, ferro/prata ou
  zinco/paládio podem servir como redutores e
  catalisadores potentes para uma grande variedade
  de contaminantes ambientais comuns.
• Nanopartículas de Fe2O3 em cimento Mortar

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Engenharia NanoMecânica
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Aplicações Reais
Engenharia Mecânica Aplicação de Nanotubos de
Carbono em Nano-compósitos
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Aplicações Reais
Engenharia Mecânica Nanopartículas em tintas
anti-risco da Mercedes-Benz
http//500sec.com/mercedesclearcoat.html
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Aplicações Reais
Engenharia Têxtil Nanorods de ZnO para proteção
de tecidos contra UV
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Aplicações Reais
Engenharia Têxtil Power-Shirt Tecidos
geradores de energia recobrimento de ZnO e Pt
http//www.sciencedaily.com/releases/2008/02/08021
3133347.htm
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Aplicações Reais
Engenheiros na Bio-Medicina
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(No Transcript)
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rhrcastro_at_fei.edu.br