Nanodiamantes | Material Microscópico do Futuro

Nanodiamantes: o Material Microscópico e Brilhante que Vai Moldar o Futuro


Por: Ashley Feinberg

Nanodiamantes são, em sua forma mais básica, partículas baseadas em carbono com mais ou menos 4 ou 5 nanômetros de diâmetro e coberta de facetas, como uma bola de futebol. Por terem esse formato, os nanodiamantes criam ligações intensas com uma grande variedade de moléculas diferentes. Mas talvez você se surpreenda com o que faz deles tão crucial para o avanço da mecânica quântica, da biotecnologia e de tantos outros campos: são os seus defeitos.

Não é possível ver essas pedrinhas brilhantes a olho nu, porque são diamantes de mais ou menos cinco nanômetros (ou cinco vezes a bilionésima parte do metro) de comprimento. Mas não se deixe enganar pelo seu tamanho: nanodiamantes podem abrir portas em diversas áreas, da engenharia elétrica à oncologia. Vejamos como eles podem melhorar um pouquinho a vida de todo mundo.
O que são nanodiamantes?

Embora sejam absurdamente úteis, nanodiamantes só existem graças a uma das forças mais destrutivas já forjadas pela humanidade: o armamento nuclear.

Em 1963, três cientistas soviéticos trabalhavam duro pesquisando bombas nucleares. Como você pode ver na animação abaixo, para a bomba explodir, o núcleo (seja de plutônio, urânio etc) precisa ser esmagado de forma rápida e forte. A forma mais fácil de fazer isso? Explosivos, é claro.

O que aconteceu foi que, nesse caso, os cientistas soviéticos usaram explosivos baseados em carbono e, você sabe, é disso que diamantes são feitos. No entanto, eles encontraram algo inesperado: a fuligem que sobrou dos explosivos estava cheia de nanopartículas de diamante (com tamanhos variando entre 4 e 10 nanômetros). Não serviriam para um anel de noivado, mas essas joias microscópicas abriram um mundo de possibilidades mais incríveis do que qualquer outra rocha poderia sonhar em oferecer.

Nanodiamantes | Material Microscópico do FuturoEm um diamante comum, qualquer tipo de cor normalmente faz seu valor cair drasticamente. Mas ninguém está tentando comprar ou vender uma versão microscópica com base em sua cor, quilate, lapidação ou pureza. De fato, uma imperfeição única e cuidadosamente controlada pode dar aos nanodiamantes um núcleo colorido, permitindo-os agir como átomos.

Levando em conta seu tamanho, eles têm uma grande superfície que permitem se formar ligações fortes com diversos outros materiais. Além disso, por não serem tóxicos, os nanodiamantes podem ser perfeitos para muitos usos biomédicos e mecânicos, apenas esperando serem colocados em prática.

Um futuro brilhante

Um aditivo microabrasivo

O diamante, por ser extremamente duro e quimicamente estável, é um dos melhores abrasivos do mundo natural. O pó de nanodiamante tem as qualidades abrasivas do diamante e as qualidades funcionais do pó, e serve para criar polidores altamente eficientes, na forma de pasta, gel etc. O resultado: é possível deixar diversas superfícies mais lisas e suaves do que nunca, abrindo um mundo em potencial.

Nanodiamantes | Material Microscópico do Futuro
A cada dia, surgem mais usos comerciais para essas pedrinhas. Por exemplo, o mundo da mecânica de automóveis está começando a ver nos nanodiamantes um aditivo perfeito para o combustível. Nos motores de combustão interna, as partículas agem como rolamentos microscópicos, reduzindo o atrito entre os pistões e o motor. O resultado? Uma vida útil maior para o motor, menos desgaste e menor consumo de combustível. Mas a utilidade não para nos motores: esta poderia ser a próxima geração do tradicional lubrificante WD-40.

Cosméticos mais eficazes

Nanodiamantes possuem um poder de absorção excepcionalmente alto, então adicioná-los a produtos para a pele levaria seus princípios ativos a seu potencial máximo. O material absorve mais o princípio ativo, e penetra até níveis mais profundos da pele, carregando o princípio ativo com ele.

Os nanodiamantes têm um futuro brilhante nos cosméticos, e não é apenas por absorverem compostos sintéticos. Suas moléculas também formam ligações especialmente fortes com a água. Por isso, qualquer creme ou loção baseada em nanodiamantes será absorvida completa e rapidamente pela pele, como também deixa a pele hidratada por mais tempo – já que os nanodiamantes mantêm a água com eles.

Por enquanto, não existe no mercado nenhum produto de beleza baseado em nanodiamantes, mas há bastante potencial nessa área, seja em loções, cremes antiacne ou até mesmo pomadas medicinais.

Lutando contra o câncer

Nenhuma quimioterapia é totalmente efetiva, e é ainda mais difícil tratar tumores cerebrais, particularmente o glioblastoma. Os remédios quimioterápicos que existem hoje têm dificuldade para penetrar a barreira hematoencefálica, isto é, a legião de vasos sanguíneos que envolvem o cérebro. Mesmo os medicamentos que às vezes atravessam essa camada raramente permanecem no tumor por tempo suficiente para causar um efeito relevante.

Porém, ao combinar esse remédio aos nanodiamantes, as incríveis propriedades absorventes dessas pequenas moléculas podem fazer maravilhas pela luta contra o câncer. A maior vantagem deles é levar remédios quimioterápicos através da barreira hematoencefálica, diretamente até o cérebro.

Mas isso fica ainda melhor. Em setembro do ano passado, pesquisadores do UCLA’s Jonsson Comprehensive Cancer Center usaram ratos para desenvolver uma estratégia que permite criar laços mais fortes entre moléculas de doxorrubicina (um remédio popular contra o câncer) e as superfícies dos nanodiamantes. O resultado é um super-remédio chamado ND-DOX.

As proteínas do tumor podem expulsar remédios anticâncer para fora dos tecidos saudáveis antes que eles tenham tempo de fazer efeito. No entanto, o tumor não consegue desviar os nanodiamantes da mesma forma. Então, não apenas os remédios anticâncer ficam mais tempo no tumor, como elas também protegem os tecidos saudáveis, limitando quaisquer efeitos colaterais.

Durante o experimento da UCLA, a taxa de sobrevivência dos ratos tratados com ND-DOX foi significantemente maior comparada com os ratos tratados com o remédio não-modificado. Dean Ho, do UCLA School of Dentistry, um dos cientistas que participaram do estudo, disse:

Nanomateriais são veículos promissores para tratar diferentes tipos de câncer. Nós estamos procurando pelas drogas e situações em que a nanotecnologia realmente ajude a quimioterapia a funcionar melhor, tornando tudo mais fácil para o paciente e mais difícil para o câncer.

Diamantes na boca

Mas a quimioterapia não é o único tratamento em que Ho e sua equipe planejam usar os nanodiamantes. No futuro, eles pretendem usá-los em nossas bocas.

Durante operações de reparo nos dentes e mandíbula, os médicos normalmente são forçados a fazer uma cirurgia invasiva. Eles colocam uma esponja cheia de proteína estimulante para o crescimento dos ossos na área atingida. Essas cirurgias, ainda que efetivas, tendem a ser caras, demoradas e, assim como a maioria das cirurgias invasivas, muito dolorosas. Mas tudo isso pode mudar graças a outro estudo liderado por Ho.

A equipe descobriu que os nanodiamantes “se ligam rapidamente tanto à proteína morfogenética óssea quanto ao fator de crescimento de fibroblastos”. Basicamente, ambos estimulam a reconstrução do osso e da cartilagem. E mais, a ampla superfície dos pequeninos diamantes faz com que as proteínas permaneçam lá por um longo período de tempo. E para aplicar esses nanodiamantes, basta uma injeção ou um bochecho – nada de cirurgias invasivas.

Processamento óptico mais rápido…

Também existem muitas utilidades fora da área médica. Transistores ópticos são reguladores de fluxo, que agem da mesma forma em raios de luz como os transistores eletrônicos agem em elétrons. Hoje em dia, eles são criados usando moléculas tingidas com corante.

Mas esse tipo de equipamento óptico só pode operar em temperaturas extremamente baixas: por isso, qualquer uso fora do laboratório costuma ser impensável. Isso é um azar e tanto, porque o processamento de sinal óptico tem o potencial para ser significativamente mais rápido que os transistores tradicionais, se pudesse funcionar em temperatura ambiente.

Uma equipe de pesquisa no Instituto de Ciências Fotônicas, em Barcelona, pode ter finalmente encontrado um caminho para tornar o processamento óptico mais viável. Os transistores consistem, em sua maior parte, de um único laser verde poderoso focado em um nanodiamante, que por sua vez contém uma única vacância de nitrogênio. Trata-se de uma imperfeição em um só átomo; se não fosse por ele, o diamante seria um cristal perfeito de carbono.

Quando está “ligado”, o laser verde seria transmitido através do diamante. Mas, ao desligar o transistor, ele transmitiria um laser extra, quase infravermelho, mudando a forma como a luz verde seria afetada pela vacância de nitrogênio. Se você juntar uma porção de nanodiamantes e guiar a luz dos lasers, seria possível criar circuitos lógicos e, no fim, circuitos integrados completos que funcionam à base da luz, não da eletricidade. E tudo isso pode chegar em menos de uma década.

… e computação quântica mais rápida ainda

Um tipo específico de “defeito” em nanodiamantes pode ser ainda mais interessante. Trata-se do “centro de nitrogênio-vacância negativamente carregado”. Eita. De acordo com o MRS Bulletin:

Na última década, os centros de nitrogênio-vacância (NV, em inglês) em diamantes vêm sendo explorados por seu potencial como uma alternativa em estado sólido para os íons aprisionados na computação quântica. Nessa área, os centros de nitrogênio-vacância superaram as expectativas e mostraram uma capacidade sem precedentes de realizar certos processamentos quânticos e operações de armazenamento em temperatura ambiente.

Basicamente, os computadores quânticos atuais são capazes de funcionar a velocidades incríveis, mas uma das desvantagens é que os íons que processam a informação são muito frágeis. Nós podemos contornar esse problema ao esfriar esses íons até quase o zero absoluto (para minimizar o ruído térmico, que pode destruí-los). Mas não é fácil manter um computador a quase 273°C negativos. Centros de nitrogênio-vacância, no entanto, são muito menos temperamentais, e podem ser usados em computadores quânticos que funcionam em temperatura ambiente.

Além disso, por incrível que todo esse potencial pareça ser, isso não custa tão caro assim. Para observar o fenômeno, cientistas usaram um laser, um microscópio, uma fonte de energia de radiofrequência e um fotodiodo de avalanche – um semicondutor altamente sensível que converte luz em eletricidade.

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Há muitas formas diferentes de se produzir centros de nitrogênio-vacância, cada um com suas vantagens e desvantagens. Qual escolher? Isso depende apenas do que você pretende fazer com seus pedacinhos de pó de diamante. Acredite: não faltam opções.

Sensores biológicos melhores

De acordo com a Professora Tanja Weil, diretora do Instituto de Química Orgânica III da Universidade de Ulm (Alemanha):

Testes sanguíneos comuns não capturam com precisão – como seria esperado – os íons de ferro livres no sangue. O ferro livre é tóxico e, para todos os fins, é dificilmente detectável no sangue.

Os métodos atuais para análise do sangue não medem o nível de íons de ferro. Em vez disso, eles medem as proteínas responsáveis pelo armazenamento e transporte do ferro, contadas através de estimativas e técnicas imunológicas. Mas, como os médicos dependem de métodos tão indiretos, os resultados podem ser bem inconsistentes. E isso pode ser um problema!

Do jeito que as coisas são hoje, não temos métodos precisos para detectar a deficiência de ferro – como a anemia – ou altos níveis do metal no sangue, que podem indicar algum tipo de resposta inflamatória aguda. Os cientistas da Universidade de Ulm desenvolveram um método que vai direto à fonte e mede diretamente os níveis de ferritina -uma proteína do sangue que leva íons de ferro – permitindo que doenças sejam detectadas antes e de forma muito mais exata.

O professor Fedor Jelezko, diretor do Instituto de Ótica Quântica na Universidade de Ulm, usou nanodiamantes com pequenos defeitos, que não os deixam perfeitamente incolores e transparentes. Ele explica como sua tecnologia foi desenvolvida com sucesso, e é sensível o suficiente para ser usada:

Esses centros de cor nos permitem medir a orientação dos spins dos eléctrons nos campos externos e, assim, medir sua força. Nós [absorvemos ferritina na superfície do diamante] com a ajuda de interações eletrostáticas entre as pequenas partículas de diamante e a ferritina. Modelos teóricos foram essenciais para dar certeza que o sinal medido é de fato consistente com a presença de ferritina e para, com isso, validar o método.

De agora em diante, a equipe de Ulm poderá medir a quantidade de ferritina, assim como a média de ferro encontrada em cada proteína individualmente. E as possibilidades abertas para outras técnicas de diagnóstico médico parecem infinitas.

Isso é só o começo; dificilmente passa um dia sem que alguém descubra uma técnica totalmente nova para essas joias milagrosas e relativamente desconhecidas (pelo menos até agora). Mas não se preocupe, elas não serão desconhecidas para sempre. Com tanto potencial, não vai demorar até que os nanodiamantes estejam na ponta da língua de todo mundo, literalmente ou não.

Fontes:

[Ray Techniques Ltd, Science Direct, UCLA, Medline Plus, Phys.org 1, 2, Optics and Photonics News, Azonano.com, Instruments in Education Development]

Imagens: Russian Journal of Applied Chemistry, Nanometer.ru, Lehigh.edu, Macquarie University, UCLA, Adamas Nano, Sustainable Nano. Foto inicial por Judy van der Velde/Flickr

Culturas Arcaicas e Culturas Primitivas

Culturas Arcaicas e Culturas Primitivas

Segundo Lévi-Strauss existe três tipos de sociedades:
- as contemporâneas, que se encontram em outro lugar do globo;
- as que se manifestam perto do mesmo lugar, mas que as antecedem no tempo e,
- as que existiram em um tempo anterior ao seu e num lugar distinto daquele em que se situa. 

Sobre as civilizações desaparecidas, conhecemos apenas alguns aspectos, ou seja, o que conhecemos é só aquilo que não foi destruído pelo tempo. E o que restou ainda não é suficiente para se entender como viviam as sociedades antigas.

Lévi-Strauss classifica no texto a existência de duas civilizações:
- uma atual e a outra
- desaparecida) oferecerem semelhanças em alguns aspectos, a analogia de todos os aspectos. Ora, esta maneira de raciocinar não só é logicamente insustentável, mas ainda, num bom número de casos é desmentida pelos fatos.

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Lévi-Strauss critica o evolucionismo que tenta fazer certa analogias das culturas antigas com as culturas da civilização ocidental.

Lévi-Strauss alega que não existe “povos sem história”. O estudioso fala sobre o falso evolucionismo ao abordar que as sociedades antigas tem basicamente a mesma ordem de grandeza das sociedades modernas.

Lévi-Strauss diz que por uma cultura arcaica ou primitiva ser desconhecida de nós “contemporâneos”, não significa que ela nunca existiu. Pois, essas culturas por mais que não tem sua história registrada, mesmo assim, pode se acreditar que nesse tempo, existiu homens e mulheres que viveram com as mesmas necessidades básicas da vida humana como a nossa.

Lévi-Strauss afirma ter existido duas espécies de história que podem contribuir para a interpretação da diversidade cultural:
- uma é a história progressiva, aquisitiva – que contribuiu para a formação da civilização; e uma outra
- é a história que não teve tanto desenvolvimento cultural.

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4 Tipos de Pessoas Que Nunca (Ou Quase Nunca) Mudam

4 Tipos de Pessoas Que Nunca (Ou Quase Nunca) Mudam


Para se desenvolver profissionalmente, o indivíduo deve ser treinável, isto é, aceitar feedback e críticas
Na semana passada, eu dava uma palestra sobre “Como vencer o estresse e a adversidade”, no Fórum de Secretariado e Assistentes de Alta Direção, quando uma participante perguntou o seguinte:

Como eu faço para mudar um gerente que trata mal outras pessoas?

Ela explicou ainda que, como era a secretária do presidente, não era vítima desses maus-tratos, mas que outras pessoas sofriam um bocado. E essa era a razão de querer ajudar esse executivo a mudar.

Sem dúvida, um propósito muito nobre. Entretanto, quantas vezes você já tentou mudar alguém? E qual foi sua taxa de sucesso?

Um grande problema que enfrentamos é que as pessoas querem ajudar outras a mudar seus comportamentos, mas não têm critérios para selecionar a quem oferecer ajuda. Sentem-se frustradas, desgastadas, impotentes e, em casos mais extremos, tentam conviver com essas pessoas, se traumatizam e adoecem.

A causa disso é que desconhecem que há pessoas que não podem ser desenvolvidas e que, portanto, não podem ser ajudadas. Uma boa solução, portanto, é perguntar, antes de qualquer coisa: “O que devo considerar para selecionar a quem ajudar a mudar o comportamento?”

É importante identificar se essa pessoa possui uma ou mais das características abaixo e, em caso positivo, desista. Pois são indivíduos que não podem ser mudados:

1 -  Pessoas que não se responsabilizam pelo resultado de suas ações. Alguém que faz algo que dá errado e responsabiliza a tudo e a todos pelo erro, exceto a si mesmo, não tem como ser desenvolvido.

2 - Pessoas com doenças psicológicas. Indivíduos com síndrome do pânico, depressão, fobias e outras patologias de caráter psicológico devem ser tratadas por profissionais habilitados para tanto. Ou seja, psicólogos e médicos. O melhor que se pode fazer, nesses casos, é sugerir e insistir para que essas pessoas procurem auxílio desses profissionais.

3 - Pessoas de má índole. Você não tem como mudar alguém que se comporta como um bandido. Nesse caso, é necessário procurar se afastar dessa pessoa, ou restringir sua presença a ela ao mínimo possível. Sempre com muita burocracia e registrando tudo que for combinado. Não se pode mudar alguém que é mau-caráter.

4 - Pessoas que não querem ser mudadas. Essencialmente pessoas que não desejam sua ajuda.

Um indivíduo, para se desenvolver, deve ser treinável, isto é, aceitar feedback e críticas de outras pessoas, processá-las, aprender e aprimorar-se continuamente. Quem não está disposto a fazer isso não tem como ser desenvolvido.

Portanto, cuidado com sua nobre intenção de querer ajudar as pessoas. Você deve focar sua energia e atenção somente naquelas que desejam mudar, e não naquelas que precisam mudar.

É claro que você deve sempre instigar as pessoas a se aprimorar, mas não considere que todas estejam dispostas a isso.

O importante é que você use sua energia com indivíduos que valham a pena. E apoiá-los a vencer em suas carreiras e vida, mesmo que tenham de disputar com aqueles que não respeitam as regras do jogo, são doentes ou irresponsáveis demais para amadurecer.

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O Brasil é Mais Rural do que se Imagina

O Brasil é Mais Rural do que se Imagina

O Brasil é Mais Rural do que se Imagina

Não existe país com mais“cidades”do que o Brasil. Eram 5.546 quando houve o último Censo Demográfico (2010). A menor, União da Serra, no nordeste gaúcho, tinha apenas 18 habitantes. E não é uma exceção: são 90 as “cidades” com menos de 500 habitantes. Mas, lugar com tão poucos moradores poderia ser mesmo considerado uma cidade?

No mundo todo não, mas no Brasil os critérios de definição do que é uma cidade são meramente administrativos: toda sede de município é considerada uma cidade, independente da densidade demográfica ou outros critérios funcionais. Mesmo que só tenha quatro casas, nas quais residem três famílias de agricultores e uma de madeireiro (como é o caso de União da Serra, citada acima). De um total de 5.507 sedes de município existentes em 2000, havia 1.176 com menos de 2 mil habitantes, 3.887 com menos de 10 mil, e 4.642 com menos de 20 mil, todas com estatuto legal de cidade idêntico ao que é atribuído aos núcleos que formam as regiões metropolitanas. E todas as pessoas que residem em sedes, inclusive em ínfimas sedes distritais, são oficialmente contadas como urbanas.

Em outras partes do mundo, não existe um único critério para se definir o que é cidade e sim uma combinação de critérios estruturais e funcionais. Critérios estruturais são, por exemplo, a localização, o número de habitantes, de eleitores, de moradias, ou, sobretudo, a densidade demográfica.

Vale lembrar que também não é verdadeiro o critério que torna agropecuária sinônimo de rural e vice-versa; assim, uma comunidade rural não necessariamente é agricultora. Critério funcional é a existência de serviços indispensáveis à urbe. Um exemplo ilustrativo é o caso de Portugal, onde a lei determina que uma vila só possa ser elevada à categoria de cidade se, além de contar com um mínimo de 8 mil eleitores, também oferecer pelo menos metade dos seguintes dez serviços: 1) hospital com permanência; 2) farmácias; 3) corporação de bombeiros; 4) casa de espetáculos e centro cultural; 5) museu e biblioteca; 6) instalações de hotelaria; 7) estabelecimentos de ensino preparatório e secundário; 8) estabelecimentos de ensino pré-primário e creches; 9) transportes públicos, urbanos e suburbanos; 10) parques e jardins públicos. Se tomássemos por base os critérios lusitanos, no Brasil existiriam, na melhor das hipóteses, umas 600 cidades.

Além da questão da densidade demográfica e também pelo fato de ter ainda muitas áreas intocadas pelas artificialidades do ambiente totalmente urbano, o Brasil é mais rural do que oficialmente se calcula, se considerarmos que há níveis intermediários entre o que é campo e o que é cidade. O que não é negativo, pois hoje em dia, nos países de primeiro mundo, está ocorrendo uma valorização constante de tudo que se distingue da artificialidade urbana: paisagens silvestres ou bem cultivadas, água limpa, ar puro e mais silêncio. Sob esse ponto de vista, cai o mito de que ser rural é ruim, atrasado e sinônimo de miséria. E depois da proliferação de purgatórios em torno das aglomerações urbanas, é impossível continuar pensando que seja essa a solução para o desenvolvimento de um país como o Brasil. Pelo contrário: as tendências mundiais mostram que algumas das principais vantagens competitivas do século XXI dependerão da força de economias e ambientes rurais. 

20 Fotos Fantásticas