No nanomundo, as coisas funcionam de maneira diferente. Quando as distâncias passam a ser medidas em milionésimos de milímetro, coisas estranhas começam a acontecer, coisas que desafiam a nossa intuição. E o melhor exemplo, quem ia nos contar, é a televisão.
Ou o que dá, se me permitem um desvio: o melhor exemplo é um mistério com mais de mil anos: o do vidro colorido.
O mistério do vidro colorido
E existe vidro colorido desde que existe vidro. Isto é, há milhares de anos. O problema é que ninguém sabia realmente por que alguns óculos tinham cores diferentes de outros. Os vidreiros perceberam que isso se devia às impurezas dos materiais, mas até ao século XVI não conseguiram desenvolver capacidade técnica suficiente para colorir o vidro à vontade.
Aprenderam a fazê-lo, sim: mas ao longo do caminho descobriram coisas desconcertantes. O mais desconcertante, sem dúvida, foi que a mesma substância poderia dar origem a vidros de cores completamente diferentes. Por exemplo, uma mistura de seleneto de cádmio e sulfeto de cádmio pode fazer com que o vidro fique amarelo ou vermelho (dependendo de quanto foi aquecido e como foi resfriado).
Um mistério dentro de um copo
Ele diz que foi Asimov quem disse que “a frase mais emocionante que você pode ouvir na ciência não é ‘Eureka!’ mas ‘que estranho…'”. Foi isso que Alexei Ekimov pensou quando soube que uma única substância poderia dar resultados tão diferentes. Não fazia sentido, era ilógico. “Se você pintar um quadro em vermelho cádmio, ele sempre será vermelho cádmio, a menos que você misture outros pigmentos. Então, como uma única substância poderia produzir vidros de cores diferentes?”
E então ele colocou as mãos para trabalhar. Ekimov começou a produzir sistematicamente vidro tingido com cloreto de cobre. Ele fez isso de várias maneiras, aquecendo-o em faixas de temperatura que variavam entre 500°C e 700°C e em intervalos de tempo que variavam de 60 minutos a 96 horas. Ele então usou seu conhecimento de microeletrocinia e radiografia para estudá-los. Ele viu que os cristais de cloreto de cobre eram altamente variáveis: alguns mediam apenas 2 nanômetros e outros 30.
O curioso é que as partículas grandes tinham a cor vermelha esperada, mas à medida que foram ficando menores primeiro ficaram laranja, depois amarelas, depois verdes e finalmente ficaram azuis. O que estava acontecendo aqui?
A resposta, temo, deve ser procurada no quantum. Ekimov percebeu isso e, em 1981, foi a primeira pessoa a produzir deliberadamente pontos quânticos. Acontece que ele publicou numa revista soviética e, claro, do outro lado da Cortina de Ferro ninguém leu.
Sabemos disso porque se Louis Brus tivesse feito isso teria sofrido muito menos. Em 1983, ao tentar realizar reações químicas utilizando apenas energia solar, Brus percebeu que a solução com a qual trabalhava havia mudado de cor. O fenômeno foi muito parecido com o de Ekimov, mas desde os EUA ninguém tinha ouvido falar dele. Isso o levou a redescobrir o que o cientista soviético havia descoberto alguns anos antes (ou, pelo menos, algo muito semelhante).
E que diferença faz se algo ficar um pouco mais azul?
Como explicou a Academia Nobel, tudo isto significou que, de repente, “a tabela periódica ganhou subitamente uma terceira dimensão”. Ou seja, as propriedades de um elemento não dependiam apenas do número de camadas eletrônicas e do número de elétrons na camada externa: agora o tamanho também importava. De repente, tínhamos mais um fator para projetar materiais impossíveis.
O problema é que os métodos para produzir pontos quânticos eram muito ineficientes e inseguros. Moungi Bawendi iniciou seu pós-doutorado no laboratório de Louis Brus em 1988 e se dedicou ao desenvolvimento de melhores métodos. Falhou miseravelmente.
Na verdade, só em 1993 é que (já no MIT) a equipe de Bawendi conseguiu saturar com precisão um solvente aquecido e, graças a isso, gerar pequenos embriões de cristal que começaram a se formar simultaneamente. este foi o momento eureca.
Trinta anos depois, os pontos quânticos são uma parte fundamental da nanotecnologia, mas também da nossa vida quotidiana. As telas de computador e televisão baseadas na tecnologia QLED usam pontos quânticos. Nessa tecnologia, a luz azul é gerada por meio de diodos emissores de luz e, graças aos pontos quânticos, a cor é alterada para vermelho ou verde. As três cores básicas utilizadas pelas telas de televisão.
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Imagem | Fundação Nobel
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