17/10/2007 Engenharia elétrica e sensores com nanotecnologia Nilton Morimoto - Físico, mestre e doutor em Engenharia Elétrica, com ênfase em Materiais Elétricos, pelo Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Escola Politécnica da USP. Pesquisador da Unicamp, professor e coordenador de curso da Fatec, especialista de laboratório no LSI da USP, consultor da Conselho de Pesquisa do Chile e da Sociedade Brasileira de Microeletrônica. Nilton: sim! Nilton: Para uma breve apresentacao, meu nome e Nilton Morimoto e sou Bacharel em Física pelo Instituto de Física da USP, mestre (1987) e doutor (1995) em Microeletrônica pela Escola Politécnica da USP. Trabalho desde 1982 atua junto ao Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Escola Politécnica da USP, onde atualmente Coordeno a Divisão de Microssistemas Integrados. Coordeno diversas projetos de pesquisa em microssensores, microeletronica e nanotecnologia. Sou especialista em processos de deposição de filmes filmes e autor/co-autor de mais de 75 artigos publicados em congressos e revistas técnicas nacionais e internacionais. Além disso, tambem sou Diretor Administrativo/Financeiro da LSI-Tec (Associação do Laboratório de Sistemas Integravéis) e Vice Coordenador da DH/LSI-Tec. Vice-Presidente (2006/2008), Diretor Financeiro da Sociedade Brasileira de Microeletrônica (2002/2006) e membro do Conselho da Sociedade Brasileira de Microeletrônica (Sbmicro) por diversas vezes. Minhas principais linhas de pesquisa são: processos CVD, técnicas de caracterização de materiais e processos, fabricação de circuitos integrados e MEMS para diversas aplicações. Nilton: Revestir frutas? Nao entendi! Nilton: Os filmes finos que me refiro sao aqueles que sao utilizados na fabricacao de microdsipositivos eletronicos e sensores integrados. Nilton: Me desculpem, na demora. Ainda estou aprendendo a lidar com o sitema. Paulo H.: Olá Nilton. Meu nome é Paulo Henrique e faço doutorado em física na USP. Estou começando a trabalhar na tentativa de controlar o formato de nanopartículas metalícas e, dessa forma, suas propriedades físicas e químicas. Entretanto, sou novo na área e ainda desconheço aplicações nesta área. Gostaria de saber como aplicar essa tecnologia, em que tipo de sistema, circuito integrado talvez seria uma opção, mas ainda não estou certo. Se puder indicar algum artigo e/ou revista para eu procurar mais informações, também agradeço. Nilton: Paulo, controlar o formato de nanoparticulas? Nao sei se entendi bem a pergunta, mas normalmente controlamos o tamanho e a microestrutura das nano particulas para uma determinada aplicacao. Voce tem que focar em uma determinada area. Qual a sua preferencia em termos de aplicacao? Eletronica, materiais, magnetismo, bio alguma coisa, ..... Paulo H.: Vejo que há muito interesse tanto do governo quanto de pesquisadores em transformar a pesquisa realizada nas universidades em produtos. Gostaria de saber quais as suas perspectivas para essa nova área aqui no Brasil. Nilton: O Brasil esta desenvolvendo muita coisa em relacionado a nano tecnologia. Tudo e uma questao de oportunidade e necessidade. Oportunidade de se ter algo novo para resolver um problema (novo ou velho) e necessidade (na verdade quem paga a conta). Aqui estamos desenvolvendo varios sensores (pressao, glicose, hidrogenio, etc) para diversas aplicacoes. A Natura desenvolve materiais nanoestruturados para usa-los em cosmeticos. O LNLS desenvolve varios trabalhos em nanoquimica manipulando ou criando novas moleculas. e eoutras coisas. Celso Vegro: Prezado Nilton Os documentos/estudos que abordam a temática das nanociências e nanotecnologias, apontam como comapo dos mais promissores a convergência entre esse novo ramo científico/tecnológico com a microeletrônica e tecnologia da informação. Em sua experiência essa provável aproximação entre os ramos produtivos/tecnológicos oferecerá substanciais inovações em termos de produtos e serviços? Em caso positivo, quais são os resultados concretos alcançados? Nilton: Com toda a certeza. A aproximacao entre os ramos produtivos/tecnológicos oferecerá substanciais inovações pricipalmente em termos de integracao de produtos e servicos. P. ex. TV Digital (possibilita interatividade e servicos via TV), telefones celulares (faz de tudo MP3, Camera, relogio, despertador, e o telefone ate funciona de vez em quando). Alewells: Nilton, boa tarde. Você tem acompanhado o desenvolvimento de etiquetas inteligentes que utilizam a tecnologia de identificação por radiofrequencia como o adotado pelo Wal-Mart? Nilton: Sim! Alewells: Nilton, o que você acha da tese do Ray Kurzweil que afirma que por volta de 2020 a capacidade de processamento dos computadores superará a humana como resultado natural da "evolução" Tecnológica? Nilton: Eu nao vi a tese, mas esta afirmcao e muito dubia! Em que sentido ele fala isso? Se e somente na capacidade de processamento acho que o cerebro humano e imbativel em diversos aspectos! Paulo H.: Na verdade é mais uma fase de testes. Temos um laser com banda espectral larga, da ordem de uns 70 nm (laser de femtosegundo). Há vários trabalhos que mostram que controlando a fase relativa entre as cores dentro do pulso, conseguimos controlar o resultado de um dado experimento. A isso dá-se o nome de controle coerente. Já é sabido que ao jogarmos luz em microagregados, estes reduzem de tamanho até a escala nanométrica. Só que não conseguem ainda controlar o formato dessas nanoparticulas formadas (esfera, cubo, piramide, etc...). Nossa proposta é tentar esse controle. Mas sou novo nessa área de nanotecnologia e gostaria de saber que tipo de aplicações pode ser viáveis com essa espécie de controle. Nilton: Paulo, podemos conversar em particular depois? Meu telefone e 30915314. Sua pergunta e muito especifica e prefiro falar do que escrever. Tud bem? Teti: Nilton, sou jornalista e leigo no assunto. Pode me explicar: O que é nanopartícula ? Pra que serve ? Onde está sendo utilizada ? Pode fazer mal às pessoas ? Como ? Obrigado. Nilton: Nanoparticula, sao particulas que tenham tamanho menor que 1 nm (0,000000001 metros), explicação classica. Para que serve? Muitas coisas como: melhora a qualidade de tintas, melhora a eficiencia de cremes para a pele, realca brilho, melhora a qualidade de pastas de polimento, graxas etc etc Fazer mal as pessoas? Pode, por isso que existem orgaos como o FDA americano que fazem um controle muito rigido de substancias com nano produtos. Celso Vegro: Prezado Nilton As nanociências e nanotecnologias são ramos do progresso técnico que parecem convergir preferencialmente com a microeletrônica e a tecnologia da informação. Tal assertiva é verdadeira? Em caso positivo, em que materiais/produtos/serviços os mais promissores avanços estão sendo preparados? Nilton: Acho que ja respondi Celso Vegro: Prezado Nilton A minha segunda questão é reprodução da primeira que imaginava não ter sido enviada. Desconsidere. Nilton: ok Alewells: Quanto as etiquetas inteligentes, que benefícios as empresas como o Wal-Mart ganham? E os trabalhadores? Logo mais vamos ter mais produtos inteligentes que incorporam chips "invisíveis" você vê problemas de ordem ética na incorporação desses componentes por toda parte? Nilton: As empresas vbao ganhar em eficiencia. Melhor controle (estoque, fluxo de produtos, logistica, etc). Os trabalhadores melhores preparados tambem devem ganhar pois a manutencao e controle desse sistema e bem mais sofisticado. A tendencia e que um maior numero de produtos tenham esta etiqueta eletronica ja que o custo deve baixar muito em futuro muito proximo (2 semestre de 2008 espera-se o chip deva custar algo em torno de 0,1 CENTAVOS de dolar). O maior problema e que vejo nisso estao relacionados a etica (o supermercado pode correlacionar as suas compras como seu CPF e ver qual o seu perfil e sabe-se Deus o que mais) Invasao de privacidade!! PAULOMARTINS: CARO NILTON, EM PRIMEIRO LUGAR GOSTARIA DE AGRADECER SUA PARTICIPAÇÃO EM NOSSO CHAT Nilton: E um prazer! Celso Vegro: Nilton Em que medida de tempo (curto, médio, e longo prazo) você crê que o avanço da etiqueta de radiofreqüência estará implantada pelo varejo brasileiro? Qual seria o preço unitário competitivo dessa etiqueta para que desbancasse o código de barras e toda a infra-estrutura de caixas e de pessoal. Nilton: Para o varejo o prazo deve ser longo e talvez ate certo ponto impossivel, pois o custo da etiqueta toda (chip+antena+envolucro+sistema de detecao+software+operador especializado+manutençaõ do sistema+......) nao deve compensar para produtos de baixo valor (diria preco menor que 10R$). Por isso o codigo de barras deve sobreviver um om tempo ainda! PAULOMARTINS: VC SE REFERENCIO A SENSORES. CREIO QUE ESTA É UMA AREA IMPORTANTE. QUE TIPO DE PARTICULAS SAO NOS SENSORES?? QUAL É O ENTRAVE QUE AINDA SE COLOCA NO DESENVOLVIMENTO DESTES SENSORES?? Nilton: Em sensores as nanoparticular p.ex. podem ser utilizadas como material sensitivo. Nanosensores tem um problema grave que e sua baixa sensibilidade pois esta depende, normalmente, da area onde se "sente" o sinal. E o problema de se fazer um celular do tamanho de uma caixa de fosforo. Funcionar ele funciona. O problema e discar o numero!! risos Alewells: Para se construir um telefone analógico antigo utiliza-se fios, uma bobina, um disco mecânico e os fones que geravam muito poucos resíduos do processo de fabricação. Hoje em dia, os chips dos celulares são cada vez menores. A questão é a seguinte: Você acha que quanto menor for o componente, produto, etc maior será a quantidade de sub-produtos (lixo, resíduo) do processo de produção? Ou seja, vale mesmo a pena reduzir o tamanho? Nilton: A geracao de sub produtos ou residuos de producao NAO tem a nada ver com com o tamanho do produto! No caso das fabricas de componentes eletronicos elas sao uma das que mais se preocupam com reciclagem e diminuicao dos custos de producao. Qto a sua pergunta de se vale a pena reduzir o tamanho, baseado na minha resposta acima, tenho certeza que sim! Alewells: Nilton, já que você é físico e está acompanhando o desenvolvimento da tecnologia de identificação por radiofrequencia gostaria de saber se já pensou em equações do tipo: "qual será o saldo de postos de trabalho eliminados com a introdução massiva de etiquetas inteligentes no comércio"? o que acha desse tipo de questão? Nilton: Nao sei qual o numero de postos de trabalho que serao eliminados com as etiquetas eletronicas, ,mas isso e inevitavel. Faz parte do progresso e evolucao da sociedade. Se voce pensa que a tecnologia aumenta o desemprego voce esta enganado. A Tecnologia MELHORA a qualidade e AUMENTA a quantidade de empregos. Porque voce precisa de pessoal cada vez mais qualificado, melhor preparado, com maior salario e melhor e mais educado. O que precisamos e melhorar a qualidade de ensino e nao travar o desenvolviemnto tecnologico! PAULOMARTINS: GOSTARIA DE APROVEITAR SUA COLOCAÇÃO SOBRE A ÉTICA ERELACIONA-LA A SENSORES E INVASAO DE PRIVACIDADE. NO CASO DOS NANOSENSEORES,UM OBJETO É = A N OBJETOS OU SEJA NANOSENSEORES SERVEM PARA TUDO OU CADA COISA VAI REQUERER SEU NANO SENSOR ESPECIFICO? Nilton: A area de sensores e muito interessante pois cada aplicacao requer um sensor especifico. pois depende do ponto de aplicacao (insalubridade, temperatura, humidade, vibracao etc), faixa de leitura, sensibilidade, etc. A parte etica e muito mais referenciada a parte de manipulacao indevida dos dados coletados pelos sensores. Alewells: As etiquetas inteligentes em algum momento vão para o lixo. Elas são biodegradáveis? Qual o tamanho de um senso desse tipo? Poderam, no futuro, serem rastreadas por satélites também? Nilton: As etiquetas eletronicas nao sao biodegradaveis mas sao reciclaveis. O tamnho delas pode ser desde 1 mm2 ate varios centimetros. Depende essencialmente da antena. E elas naopoderao ser ratreadas por satelite pois elas sao normalmente passivas. Alewells: No caso do celular do tamanho de uma caixa de fósforo uma solução não seria desenvolver softwares de reconhecimento de voz? Ou então desenvolver uma conexão direta com os neurônios (softwares de reconhecimento do pensamento)? Então um dia com a tecnologia de identificação por radiofrequencia fina, o Wal-Mart pode entregar na minha casa um produto lendo meus "desejos"? Nilton: Acho que voce tem algum prblema com o Wall MArt. Para a sua informacao, TODOS os grandes supermercados estao desenvolvendo esta tecnologia. Suas colocacoes sao todas possiveis sim e tem muita gente trabalhando nestes sentidos. Qto a akguem conseguir ler os seus desejos acho isso pouco provavel. PAULOMARTINS: POIS É NILTON. A INVASAO DE PRIVACIDADE POR NANOSENSOR,NANOCHIP, PODE NOS LEVARA UM IMENSO BIG BROTHER PORTANTO, AS COISAS NAO SE COLOCAM MAIS SE A CIENCIA CONSEGUE FAZER AS COISAS. A QUESTAO QUE SE COLOCA E SE A SOCIEDADE QUER QUE AS COISAS SEJAM FEITAS Nilton: Exatamente. Eu digo em minhas palestras e aulas sobre o assunto que "A Revolução nanotecnológica influenciará não só as áreas de ciência e tecnologia mas também a cultura da sociedade, seus hábitos, modos de pensar e inclusive aspectos religiosos deverão rediscutidos e, quem sabe, redefinidos." Agostinho: Nilton, Como o Brasil está posicionado hoje, em comparação com o restante do mundo, nas pesquisas na área de biossensores, principalmente para aplicação em medicina? Nilton: Existem poucos grupos trabalhando em biosensores no Brasil. Mas mesmo no mundo a maioria chama de biosensores um sensor eletronico (capacitivo normalmente) com uma camada sensitiva organica. No mundo,poucos fazem realmente sensores onde o principio de funcionamento tenha a ver com algo relacionado a biologia. Sem falar que esta area e bastante ardua pelas dificuldades. Mas de qq forma o Brasil esta fraco nesta area e precisariamos incentiva-la. Alewells: Desculpe, temos uma contradição: se a tecnologia realmente AUMENTA a quantidade e melhora a qualidade dos empregos então, ela diminui o LUCRO e melhora o poder de negociação dos trabalhadores. Acho que isso não se observa na prática! Os dados sociais e econômicos não contradizem essa idéia? Nilton: Depende de que dados sociais voce se refere. No Brasil, e no mundo tambem, faltam empregados com boa formacao em software (faltam bons programadores C e C++ no mercado). Faltam engenheiros no mercado, faltam medicos, faltam professores de matematica com grau de doutor, faltam arqueologos com grau de doutor no Brasil, etc. Sobram pessoas com baixa qualificacao profissional (mao de obra nao qualificada). A evolucao tecnologica cria muito mais problemas e novas necessidades do que a capacidade da sociedade em suprir estas novas demandas. Voce imagina o mundo hoje sem eletricidade? Ou sem nenhum chip eletronico? E a evolucao nos ultimos 100 anos para eletricidade e 30 anos para os chips! Agostinho: Tomando sua explicação anterior sobre biossensores - os lab-on-a-chip, ou dispositivos microfluídicos, permitem que se analise quantidades infinitesimais de fluidos, com grande interesse na análise de fluidos biológicos, como o sangue. Essa análise é feita com esse tipo de sensor eletrônico capacitivo que você se referiu ou exige algo realmente biológico? Nilton: Este e um bom exemplo. Os lab on a chip utilizam varios sensores chamdos de bio, mas sao na verdade varios sensores "convencionais ou tradicionais" que sao utilizados com uma camada sensitiva organica. Nao existe, pelo menos ate onde u saiba, nada de efetivamente bio! Alewells: Hoje temos um grande problema, as pessoas não aprenderam a reciclar pilhas e baterias. Você acredita que a sociedade está preparada para reciclar as etiquetas inteligentes que custam 0,1 centavo de dólar cada? Quem vai pagar por isso? O Wal-Mart? Nilton: Ai vamos entrar numa questao de presenvacao ambiental, conciencia da socidade, educacao da populacao, etc. Acho que nao vou entrar nisso neste momento. Mas podemso discutir isso particularmente + tarde. PAULOMARTINS: VOCE SE REFERENCIOU A QUE OPROBLEMA NAO ESTA NO NANOSENSOR MAS NO USO QUE SE FAZ DOS DADOS POR ELE COLETADO. DO PONTO DE VISTA ÉTICO,É POSSIVEL DISSOCIAR UMA COISA DA OUTRA????? Nilton: Acho que este problema e puramente etico! Se voce e etico naofara mal/mau uso dos dados. Podemos entao partir para a questao de se discutir o que e mal/mau uso destes dados. Seguranca? Seguranca nacional? Espionagem? etc. O problema e que o conceito de etica e relativo e, o que e pior, PESSOAL!! Agostinho: Nilton, Agora falando de MEMS e NEMS, outra especialidade sua, existe atualmente algum trabalho promissor que lide com o atrito, que é capaz de arruinar estas estruturas em pouco tempo? Nilton: Atrito em MEMS e NEMS e um grande problema e nao esta bem resolvido ainda. No Brasil que eu saiba, nao existe nunguem que esteja estudando isso especificamente para MEMS. Nos comecamos e temos algumas coisas feitas mas como nos nao entramos ainda em MEMS com partes moveis ainda, dixamos esta linha de pesquisa um pouco de lado! Nilton: Pessoal, preciso ir agora! Foi um prazer estar com voces e fico a disposicao. Meu telefone e 3091-5314. Abracos a todos