Os nanomateriais são construídos com "tijolos" infinitamente pequenos, que lhes conferem propriedades fabulosas. Dongling Ma os encontrou por acaso durante seu doutorado nos Estados Unidos: "Estes materiais são de tal modo fascinantes! Eles permitem fazer coisas incríveis!". A partir de sulfeto de chumbo - um mineral bastante abundante - a pesquisadora fabricou minúsculos cristais, que não contêm senão algumas centenas de átomos. Nesta escala, se entra em um novo mundo, que não mais responde às leis da física clássica. Aqui, é a física quântica que reina.

Mas, para compreender como este mundo difere daquele que se conhece, é preciso antes lembrar o princípio básico da energia solar. Em primeira aproximação, quando uma partícula de luz ou fóton bate em um material, arranca um elétron de um átomo. É este fluxo de elétrons que cria uma corrente elétrica.


Caixas que mudam de cor

Em nosso mundo, para o sulfeto de chumbo, por exemplo, este fenômeno não é possível a não ser para a luz de uma certa "cor". Mas, na escala nanométrica, o sulfeto de chumbo se torna "mutante". Quanto mais se diminui o tamanho do cristal - que é chamado "caixa quântica" - mais a luz que ele absorve é "puxada" para o azul. Ao contrário, quanto mais o cristal cresce, mais ele "bebe" da luz vermelha. Atenção: os raios não são verdadeiramente nem vermelhos nem azuis, visto que estamos no infravermelho e não na região do visível. Mas o princípio é o mesmo... Dongling Ma criou um nanocristal capaz de absorver raios solares de diferentes frequências, simplesmente mudando seu tamanho. Como se o cristal fosse o botão de um aparelho de rádio que permite sintonizar diferentes frequências!

Em seu laboratório, Dongling Ma mostra a "caixa de luvas" ou "câmara seca", na qual fabrica estas pequenas maravilhas. Esta facilidade, bastante popular entre os químicos, é uma caixa envidraçada, com duas aberturas, pelas quais passam duas longas luvas de borracha. Com estas luvas, os cientistas manipulam cristais de uma pureza extrema. Para evitar qualquer contaminação, o ar da caixa foi substituído por um gás inerte: nitrogênio! Dongling Ma explica que empilhando caixas quânticas de diferentes tamanhos, umas sobre as outra, se obtém um material capaz de absorver toda uma gama de raios infravermelhos. Fim do desperdício!


Espaguetes nanométricos

Mas alguns cristais não são suficientes para que se tenha uma célula solar. Resta ainda conduzir os elétrons arrancados até um eletrodo... Para conseguir isto, Dongling colou os cristais sobre nanotubos de carbono, as estruturas-vedetes da nanotecnologia. Estes longos espaguetes, vazios no interior, agem aqui como minifios elétricos, que aspiram os elétrons liberados e os enviam para um dos eletrodos da célula solar, criando assim a corrente elétrica tanto procurada.


Dongling Ma está orgulhosa de suas células solares que absorvem os raios infravermelhos

No momento, não se trata senão de um protótipo cujas performances não estão ainda otimizadas. Mas, quando estiverem, estas células solares poderão se tornar uma alternativa interessante aos painéis de silício. Ainda que não convertam tanta energia solar em eletricidade quanto estes últimos - difíceis de ser batidos, com sua taxa de conversão de 15 a 20% - seu preço baixo agirá em seu favor. Outra vantagem: os painéis de silício são rígidos, enquanto que estes outros podem ser flexíveis. Poder-se-ia, portanto, utilizá-los para todo tipo de superfícies: carroceria de automóvel, roupas, lampadários, telhado, etc.


Química verde e vírus

Mas os nanomateriais da pesquisadora têm outros truques na manga. Eles permitiram também fazer avançar uma nova área: a da química verde - um novo modo de fazer química, que utiliza menos energia e gera menos poluentes. Sua equipe concebeu um novo catalisador: compostos químicos que aceleram a reação entre duas substâncias. Tradicionalmente, utilizam-se compostos contendo metais pesados, que são poluentes difíceis de ser recuperados no final da reação. Entretanto, as nanopartículas do INRS são magnetizadas; elas atraem as substâncias para perto de si, o que aumenta as chances de interação, além disso elas podem também ser recuperadas no final do processo, com um simples ímã! Este novo catalisador pode, portanto, ser reutilizado tantas quantas forem as vezes que se queira! Nada de perdas, nem resíduos tóxicos!

Estes nanomateriais poderão também se mostrar úteis na área biomédica; por exemplo, para seguir o movimento de um vírus em uma célula. "Isto poderia nos ajudar a compreender como os vírus nos infectam", disse ela. Por conseguinte, fazê-los "parar" antes que a doença se instale...

Uma coisa é certa: os nanomateriais cumprem suas promessas. E a surpresa, a admiração de Dongling Ma por eles é maior à cada dia...

Enerzine (Tradução - MIA).


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