O que é nanotecnologia?

A nanotecnologia pode ser considerada como um conjunto de atividades ou mecanismos que ocorrem em uma escala extremamente pequena, mas que tem implicações no mundo real. Esses mecanismos estão além da percepção dos olhos humanos e operam em uma escala chamada nanométrica (um nanômetro é a bilionésima parte de um metro ou 10-9). É nessa escala de tamanho que a nanotecnologia é trabalhada e que os objetos nanotecnológicos são concebidos. Nessa mesma escala estão os átomos e as moléculas. A nanotecnologia surgiu decorrente da combinação e evolução de diversos campos do conhecimento humano, incluindo a química, a ciência dos materiais, a biologia, a eletrônica, a computação e a física.

Quando a nanotecnologia começou a ser discutida?

Com o passar dos séculos a concepção a respeito da constituição da matéria foi evoluindo, à medida que novos métodos e equipamentos de investigação científica foram sendo aperfeiçoados e incorporados à ciência (HAWKING, 1988). A manipulação de átomos e/ou moléculas individuais em escala nanométrica – a nanomanipulação – é uma ideia relativamente recente, que só ganhou maior consistência a partir de 1959, quando Richard Feynman, um dos mais renomados cientistas do século XX e ganhador de dois prêmios Nobel (ERIC DREXLER, 1992) mostrou que não há razões físicas que impeçam a fabricação de dispositivos através da manipulação de átomos individuais. Ele propôs ainda que essa manipulação não só era perfeitamente possível, como também inevitavelmente resultaria na fabricação de dispositivos úteis e aplicações incríveis para todos os campos do conhecimento (FISHBINE, 2002).

A pesquisa brasileira em nanotecnologia começou a se intensificar no fim da década de 1990. Em 2002, o Núcleo de Estudos Estratégicos da Presidência da República
publicou um estudo ressaltando a relevância da área para o País e os esforços resultaram na elaboração da iniciativa brasileira em nanotecnologia, em 2001, e na criação de redes de pesquisa em nanotecnologia, com a participação de várias instituições, entre elas a Embrapa.

Em que setores a nanotecnologia pode ser aplicada?

A nanotecnologia está presente em vários produtos do nosso cotidiano, como nos laptops, protetores solares, em calçados esportivos, telefones celulares, tecidos, cosméticos, automóveis e medicamentos, entre outros. Também é muito ativa em vários setores, tais como: energia, agropecuária, tratamento e remediação da água, cerâmica e revestimentos, materiais compostos, plásticos e polímeros, aeroespacial, naval e automotivo, siderurgia, odontológico, têxtil, cimento e concreto, microeletrônica, diagnóstico e prevenção de doenças e medicamentos.

Qual impacto da nanotecnologia na agricultura?

Tal como já aconteceu com a eletricidade e os computadores, a nanotecnologia estará em breve presente em quase todas as facetas da vida diária, e por ser uma ciência integrada, oferece a oportunidade de interferir em diversos segmentos econômicos e a agricultura não é uma exceção.

Principalmente nos países em desenvolvimento é que a aplicação de nanotecnologia nos sistemas produtivos ou na indústria de alimentos trará impactos sem precedentes, podendo gerar benefícios, segundo cálculos das Nações Unidas, a um número estimado a cinco bilhões de pessoas nos próximos anos. Esses benefícios não são somente do ponto de vista econômico, mas direta ou mesmo indiretamente, como aumento na qualidade de vida, incremento da produção de alimentos por área cultivada, melhoria da qualidade dos processos agroindustriais e o acesso a novos produtos por um maior número de consumidores.

Como a pesquisa agropecuária tem atuado nessa área?

O objetivo da pesquisa em nanoteconologia conduzida na Embrapa é o de aprimorar a intervenção humana, através do uso do desenvolvimento de ferramentas que permitam o controle sobre os eventos, facilitando a tomada de decisões para obtenção de uma melhor rastreabilidade, produtividade e qualidade de produtos agropecuários. Para tal foi organizada uma rede (Agronano) que conta com mais de 150 pesquisadores de centros de pesquisa da Embrapa e de 53 instituições diversas, abrangendo todo o território nacional.

Quais os benefícios da nanotecnologia para o segmento agrícola?

Assim como nas demais áreas do conhecimento, a nanotecnologia é de extrema importância para o agronegócio de um modo geral. A nanotecnologia poderá gerar uma melhora de qualidade associado ao monitoramento e redução de danos ambientais. Beneficiará o emprego da agricultura de precisão, a rastreabilidade dos produtos, a certificação, a produção de biocombustíveis, a indústria de insumos (fertilizantes, pesticidas) e de medicamentos para uso veterinário, a indústria de alimentos, assim como vários outros setores vinculados à agroindústria serão inevitavelmente beneficiados pelos avanços da nanotecnologia.

O objetivo da nanoteconologia no segmento agrícola é aprimorar essa intervenção humana, através do uso de dispositivos sensores, elevando o controle sobre os eventos e facilitando a tomada de decisões para obtenção de uma melhor rastreabilidade, produtividade e qualidade. Temos como exemplo a agricultura de precisão, que consegue hoje agregar e adaptar tecnologias avançadas para melhorar a eficiência da produção.

A importância da nanotecnologia no agronegócio começa já desde o início das cadeias produtivas, contribuindo de forma significativa na melhoria do desempenho, eficiência e economia de insumos (fertilizantes, pesticidas, etc.), através do desenvolvimento de nanopartículas e nanoencapsulação para liberação controlada de fertilizantes e pesticidas em solos e também de fármacos para uso veterinário.

Na agroindústria, como a nanotecnologia pode ser aplicada?

Na agroindústria são inúmeras as áreas onde a nanotecnologia pode dar contribuição expressiva para aumentar a competitividade do setor. Um exemplo é na melhoria do desempenho de processos e produtos agroindustriais, através do desenvolvimento de membranas de separação e/ou barreira para vários processos agroindustriais e embalagens ativas e inteligentes para alimentos e bebidas e purificação de água, com controle da nanoestrutura, que possuem uma enorme importância neste setor.

O desenvolvimento de um sensor para avaliar o sabor de bebidas como café, vinho e leite, batizado de "Língua Eletrônica", pode ser considerado promissor nessa área. O aparelho é capaz de detectar características sensoriais desses produtos como amargor, doçura e azedume. Ao apresentar sensibilidade maior que uma língua humana, a língua nanotecnológica demonstrou um potencial fabuloso para a indústria alimentícia. O produto, desenvolvido sob a coordenação da Embrapa Instrumentação (São Carlos, SP), mostrou como a nanotecnologia poderia ampliar horizontes de aplicação.

Quais pesquisas têm sido realizadas no Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio da Embrapa?

Suas principais linhas de pesquisas são o desenvolvimento de sensores e biossensores, aplicados ao controle de qualidade, certificação e rastreabilidade de alimentos; desenvolvimento de novos usos de produtos agrícolas, caracterização e síntese de novos materiais, como plásticos biodegradáveis e materiais nanoestruturados com propriedades específicas, filmes finos e superfícies para fabricação de embalagens inteligentes, comestíveis e superfícies ativas; nanopartículas, compósitos e fibras para o desenvolvimento de materiais reforçados, usando produtos naturais, como fibras de sisal, juta, coco e outras para aplicações industriais; nanopartículas orgânicas e inorgânicas para liberação controlada de nutrientes e pesticidas em solos e plantas, de fármacos para uso veterinário; desenvolvimento de metodologias de nanomanipulação e nanocaracterização de materiais; nanobiotecnologia para caracterização de material genético e nanomanipulação gênica; caracterização de materiais de interesse do agronegócio para obtenção de informações inéditas sobrepartículas de solos e plantas, bactérias e patógenos de interesse agrícola.

O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), através da FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos), apoiou a criação, em São Carlos, do primeiro Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), no qual foram investidos recursos de cerca de R$ 8 milhões. O LNNA é um marco na consolidação de uma infraestrutura de equipamentos avançados e dedicados à Nanotecnologia, que tem possibilitado e ainda dará mais condições ao nosso país de avançar e gerar inovações nesta área tão promissora.