nanomateriais

Nanomateriais são materiais com pelo menos uma dimensão na escala nanométrica, tipicamente entre 1 e 100 nanômetros. Nessa escala, propriedades físicas, químicas e ópticas podem diferir significativamente das dos materiais macroscópicos, em parte pela grande relação superfície-volume e, em alguns casos, por efeitos quânticos. Esses atributos podem conferir maior reatividade, cores ajustáveis, propriedades mecânicas, elétricas e ópticas distintas, bem como maior área de superfície por volume.

Os nanomateriais incluem diversas geometrias: nanopartículas (pontos), nanofios e nanotubos (dimensões alongadas), nanosheets (camadas planas finas) e nanocompósitos (matérias com matriz contendo fases nanoestruturadas). Pontos quânticos são semicondutores em escala nanométrica que exibem confinamento quântico, resultando em propriedades ópticas dependentes do tamanho.

A síntese ocorre por abordagens top-down (remoção de material de um sistema maior, como litografia ou moagem) ou bottom-up (construção a partir de unidades moleculares por meio de síntese química, autoorganização ou deposição).

As aplicações abrangem medicina (entrega de fármacos, diagnóstico por imagem), eletrônica e optoeletrônica (sensores, LEDs, transistores), energia (baterias, supercapacitores, células solares), catálise (nano-catalisadores) e tratamento ambiental (remediação, purificação de água).

A caracterização utiliza técnicas como microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia de força atômica (AFM) e dispersão de luz dinâmica (DLS), entre outras. Questões de segurança e ética envolvem nanotoxicologia, destino ambiental, exposição ocupacional e regulamentação. Desafios atuais incluem reprodutibilidade, escalabilidade, padronização de métodos e custo. A pesquisa em nanomateriais continua, buscando maior desempenho, segurança e sustentabilidade.