Criando nanofios de cima para baixo

Especialistas em nanociência falam em duas abordagens diferentes para construir coisas em escala nano: a abordagem de cima para baixo e a abordagem de baixo para cima. A abordagem de cima para baixo significa, em suma, que você pega uma quantidade em grande escala do material que pretende usar nos nanofios e esculpe o material até reduzi-lo ao tamanho certo. Uma abordagem de baixo para cima é um processo de montagem em que partículas menores são unidas para criar uma estrutura maior.

David Ritter, SXC Cabos de fibra óptica

Apesar de sermos capazes de produzir nanofios usando as duas abordagens, ninguém descobriu ainda uma maneira de tornar a produção em massa viável. Hoje, cientistas e engenheiros gastariam muito tempo para fabricar nada mais que uma fração do número de nanofios necessários para um chip microprocessador. Um desafio ainda maior é descobrir como organizar os nanofios de maneira adequada quando forem fabricados. As minúsculas escalas dificultam muito a fabricação automática de transístores - hoje, os engenheiros geralmente manipulam os fios com ferramentas enquanto observam tudo através de um poderoso microscópio.

Um exemplo da abordagem de cima para baixo é a forma como os cientistas fazem nanofios de fibra óptica. Cabos de fibra óptica conduzem informações na forma de luz. Para fazer um nanofio de fibra óptica, os engenheiros começam com um cabo comum. Há algumas abordagens diferentes para reduzir um cabo de fibra óptica à escala nano. Os cientistas poderiam aquecer uma haste de safira, enrolar o cabo na haste e puxá-lo, esticando-o até criar um nanofio. Outro método utiliza um minúsculo forno feito de um pequeno cilindro de safira. Os cientistas puxam o cabo de fibra óptica através do forno e o esticam até obterem um nanofio. Um terceiro processo chamado de toque da chama usa uma chama sob o cabo de fibra óptica enquanto os cientistas o esticam [fonte: Gilberto Brambilla e Fei Xu].

No próximo capítulo, falaremos sobre como os cientistas podem criar nanofios de baixo para cima.

De olho na escala nano O microscópio de um nanocientista não é o mesmo que você encontra no laboratório de química da escola. Quando chegamos à escala atômica lidamos com tamanhos que na realidade são menores do que o comprimento de onda da luz visível. Assim, um nanocientista poderia usar um microscópio de varredura por tunelamento ou um microscópio de força atômica. Microscópios de varredura por tunelamento usam uma fraca corrente elétrica para examinar o material. Microscópios de força atômica varrem superfícies com uma ponta muitíssimo fina. Ambos enviam dados a um computador, que reúne as informações e as projeta graficamente em um monitor.