Como capitalizar o potencial da nanotecnologia e evitar suas potenciais consequências negativas? Essa foi a pergunta que Christine Peterson fez quando fundou o Foresight Institute, um think tank sem fins lucrativos em nanotecnologia há trinta anos. E agora, ela diz, essa questão continua a guiá-la. Nos últimos dez anos, a nanotecnologia fez um progresso significativo e encontrou alguma aplicação prática. Alguns estão desenvolvendo projetos em nanoescala para implantes médicos que podem estimular o crescimento das células ósseas e a expressão genética positiva. Outros estão trabalhando para criar nanopartículas gerenciáveis que possam detectar e até destruir células cancerosas.
A ideia de nanomáquinas que viajam pelo corpo e o reparam no nível celular se aproximou da realidade graças ao desenvolvimento de nanomotores e nano-foguetes. Mas antes de chegarmos a eles, Peterson acredita que há outras implicações interessantes para a nanotecnologia. Por exemplo, superfícies autolimpantes e catalisadores nanotecnológicos que retêm gases de efeito estufa e convertem dióxido de carbono nas substâncias de que as fábricas precisam.
No final do mês passado, Peterson falou no Global Summit em San Francisco. Nesta entrevista, você aprenderá como, na opinião dela, a nanotecnologia nos ajudará a resolver o problema da água, do tratamento do câncer e nos conduzirá a um futuro melhor.
Nanotecnologia hoje: um ponto vago na curva exponencial?
Eu divido a nanotecnologia em três estágios: materiais, dispositivos, sistemas. Cada um deles segue sua própria curva. Neste ponto, vemos principalmente produtos de nanopartículas, mas eles não têm precisão em escala molecular - eles não são atomicamente precisos. À medida que esse parâmetro for melhorando, veremos o surgimento de materiais com essa precisão, principalmente em filtração e catálise.
Assim que esses produtos chegarem ao mercado, veremos eles explodirem como um foguete. A demanda por água potável é enorme. A demanda por gerenciamento de gases de efeito estufa é enorme. Quem chegar primeiro a esses gols, o resultado será positivo.
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Explique a nanotecnologia para um estranho na rua em poucas palavras
A natureza manipula moléculas individuais para criar as coisas mais complexas do mundo - plantas, animais e nossos próprios corpos. O desafio da nanotecnologia é usar sistemas de máquinas moleculares para criar tudo o que quisermos com o mesmo nível de precisão e fazer isso de forma tão limpa quanto a natureza.
Em 2013, você previu que os avanços da nanotecnologia nos próximos dez anos na medicina terão um impacto significativo na detecção, na imagem e no tratamento do câncer. Quais avanços na nanotecnologia foram os mais importantes para a medicina nos últimos dois anos?
Foi necessário um grande esforço - centenas de milhões de dólares - para usar a nanotecnologia para combater o câncer, e o esforço está valendo a pena.
Muitos grupos diferentes, como o Centro de Stanford para o Avanço da Onconanotecnologia, estão experimentando nanopartículas para tentar obter deles comportamentos úteis, como transmitir um sinal colorido quando uma célula cancerosa é encontrada ou se ligar a uma célula cancerosa até que seja estudada. Eles também podem ser programados para liberar uma molécula especial de sinalização quando uma célula cancerosa é detectada.
Muitas outras reações incomuns podem ser criadas no laboratório. Por exemplo, uma nanopartícula pode absorver luz e criar uma vibração acústica de baixa potência quando um tumor é detectado, ou pode liberar calor para destruir uma célula.
Quais ensaios clínicos são mais encorajadores para você?
Um dos meus favoritos é o MagArray. Ele anexa nanoímãs às células cancerosas e as identifica com uma amostra em um chip. Leva menos de uma hora e requer treinamento técnico mínimo. Além do câncer, este método pode ser usado para monitorar citocinas, o que é útil quando se trabalha com Alzheimer e doenças autoimunes.
Claro, se pudermos combater o câncer - e certamente podemos - o Alzheimer se tornará um problema ainda maior do que é agora. Apenas lutar contra o câncer não será suficiente. Precisamos continuar trabalhando e lidar com todas as doenças crônicas.
Existem novos “materiais inteligentes” que estão sendo testados em dispositivos nanotécnicos e que podem substituir em breve as tecnologias modernas? Se sim, quais são?
Por exemplo: gosto da ideia de materiais autolimpantes. A Universidade de Cambridge está trabalhando para criar superfícies nas quais nanopartículas de dióxido de titânio fotocatalítico sejam incorporadas. Eles usam luz ultravioleta para converter a sujeira da superfície em dióxido de carbono e água. Uma gota de óleo do tamanho de uma impressão digital em tal superfície é removida em uma hora e meia.
Um dia teremos implantes de metal que não servem para muitos propósitos. A Universidade de Montreal e seus parceiros encontraram uma maneira de criar padrões em nanoescala na superfície de tais implantes, e eles podem aumentar o crescimento de células ósseas, reduzir o crescimento de células indesejadas, estimular o desenvolvimento de células-tronco e alterar a expressão gênica de forma positiva. Surpreendente. Muitos desses usos desapareceram literalmente das páginas da ficção científica.
Na Austrália, a RMIT e a Universidade de Adelaide estão trabalhando em materiais que usam cristais em nanoescala - ressonadores dielétricos - para transmitir ou bloquear a luz de um comprimento de onda específico. Isso pode levar à criação de lentes de contato que mudam o que vemos, ou mesmo a criação de um display head-up que mostra informações adicionais em nosso campo de visão. Finalmente, posso lembrar os nomes de pessoas que conheci antes.
Quando você co-fundou o Foresight Institute, quais foram suas inspirações? Que pergunta o preocupava naquela época?
Então fiquei preocupado com a questão: como extrair benefícios colossais das possibilidades da nanotecnologia e evitar possíveis consequências negativas, tão colossais quanto?
Gostaríamos de acelerar o desenvolvimento de aplicações médicas avançadas e outras aplicações positivas e evitar que os militares se desenvolvam na mesma proporção. Compreender o poder da nanotecnologia na melhoria da qualidade de vida e especialmente da medicina já percorreu um longo caminho, mas devido a várias restrições, o uso médico está constantemente sendo adiado. Na esfera militar, o oposto é verdadeiro: os militares obtêm acesso antecipado a novas tecnologias e as aplicações militares são financiadas dez vezes melhor.
Combinando essas tendências, fica claro por que é difícil acelerar o desenvolvimento de aplicações médicas dessa tecnologia e, simultaneamente, desacelerar o desenvolvimento das Forças Armadas. Esta é uma tarefa difícil.
Era 2025, como a nanotecnologia melhorou o meio ambiente?
A esta altura, e talvez até antes, pode haver dois grandes avanços. Primeiro, podemos resolver o problema da água usando filtragem de precisão molecular. Essa tecnologia já está sendo desenvolvida pela empresa privada AquaVia com apoio da National Science Foundation.
Em segundo lugar, podemos limpar o ar da poluição, incluindo gases de efeito estufa, com a ajuda de catalisadores nanotécnicos que removem o dióxido de carbono do ar e o convertem em produtos químicos que podem ser usados na indústria. É nisso que Christian Schaffmeister, da Temple University, está trabalhando.
Quase qualquer problema ambiental que possa ser imaginado pode ser teoricamente resolvido usando nanotecnologia avançada. Foi esse sonho de restauração ambiental que me empurrou para este campo há décadas, e é bom ver que finalmente está começando a se tornar realidade.
O que pode nos impedir nos próximos 10 anos?
Ambas as perspectivas estão definitivamente a caminho. A única questão é quando. Precisamos investir mais recursos em P&D. Existem talentos, existem ideias, a questão é o financiamento.
Qual é o seu “objeto inteligente” favorito do futuro?
Eu costumo recorrer ao experimento mental. Imagine uma cadeira feita de sistemas de máquinas moleculares. Essas máquinas podem ser reorganizadas em outra forma, como uma mesa. Quanto tempo vai demorar para eles mudarem de forma de um para outro? Você pode facilmente imaginar esse experimento, já que você mesmo é composto de máquinas moleculares.
Imagine-se agachado para formar uma cadeira e, em seguida, caindo de quatro e se tornando uma "mesa". Toda a operação leva menos de um segundo. Este é o tempo máximo que uma cadeira de nanomaterial avançada leva para se tornar uma mesa. Pode ser mais rápido se você definir essa meta.
Mas meu sonho é uma "máquina de reparo celular" que pode se mover pelo corpo e reparar DNA, proteínas e outras moléculas. Construir um carro assim não será fácil. Serão necessárias muitas ferramentas removíveis que podem ser carregadas e descarregadas conforme necessário. Mas ela poderia analisar e resolver quase todos os problemas físicos em nossos corpos, incluindo envelhecimento.
ILYA KHEL
