Nobel de Química vai para cristal que “não devia existir” (Folha de São Paulo); Nobel para cristais inusitados (Fapesp)

JC e-mail 4359, de 06 de Outubro de 2011.

Israelense mostrou que estrutura cristalina pode ser formada por padrões complexos que nunca se repetem.

Os meticulosos cadernos de laboratório do israelense Daniel Shechtman permitem datar com precisão a descoberta que acaba de render a ele o Prêmio Nobel em Química deste ano. Foi na manhã de 8 de abril de 1982 que ele usou uma série de pontos de interrogação para marcar sua surpresa com o que estava vendo no microscópio: um cristal que não deveria existir.

Para o comitê do Nobel, ele “modificou a concepção fundamental do que é um objeto sólido”, mostrando que os átomos podem se organizar em estruturas de grande complexidade, que não se repetem. Por isso, embora o achado ainda tenha pouca aplicação prática, ele foi considerado digno do prêmio.

Para Nivaldo Speziali, presidente da Sociedade Brasileira de Cristalografia, o ganhador mostrou “que a periodicidade estrutural [a repetição regular das mesmas estruturas] não é necessária na definição de cristal”. Há exemplos de materiais artificiais e naturais com os quasicristais (como são chamados) do israelense. A arte medieval bolou estruturas parecidas.

Teimosia – Shechtman precisou de muita persistência, pois a grande maioria dos cientistas duvidou de seus achados. Um deles era Linus Pauling, ganhador do Nobel em 1954, conta Speziali. Por conta das reações negativas, o israelense chegou a ser expulso do laboratório onde trabalhava nos EUA. Hoje ele está no Instituto de Tecnologia de Israel, em Haifa.

Em entrevista dada ao comitê do Nobel, Shechtman disse que sua descoberta lhe ensinou que “o bom cientista é humilde a ponto de estar disposto a considerar novidades inesperadas e violações de leis estabelecidas”.

Os quasicristais descobertos são, em sua maioria, criados artificialmente quando uma liga metálica derretida é esfriada rapidamente em uma superfície giratória. Sua estrutura tridimensional dificulta a propagação de ondas, o que define suas características peculiares. Eles são maus condutores de calor e de eletricidade, têm baixa fricção e aderência, mas são altamente resistentes e, por isso, prometem grande aplicabilidade.

Seriam bons para aço reforçado, lâminas e agulhas cirúrgicas, frigideiras e motores a diesel. Mas poucas aplicações concretas já foram desenvolvidas devido ao alto custo de produção deles. Arte islâmica já trazia padrões dos quasicristais

AIQ – O ano de 2011 é celebrado como o Ano Internacional da Química, e o Prêmio Nobel em Química dado a um físico coroa o aspecto interdisciplinar da área. A descoberta dos quasicristais, por exemplo, tem relações com a física, com a engenharia de materiais, com a matemática e até com as artes não figurativas, sem falar na própria química, é claro. O padrão não repetitivo presente nos quasicristais tem raízes matemáticas antigas. A razão das distâncias entre os átomos nesses materiais está sempre relacionada à proporção áurea, descrita pelo matemático Fibonacci no século 13 e conhecida já na Antiguidade.

Na década de 1970, Roger Penrose usou a proporção áurea para produzir mosaicos aperiódicos, imagens compostas de combinações de formas geométricas que são infinitamente variadas. Os mosaicos da arte islâmica medieval, como o do palácio de Alhambra, na Espanha, também têm o mesmo padrão dos mosaicos de Penrose e dos quasicristais.

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Nobel para cristais inusitados

06/10/2011

Agência FAPESP – O ganhador do prêmio Nobel de Química de 2011 é Dan Shechtman, do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion), pela descoberta dos quase-cristais. O anúncio foi feito nesta quarta-feira (05/10) pela Academia Real de Ciências da Suécia.

Diferente dos cristais, os quase-cristais são formas estruturais ordenadas, mas em padrões que não se repetem. Suas configurações não contam com as simetrias dos cristais e eram consideradas impossíveis até serem descobertas por Shechtman.

Na manhã de 8 de abril de 1982, enquanto examinava uma liga de alumínio e manganês em um microscópio eletrônico, o cientista viu uma imagem que contradizia as leis da natureza e inicialmente duvidou do que havia observado.

Mais difícil foi convencer a comunidade científica de que se tratava de uma importante descoberta. Um dos que duvidaram foi Linus Pauling, ganhador do Nobel de Química em 1954.

Em toda matéria sólida, até então se achava que os átomos se agrupavam dentro de cristais em padrões simétricos repetidos periódica e constantemente. Para os cientistas, essa repetição era fundamental de modo a se obter um cristal.

A imagem vista por Shechtman mostrava algo diferente: que átomos em um cristal poderiam ser agrupados em um padrão que simplesmente não se repetiria jamais. A descoberta foi tão polêmica que o próprio cientista foi convidado a deixar o grupo de pesquisa do qual fazia parte. O diretor do laboratório até mesmo lhe deu um manual de cristalografia, aconselhando-o a estudar mais.

Mas o tempo e outras pesquisas mostraram que Shechtman estava certo e sua descoberta acabou alterando o conceito e o conhecimento sobre a matéria sólida.

Mosaicos não periódicos, como os medievais encontrados em construções islâmicas – tal qual o palácio de Alhambra, na Espanha, ou a mesquita Darb-i Imam, no Irã, ajudaram os cientistas a entender como os quase-cristais se parecem no nível atômico.

Assim como os quase-cristais, esses mosaicos têm padrões regulares, que seguem regras matemáticas, mas nunca se repetem.

Depois da descoberta de Shechtman, outros cientistas produziram diversos tipos de quase-cristais em laboratório. Na natureza, essas formas inusitadas também são encontradas. Foram observadas em amostras de minerais de um rio na Rússia e em um tipo de aço feito na Suécia.

Quase-cristais estão sendo experimentados nos mais variados produtos, de frigideiras e motores a diesel.

Shechtman receberá 10 milhões de coroas suecas (cerca de R$ 2,8 milhões) em cerimônia em dezembro, em Estocolmo.