A COMPLEXIDADE E A DEFINIÇÃO DA NANOTECNOLOGIA

A definição da nanotecnologia é complexa e o seu desenvolvimento, pela agregação de campos distintos de conhecimento, comprova a existência de uma convergência de empenhos científicos, político-sociais e de mercado para o seu progresso. Considera-se, então, a nanotecnologia como a confluência de questões desses âmbitos com repercussões que são científicas, políticas e sociais.

Cientificamente, embora sejam tratadas de forma próxima, há diferença entra a nanotecnologia e a nanociência (N&N), uma vez que possuem finalidades díspares. Nesta tese, nos ancoramos na definição e nas implicações dimensionadas no relatório da Royal Society e a Royal Academy of Engineering. Estas se referem às nanotecnologias como “o design, uma caracterização, uma produção e uma aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas, controlando a forma e o tamanho à escala nanométrica” (RSRAE, 2004, p. 5). Já nanociência trata do “estudo do fenômeno e da manipulação de materiais a escala atômica, molecular e macromolecular, onde as propriedades diferem significativamente das propriedades em escala maior” (RSRAE, 2004, p. 5). É comum também a utilização apenas do

“termo nanotecnologia para se referir ao conjunto das N&N” (FERNANDES;

FILGUEIRAS, 2008, p. 2205).

A definição da nanotecnologia, mais comumente aplicada, consiste na manipulação da matéria em nanoescala, entre 1 e 100 nanômetros (RSRAE, 2004).

Neste intervalo, os materiais podem ter propriedades diferentes ou melhoradas em comparação aos materiais com massa maior devido ao aumento da área de superfície em relação ao volume e o domínio dos efeitos quânticos (RSRAE, 2004).

Conforme Schulte e Buentello-Salamanca (2007, p. 1320), o termo

“nanotecnologia” é confuso e indica a ideia de se tratar de uma tecnologia, enquanto na verdade se trata de “nanotecnologias”, um “grupo multidisciplinar de processos físicos, químicos, biológicos, eletrônicos e de engenharia”, além de envolver materiais, aplicações a partir de um conceito baseado no tamanho como definidor de características. A característica da multidisciplinaridade na nanotecnologia trata da interface da química, física, engenharia e biologia, que apresenta “relevantes problemas científicos e oportunidades de geração de novas tecnologias” e dessa maneira “os materiais se constituem num ponto focal, de onde há uma irradiação para as mais diferentes áreas” (ABDI, 2010, p. 25).

A convergência científico-tecnológica da nanotecnologia diminuiu o intervalo de tempo entre a “pesquisa aplicada e a aplicação” em uma “quebra de um paradigma que permaneceu durante muito tempo” (ABDI, 2010, p. 25) com efeitos principalmente na organização das Ciências Exatas e Ciências Naturais, a chamada Hardscience¹⁹. Embora “há muito tempo, os pesquisadores estudem entidades do tamanho de átomos e moléculas”, a Química, a Física, a Espectroscopia, a Bioquímica e a Biologia “estão relacionadas com as propriedades de átomos e moléculas” e “somente a partir dos anos 1980 é que foi possível manipular isoladamente as nanopartículas” (ABDI, loc. cit.). A distinção das propriedades químicas e físicas dos nanosistemas, as quais dependem fortemente da maneira como os nanosistemas são sintetizados, arranjados e explorados, não é mais possível na nanoescala. A implicação dessa situação é a convergência profissional, em que “químicos, físicos, especialistas em materiais, engenheiros e biólogos devem trabalhar em conjunto a fim de não só́ compreender como também utilizar as propriedades dos nanosistemas” (ABDI, loc. cit.)

As complexidades da nanotecnologia quanto ao tamanho, características de superfície, composições químicas e outras características físico-químicas não estão

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A definição dos cientistas da Hardscience ou Ciências Duras (Ciências Exatas como Química e Física) são proeminentes no campo da nanotecnologia por serem os cientistas que por excelência manipulam a matéria em nanoescala, ao lado de biólogos, mas estes nas Ciências Naturais. A dicotomia no campo se dá com os cientistas das Ciências Humanas e Sociais, onde estão sociólogos, advogados, antropólogos e outros profissionais interdisciplinares, caracterizados como cientistas do Soft Science, que em geral advogam por mais pesquisa sobre riscos e impactos, criando uma disputa com a Hardscience. Nessa direção, Bertoldo et al. (2015) cita que o repertório dos cientistas sociais tendem a ser caracterizados como mais organicamente orientados, enquanto os cientistas da Hardscience (física/natural) tendem a ser mais mecanicamente orientados. Cada lado produz visões e ciência de acordo com essas tendências.

bem resolvidas e expostas na definição para fins de decisão. Existem nanopartículas e nanomateriais assim considerados que não estão dentro do intervalo de 1 a 100 nm podendo estar acima ou abaixo destas escalas (FOSS HANSEN et al., 2013). No uso laboratorial, em outro exemplo, as variações em nanoescala não estão necessariamente no intervalo entre 1 e 100 nanômetros, podendo ter pequenas variações de tamanho que alteram o resultado efetivo do nanomaterial (FREITAS, 2017; FERREIRA, 2017).

A definição de nanopartículas, o material oriundo da manipulação em nanoescala, envolve ainda duas categorias: nanopartículas engenheiradas e nanopartículas incidentais ou casuais. As nanopartículas engenheiradas são desenhadas com propriedades muito específicas, enquanto as nanopartículas incidentais (naturais ou antropogênicas) são geradas de uma maneira relativamente descontrolada e “geralmente são fisicamente e quimicamente heterogêneas em comparação com as nanopartículas de engenharia” (SCHULT; BUENTELLO-SALAMANCA, 2007, p. 1321).

A categorização dos nanomateriais varia conforme as nanopartículas são estruturadas em um sistema, podendo ser estruturadas sob os critérios de massa, superfície ou ainda materiais de partículas nanoestruturadas. Há ainda a organização de quatro subcategorias de sistemas com nanopartículas que dependem do ambiente ao redor das nanopartículas para serem organizadas. Dessa forma, elas podem ter uma estrutura sólida (I), suspensa em líquido (II), suspensa em sólidos (III) ou consistente de nanopartículas de ar (IV). As categorizações desempenham papel para identificar partes, facilitando a avaliação, por exemplo, de rotas de exposição relevantes, ou análise de estudos de efeito conforme a relevância do material testado. Grande parte dos impactos ambientais se relacionam com materiais que contem partículas nanoestruturadas - as nanopartículas suspensas em sólidos e no ar (FOSS HANSEN et al., 2013, p. 564-565).

Em síntese, a nanotecnologia carrega uma complexidade de entendimento em decorrência da manipulação da matéria em nanoescala implicar um “novo jeito”

de fazer, reproduzir ciência e construir novas tecnologias e produtos que podem ser benéficos, mas implicam riscos. A designação, a partir das possibilidades que esta plataforma tecnológica oferece, traz uma série de complicações para uma definição de parâmetros estáveis. Foss Hansen et al. (2013), por exemplo, coloca a perspectiva comparativa entre uma paleta de materiais convencionais e de novos

nanomateriais. Os últimos são de difícil dimensionamento regular por poderem ser formados alterando sutilmente a forma, o tamanho e o formato destes materiais à nanoescala. Além disso, segundo Foss Hansen et al. (2013, p. 563), “uma outra gama de nanomateriais com novas propriedades pode ser desenvolvida através da combinação de dois ou mais materiais em nanoescala”. Produtos químicos conhecidos também podem ser utilizados para construir novas moléculas e estruturas à nanoescala.

Dito isto e no registro histórico e científico da nanotecnologia, percebe-se que, enquanto processo de manipulação científica, a nanotecnologia não é algo inteiramente inédito no século XXI. Jones (2011), enfocando a emergência da nanotecnologia, apresenta os principais acontecimentos que estariam por trás do que se forjou como nanotecnologia. Interdisciplinar, essa área é formada pela física, química, biologia e até as ciências sociais considerando a amplitude dos impactos da nanotecnologia. Além disso, estabeleceu-se em áreas transdisciplinares a exemplo da biotecnologia em nanoescala, e, pelo potencial inovador, é considerada, nas justificativas de políticas públicas nesta emergente área, propulsora de uma nova revolução industrial (NNI, 2000; IBN, 2012).

A palestra proferida em 1959 por Richard Feynman, considerado visionário e pai da nanotecnologia, no Instituto de Tecnologia Caltech, na Califórnia, é um marco científico. A apresentação intitulada There’s a plenty of room at the bottom: an invitation to enter a new field of Physics explorou os limites da fabricação e controle de componentes eletrônicos e inspirou o desenvolvimento dos elementos na escala de 1 nanômetro (1nm). No entanto, para Jones (2011), não houve grande impacto na época e há uma natureza rememorativa na importância reivindicada a este evento, ainda que seja um precursor do conceito ao implementar ideias sobre o que viria a se tornar uma nova plataforma tecnológica.

Já o termo nanotecnologia, cunhado por Norio Taniguchi, em 1974, faz jus à concepção da manipulação em nanoescala. Taniguchi introduziu a nomenclatura ao desenvolver trabalhos de processamento de ultra-precisão de materiais empregando feixes de energia, descrevendo os processos controlados, como a deposição de filmes finos, e produzindo materiais na escala de nanômetros (JONES, 2011;

RSRAE, 2004). Na descrição do termo pelo japonês, “abarcava em seu significado máquinas que tivessem níveis de tolerância inferiores a 1 mícron (1.000 nm)” (ABDI, 2010, p. 19-20).

Outro evento, segundo Jones (2011), tem apelo popular na cultura científica, com a publicação do livro Engines of Creation, por Eric Drexler, em 1986. Devido ao imaginário tecnocientífico que marcou os anos 1980, a obra alcançou repercussão excepcional. Até hoje narrativas sobre NT reservam espaço ao enredo de Drexler na caracterização da distopia científica a partir do grey goo, robôs replicantes que consumiriam toda a energia da Terra ao se multiplicarem indefinidamente. Este livro não se concretizou como fundador na NT por não detalhar como se formaria a base dos programas de pesquisa em laboratórios reais, mas é lembrado como marco sobre a popularização, ainda que segmentada, do tema.

Com a invenção por Gerd Binnng e Heinrich Rohrer do microscópio de varredura de tunelamento (scanning tunnelling microscope – STM), em 1981, e o uso feito por Don Eigler ao escolher e escrever as letras IBM em átomos individuais do elemento xenônio (Xe), em 1989, se popularizou a possibilidade de obtenção de imagens de átomos e moléculas ao nível atômico (JONES, 2011; ABDI, 2010). Mas a invenção do microscópio de varredura de tunelamento é marco considerado superestimado. Segundo Jones (2011), outros cientistas já tinham obtido a resolução atômica, muito embora este episódio tenha impactado de imediato a área com custos relativamente baixos. Antes, em 1985, ocorreu ainda a descoberta dos fulerenos, que são a terceira forma mais estável do carbono, por Robert Curl, Harold Kroto e Richard Smaley. A descoberta dos nanotubos de carbono, por Sumio Lijima, no Japão, em 1991, destacou-os enquanto “estruturas cilíndricas formadas por átomos de carbono e que possuem alta resistência” (ABDI, 2010, p. 19-20).

Da demonstração do uso potencial do STM para a manipulação atômica e o surgimento de novos programas de pesquisa prática e a diversificação de métodos, a invenção do microscópio atômico facilitou e impulsionou as pesquisas em nanotecnologia (FOLADORI, 2016). Tais descobertas colocaram a nanotecnologia como uma nova “revolução científica”, o que tomou contornos mais realistas com o lançamento da NNI pelo governo e Bill Clinton, em 2000, “que proporcionou investimentos de 495 milhões de dólares, dando uma visibilidade extraordinária a esse campo de pesquisa” (ABDI, 2010, p. 19-20).

Com relevância na economia, a descoberta dos nanotubos e a manipulação orgânica do carbono em várias formas, em 1991, originou um novo nanobjeto, a partir do qual tecnologias anteriores começaram a ser superadas (JONES, 2011). A partir daí, iniciou-se de forma mais efetiva o estudo das máquinas biológicas

moleculares que incentiva as expectativas da engenharia de tecidos, a entrega competente de remédios no corpo humano, entre outros avanços que demonstram o funcionamento compactado em nanoescala da química, biologia, física e demais ciências (JONES, 2011). As aplicações comerciais nanomanufaturadas²⁰ são constantemente idealizadas como precursoras de um alto crescimento econômico e de novos produtos iminentes. Logo, é uma plataforma multidisciplinar e cientificamente evolutiva a partir de descobertas e novos processos. Ainda quanto ao aspecto tecnoeconômico, são apontadas “extensas fronteiras de oportunidades nas interações dos setores da biofarma, infotecnologia e nanotecnologia, alimentados pelas grandes áreas do conhecimento” (ABDI, 2010, p. 25). Em alguns setores a inovação de produtos inteligentes com nanotecnologia no Brasil já estão se confirmando na área de vestuário (BRITTO; KITAZAWA; PEPECE, 2019).

No âmbito político e entre a promessa da revolução tecnológica e os potenciais benefícios e implicações das aplicações geradas, a política assegurou a nanotecnologia com financiamentos públicos e privados de governos e empresas.

No Brasil, isto ocorreu por meio de fomento ao desenvolvimento da nanotecnologia junto às empresas (BARBOSA, 2017). A interação com as políticas públicas, sobretudo nos países em desenvolvimento, apresenta ampla potencialidade, segundo documentos que tratam do panorama de políticas públicas em CT&I. Da nanotecnologia, são apontadas como promissoras “as novas soluções para diferentes e importantes problemas ligados à saúde, habitação, transportes, meio ambiente, saneamento básico” (ABDI, 2010, p. 36). Esses assuntos pautam o debate entre países visando cooperações, cujo espaço ocupado pela NT visa influir nos desafios mundiais de desenvolvimento sustentável, a exemplo do

(...) armazenamento, produção e conversão de energia; incremento da produtividade da agricultura; tratamento de água e poluição ambiental;

diagnóstico e screening de doenças; sistemas de ‘entrega de fármacos’;

processamento e armazenamento de alimentos; poluição do ar e remediação; materiais para construção; monitoramento da saúde humana e animal; vetores, detecção e controle de pragas (ABDI, loc. cit.)

Atenta-se, nesse viés, para a “nanogeopolítica” com os países apresentando suas aptidões para o desenvolvimento da nanotecnologia a partir dos recursos que têm, especialmente as matérias-primas cruciais para a nanotecnologia: lítio, índio, nióbio, zircônio e grafite (ABDI, 2010, p. 36). Por outro lado, o “nanodivide” é um 20 Nanomanufaturados são o resultado dos processos originados das nanopartículas engenheiradas.

termo crítico que evidencia a necessidade de um desenvolvimento balanceado e regulado da nanotecnologia para que a tecnologia não aprofunde as desigualdades mundiais entre os países desenvolvidos, subdesenvolvidos, ou seja, recomenda-se considerar em perspectiva ética as dicotomias entre países pobres e ricos (RSRAE, 2004) por causa das “diferenças de capacidade entre eles para desenvolver e explorar a nanotecnologia” (AZOULAY, 2014, p. 12).

Já as revisões sobre o termo nanomaterial dos documentos oficiais da Comissão Europeia com fins de regulação visando clarificar a definição e facilitar a implementação o determinam em referência a materiais naturais, acidentais e manufaturados (RAUSCHER, ROEBBEN, 2015). A determinação se justifica pelo amplo alcance em termos da origem dos materiais, e aplica-se a todos os materiais, independentemente da sua origem. A consequência é que isto abrange um potencial muito grande em número de materiais, “independentemente de (por exemplo) se tratar de serem novos e feitos pelo homem para uma finalidade específica, ou terem estado no ambiente por um longo período de tempo” (Ibidem., p. 7). Assim, um material é considerado um nanomaterial, pela Comissão Europeia, se 50% ou mais das partículas têm uma ou mais dimensões externas na gama de tamanhos entre 1 nm e 100 nm (p. 10) (Ibidem., p. 11). Mas ainda não há definições fechadas para partículas agregadas e aglomerada (Ibidem., p. 11).

A política regulatória e as condições para o comércio global estão inferidas em parâmetros que se ligam aos arranjos globais. A Organização Internacional para Padronização (ISO) define as nanopartículas como partículas com três dimensões externas entre 1 e 100 nanômetros (FOSS HANSEN et al., 2013, p.564). Já a definição de trabalho da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) usa o comum intervalo de escala nanométrica entre 1 e 100 nm para definir a nanotecnologia, os nanomateriais e outros objetos nano (FOSS HANSEN et al., 2013).

No âmbito político-social, reitera-se a valoração da nanotecnologia na retórica política, midiática e cultural (JONES, 2011). Afinal, o enfoque de projeto sócio-político para criação da nanotecnologia como plataforma de desenvolvimento sócio-político vai além do aspecto científico emergente (JONES, 2011). Enquanto parte da história do desenvolvimento da nanotecnologia está no campo científico, outra parte considerável está nas interações de forças políticas, econômicas e culturais que extrapolaram e permearam a ciência. Conforme a apresentação e as justificativas

retóricas do desenvolvimento da nanotecnologia pelos governos estadunidense (NNI, 2000) e o brasileiro (MCT, 2003c) sua caracterização como revolução faz parte de uma evolução convergente da ciência entre campos interdisciplinares e os usos industriais e, por fim, sua inserção na sociedade de acordo com interesses mercadológicos.

Após abordar as questões gerais do quadro de complexidade da NT e as definições científicas mais utilizadas, na próxima seção localiza-se a relação desta tecnologia emergente com o atual contexto do capitalismo.