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segunda-feira, 12 de junho de 2017

Um mundo de átomos, esmeraldas e a beleza platônica dos cristais

Um mundo de átomos, esmeraldas e a beleza platônica dos cristais

O autor é professor da Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Química e do Instituto de Humanidades, Artes e Ciências da UFBA


O mundo é feito de átomos. Uma forte evidência dos elementos químicos constituintes da matéria pode ser facilmente observada em nossas casas ou trabalho: muitos têm como preferência decorar ambientes com rochas ornamentais, seja quartzo, ametista (que na verdade é quartzo com pequenas adições de elementos químicos que geram centros de cor) ou outras pedras semipreciosas. Embora o termo mais correto seja gema, estas são escolhidas para fins como belezadurabilidade ou raridade.
A beleza de uma gema pode ser determinada por um conjunto de propriedades fundamentais, como por exemplo as propriedades óticas – principalmente brilho, transparência e cor, critérios estes objetivos. Há outras características importantes como índice de refração, birrefringência e dispersão. Também são avaliadas algumas propriedades mecânicas, como dureza (capacidade de riscar e ser riscado), tenacidade (resistência a ser rompido, dobrado ou mesmo esmagado) e durabilidade, que está relacionada à resistência por exemplo a ataques químicos. Possíveis incrustações também são analisadas. Certamente seu hábito (ou formato) bem como densidade também são itens importantes a avaliar. A raridade com que uma pedra ocorre na natureza é outro fator importante na determinação de seu valor comercial, mas corresponde a um critério subjetivo.
Em particular, com relação a pedras com incrustações e hábitos diferenciados, recentemente foi tema nos jornais de grande circulação o litígio envolvendo a maior esmeralda (do grego, smaragdos: verde) do mundo, descoberta em Pindobaçu, Bahia, em 2001: composta de 180 mil quilates, quase 380 quilos, formada por nove grandes tubos verdes, encontra-se avaliada em US$ 400 milhões e está em fase de repatriação. O Brasil é um verdadeiro depósito natural destas preciosas pedras. Em particular, tal esmeralda, assim, como as demais, estão associadas à magia e ao mistério.
A grande maioria das gemas corresponde ao que se denomina de minerais, classificados de acordo com as seguintes categorias:
  1. Substâncias cristalinas (como diamante, ametista, topázio, safira, turmalina, água-marinha, rubi, esmeralda) – até mesmo o singelo sal (formado por átomos de sódio e cloro) é um cristal natural que pode ser obtido de jazidas em vários locais do mundo;
  2. Substâncias amorfas (como opala e vidro vulcânico, ou obsidiana – utilizada pelos antigos homens das cavernas em épocas pré-históricas na produção de pontas de lanças e ferramentas de corte);
  3. Substâncias orgânicas (pérola, âmbar, coral) e ainda rochas (lápis-lazúli e turquesa, entre outras).
Todos esses materiais são naturais. Além deles, é possível produzir e obter hoje no mercado um grande número de novos materiais parcial ou totalmente fabricados pelo homem, tentando reproduzir o brilho e a beleza desses minerais. São as chamadas gemassintéticas, e podem ser produzidas em laboratório, resultando em belos produtos a partir de materiais mais simples (ou não totalmente raros), por exemplo proveniente da incorporação de elementos químicos em pequeníssimas quantidades ou ainda por efeito de irradiação (raios X ou mesmo raios gama), que também podem gerar centros de cor.
Pois bem: a suspeita de átomos a partir de minerais e gemas surgiu das hipóteses de cientistas como o polímata inglês Robert Hooke (1635-1703), ao sugerir que as formas externas de um cristal poderiam estar relacionadas a uma ordem interna (isto é, na escala atômica!). Através de um dos primeiros microscópios compostos (por utilizar pelo menos duas lentes), Hooke produziu desenhos embasados em suas notas e publicou um dos primeiros livros ilustrados sobre objetos bastante pequenos, chamado ‘Micrographia’, em 1665. A partir das observações de tal instrumento e a veiculação através deste belíssimo livro (disponibilizado de forma fácil e gratuita na internet), foi possível propor novas descobertas sobre gemas e cristais, detalhes de pequenos animais bem como vetores de doenças infecciosas. Vale lembrar que em 1784 o mineralogista francês René Just Haüy (1743-1822) propôs que os cristais poderiam ser vistos como empacotamento de unidades, fato que foi comprovado apenas no século XX, a partir de pesquisas utilizando raios X dos Braggs (pai e filho), que dividiram o Prêmio Nobel de Física em 1915.
Mas qual seria a importância de aprender algo sobre átomos? Que idéia importante estaria por trás? O célebre físico americano Richard Phillips Feynman (1918-1988), Prêmio Nobel de Física em 1965, escreveu em seu estupendo livro “Lições de Física”, volume 1, capítulo 1 (Editora Bookman, 2008), buscando responder a esta pergunta do seguinte modo:
“Se, em algum cataclisma, todo o conhecimento científico for destruído e só uma frase for passada para a próxima geração, qual seria a afirmação que conteria a maior quantidade de informação na menor quantidade de palavras? Eu acredito que seja a hipótese atômica ... em que todas as coisas são feitas de átomos – pequenas partículas que se movem em constante movimento, atraindo-se umas às outras quando separadas por pequenas distâncias, mas repelindo-se ao serem comprimidas uma sobre as outras. Nesta única frase... existe uma enorme quantidade de informação sobre o mundo, se aplicarmos apenas uma pequena quantidade de imaginação e raciocínio”.
Realmente, todo o universo é composto de átomos, estando estes em vários estados da matéria, e não apenas o sólido, líquido e gasoso. De fato, o cosmo é constituído não apenas de átomos compondo a matéria: existem ainda a energia e o vazio (vácuo). No entanto, apresentar novas formas de se aprender sobre do que é feito o mundo, realçando sua importância, é algo absolutamente relevante, inclusive para as novas gerações. A proposta atômica é crucial para se entender ciência, além de ser uma bela idéia.
Vale lembrar que o conceito de beleza tem origem com os filósofos pré-socráticos, entre eles o célebre matemático grego Pitágoras de Samos (c. 569 – c. 475 a.C.). Os pitagóricos observavam uma clara conexão entre matemática e beleza. De fato, credita-se ao filósofo grego Platão (c. 428 – c. 348 a.C.), discípulo de Sócrates (c. 470 – 399 a.C.) e também pitagórico, considerar a beleza como a idéia (ou forma) acima de todas as outras, conforme descrito no estupendo diálogo chamado Fedon. Vem daí a célebre expressão: “beleza platônica”.
Bom, para que serviria todo este conhecimento? Pergunta difícil de responder em poucas palavras, mas basta verificar que é este mesmo saber cientifico que torna a vida moderna mais fácil, confortável, saudável e prazerosa, pois a ciência domina cada vez mais a construção da matéria átomo por átomo – tal saber é reconhecido hoje como pertencente ao ramo da nanotecnologia.
Traçando um paralelo, é algo difícil explicar as razões de uma obra prima ser bela – seja música, pintura ou escultura, pois envolve a visão platônica de uma idéia, ou ainda forma de compreender. Uma obra pode causar uma impressão inesquecível, fascinante, única, tocante para um artista. Assim também ocorre com a idéia atômica para um cientista. Ainda que seja apenas mais um argumento simplista, vale dizer que o mesmo conhecimento da teoria atômica explica a beleza das gemas e cristais ao nosso redor. Se são belas é porque resguardam, ao nível atômico, toda esta beleza visível aos nossos olhos.

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