Os três cientistas envolvidos na descoberta da molécula de fulereno – Henry Kroto, da Universidade de Sussex, Inglaterra; Robert Curl e Richard Smalley, ambos da Universidade Rice, nos Estados Unidos – foram premiados com o Nobel de Química em 1996.
Um pouco antes disso, em 1991, o químico japonês Sumio Iijima, ao observar amostras de fulereno em um microscópio eletrônico de transmissão, notou a presença de outras estruturas bastante diferentes e intrigantes. Depois de analisá-las, o cientista se deu conta de que as estruturas se tratavam de uma nova substância elementar formada somente por carbono. Assim, se deu uma das mais fantásticas descobertas recentes da ciência: os nanotubos de carbono.
Sabe aquela folha onde cada átomo de carbono se liga a outros três, formando uma estrutura planar que se parece com uma colmeia, e cujo empilhamento dá origem ao grafite? Imagine que essa folha pode se enrolar, formando tubos, mas com uma característica peculiar: o diâmetro desses tubos está na faixa de alguns nanômetros (um nanômetro corresponde a um bilionésimo de metro, que é 10-9 m ou 0,000000001 m. Para efeito de comparação, 1 nanômetro é 70 mil vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo). Essa é a estrutura dos nanotubos de carbono.
Existem diferentes formas de enrolar uma folha de átomos de carbono. Pode-se também enrolar várias folhas juntas, formando tubos com várias folhas concêntricas. Cada uma dessas possibilidades origina um nanotubo de carbono diferente, que se caracteriza pelo número e pela maneira com que as camadas concêntricas estão enroladas e pelo diâmetro do tubo.
A descoberta dos nanotubos de carbono causou grande alvoroço na comunidade científica pela beleza da sua estrutura, mas, principalmente, pelas propriedades fantásticas desses alótropos (substâncias diferentes formadas pelo mesmo elemento químico). São os materiais com a maior resistência mecânica conhecida, mas são também extremamente leves; podem ser mais condutores que o cobre, ou então apresentar propriedades de um semicondutor como o silício; além de transportarem melhor o calor do que qualquer outra substância.
Por todas essas características, são muitas as possibilidades de aplicação útil dos nanotubos de carbono. Praticamente todas as áreas do conhecimento relacionadas ao nosso cotidiano são ou serão impactadas por esse material: agricultura, medicina, cuidados pessoais, informática, eletrônica, química, física, biologia, comunicações, engenharias etc.
Vários produtos contendo nanotubos de carbono já estão no mercado, entre eles, materiais esportivos de alto desempenho (bicicletas de corrida, raquetes de tênis, remos, tacos de beisebol etc.), equipamentos eletrônicos como celulares e tablets, células solares, plásticos resistentes, para-choques de automóveis e tintas condutoras.
Outras faces do carbono
Mas esse versátil carbono ainda tem outra face. Lembra-se daquela folha onde cada átomo de carbono se liga a outros três, formando uma estrutura planar que se parece com uma colmeia? Aquela que empilhada dá origem ao grafite e enrolada forma o nanotubo de carbono? Imagine agora essa folha isolada. Essa é a estrutura do grafeno, outra substância elementar formada somente por átomos de carbono e considerada o material mais fino que se conhece (tem a espessura de um único átomo de carbono, com dimensões laterais que podem chegar até a centímetros). Foi isolado a partir do grafite em 2004, pelos cientistas André Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, na Inglaterra, que, por esse trabalho, conquistaram o Prêmio Nobel de Física de 2010.