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NANOTUBOS E A NOVA ERA DO CARBONO   NANOTUBOS E A NOVA ERA DO CARBONO
Artigo apresenta estruturas moleculares e suas aplicações existentes e imaginadas   Artigo apresenta estruturas moleculares e suas aplicacións existentes e imaxinadas
 
   
nanotubos
Nanotubos de múltiplas camadas (A) e de uma única camada (B)   Nanotubos de múltiplas camadas (A) e de unha única camada (B)
  
Duas décadas atrás, só se conheciam duas formas ordenadas de carbono elementar: o diamante e o grafite. Porém, em meados da década de 1980, foi descoberta uma nova família de moléculas formadas apenas por esse elemento químico: os fullerenos, que ficaram famosos principalmente em função de seu representante mais peculiar, o C60, cujo arranjo espacial lembra uma bola de futebol.   Duas décadas atrás, só se coñeciam duas formas ordenadas de carbono elementar: o diamante e o grafite. Porén, en meados da década de 1980, foi descoberta unha nova família de moléculas formadas apenas por ese elemento químico: os fulerenos, que ficaron famosos principalmente em función do seu representante máis peculiar, cuxo C60 arranxo espacial lembra unha bola de futebol .
 
  • Nota; meados: meados (Mínimos) ou mediados (ILG-RAG).
   
Poucos anos depois, outra surpresa - e mais empolgante. Dessa vez, mostrou-se que o carbono também podia formar superfícies curvas e alongadas. Batizadas apropriadamente nanotubos, essas novas estruturas moleculares passaram a ser intensamente pesquisadas no mundo, inclusive no Brasil. Os nanotubos - personagem principal do artigo a seguir - têm a seu favor uma longa lista de aplicações, incluindo as que já são realidade, aquelas que estão ainda nas bancadas dos laboratórios, além das que residem, por enquanto, só na imaginação dos especialistas.   Poucos anos depois, outra surpresa - e mais empolgante. Desa vez, mostrou-se que o carbono tamén podia formar superfícies curvas e alongadas. Batizadas apropriadamente nanotubos, esas novas estruturas moleculares pasaram a ser intensamente pesquisadas no mundo, inclusive no Brasil. Os nanotubos - personaxen/personaxe principal do artigo a seguir - ten a seu favor unha longa lista de aplicacións, incluindo as que xa son realidade, aquelas que están ainda nas bancadas dos laboratórios, alén das que residen, por encuanto/encanto, só na imaxinación dos especialistas.
 
   
Entre todos os elementos químicos existentes, o carbono é certamente o mais importante para nossa existência. Todos os seres vivos consistem em arranjos de moléculas à base de carbono. Em nosso caso específico, a humanidade tem feito uso de compostos de carbono por centenas de milhares de anos para a fabricação de vestimentas (peles e tecidos) e de combustíveis (madeira, carvão e petróleo).   Entre todos os elementos químicos existentes, o carbono é certamente o mais importante para nosa existéncia. Todos os seres vivos consisten en arranxos de moléculas á base de carbono. En noso caso específico, a humanidade ten feito uso de compostos de carbono por centenas de millares de anos para a fabricación de vestimentas (peles e tecidos) e de combustíbeis (madeira, carbón e petróleo).
 
   
Além de existir associado a outros elementos, formando moléculas e minerais, o carbono também existe naturalmente na forma elementar, ou seja, em materiais constituídos apenas de carbono. Até 20 anos atrás, pensava-se que havia apenas duas formas ordenadas (ou cristalinas) de carbono elementar: grafite e diamante.   Alén de existir asociado a outros elementos, formando moléculas e minerais, o carbono tamén existe naturalmente na forma elementar, ou sexa, em materiais constituídos apenas de carbono. Até 20 anos atrás, pensaba-se que habia apenas duas formas ordenadas (ou cristalinas) de carbono elementar: grafite e diamante.
   
Este último, que dispensa apresentações, consiste em um arranjo periódico de átomos desse elemento no qual cada um deles está ligado a quatro vizinhos dispostos simetricamente. O grafite, conhecido como o material deixado pelo lápis em folhas de papel, consiste em uma superposição de finíssimas 'folhas' de grafeno de um único átomo de espessura. Cada folha de grafeno é um arranjo periódico de átomos de carbono no qual cada átomo está ligado a três vizinhos dispostos na forma de uma 'colméia' de anéis hexagonais.   Este último, que dispensa apresentacións, consiste num arranxo periódico de átomos dese elemento no cal cada un deles está ligado a catro viciños dispostos simetricamente. O grafite, coñecido como o material deixado polo lápis en follas de papel, consiste nunha superposición de finísimas 'follas' de grafeno dun único átomo de espesura. Cada folla de grafeno é un arranxo periódico de átomos de carbono no cal cada átomo está ligado a trés viciños dispostos na forma de unha 'colmeia/colmea' de anéis hexagonais.
 
   
Em 1985, os químicos Harold Kroto, da Universidade de Sussex (Reino Unido), James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl e Richard Smalley - estes da Universidade de Rice (Estados Unidos) - demonstraram a existência de uma nova família de formas elementares de carbono, os fullerenos, moléculas 'ocas' de carbono que consistem de uma superfície curva semelhante ao grafeno, mas que contém anéis pentagonais, além dos hexagonais.   En 1985, os químicos Harold Kroto, da Universidade de Sussex (Reino Unido), James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl e Richard Smalley - estes da Universidade de Rice (Estados Unidos) - demonstraron a existéncia de unha nova família de formas elementares de carbono, os fulerenos, moléculas 'ocas' de carbono que consisten dunha superfície curva semellante ao grafeno, mas que contén anéis pentagonais, alén dos hexagonais.
   
O exemplo mais conhecido é o fullereno C60, que contém 60 átomos de carbono em um arranjo semelhante a uma bola de futebol. Em 1996, Smalley, Kroto e Curl ganharam o prêmio Nobel de química por essa descoberta - Heath e O'Brien eram, em 1985, estudantes de pós-graduação.   O exemplo máis coñecido é o fulereno C60, que contén 60 átomos de carbono nun arranxo semellante a unha bola de futebol. En 1996, Smalley, Kroto e Curl gañaron o prémio Nobel de química por esa descoberta - Heath e O'Brien eran, en 1985, estudantes de pós-graduación.
   
Em 1991, pouco depois da descoberta dos fullerenos, Sumio Iijima demonstrou a existência de outra família de formas elementares de carbono, os nanotubos. Os do tipo originalmente observados por Iijima são formados por múltiplas camadas de folhas de grafeno enroladas em forma cilíndrica. Dois anos depois, foi demonstrada a existência de nanotubos de única camada.   En 1991, pouco depois da descoberta dos fulerenos, Sumio Iijima demonstrou a existéncia de outra família de formas elementares de carbono, os nanotubos. Os do tipo orixinalmente observados por Iijima son formados por múltiplas camadas de follas de grafeno enroladas en forma cilíndrica. Dous anos depois, foi demonstrada a existéncia de nanotubos de única camada.
  
   
O nome 'nanotubo' tem origem no fato de esses objetos terem diâmetros da ordem de um nanômetro (nm), ou seja, um milionésimo de milímetro. Para se ter uma idéia desse tamanho, basta dizer que seriam necessários milhares de nanotubos colocados lado a lado para se atingir a espessura de um fio de cabelo. Tendo diâmetros muito menores que o comprimento de onda da luz visível, os nanotubos são individualmente invisíveis, mesmo se observados através do mais potente microscópio óptico. Para serem visualizados individualmente, torna-se necessário o uso de microscópios eletrônicos.   O nome 'nanotubo' ten orixen/orixe no facto de eses obxectos teren diámetros da orden/orde de un nanómetro (nm), ou sexa, un milionésimo de milímetro. Para se ter unha ideia/idea dese tamaño, basta dicer que serian necesários millares de nanotubos colocados lado a lado para se atinxir a espesura dun fio de cabelo. Tendo diámetros muito menores que o comprimento de onda da luz visíbel, os nanotubos son individualmente invisíbeis, mesmo se observados através do máis potente microscópio óptico. Para seren visualizados individualmente, torna-se necesário o uso de microscópios electrónicos.
 
  • Nota; comprimento: longura.
   
Em grande quantidade, nanotubos unem-se uns aos outros, formando feixes que se enovelam em um material que pode ser visto a olho nu, tendo o aspecto de fuligem - de fato, nanotubos podem ser considerados como um tipo especial de fuligem.   En grande cuantidade/cantidade, nanotubos unen-se uns aos outros, formando feixes que se enovelan nun material que pode ser visto a ollo nu, tendo o aspecto de fulixen/fulixe - de facto, nanotubos poden ser considerados como un tipo especial de fulixen/fulixe.

 
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José Ramom Flores d'as Seixas25-07-2004