A Descoberta dos Fulerenos

"Suponha que possamos encontrar um material que é centenas de vezes mais resistente que o aço. Suponha que o mesmo material também poderia ser utilizado para a construção de circuitos eletrônicos muito menores que os chips atuais de computador baseados em silício. Bem, esse material foi descoberto e eu tive a felicidade de participar de uma das equipes de cientistas que o descobriu - acidentalmente."
Bernd Eggen

A descoberta do C₆₀ é um exemplo maravilhoso de coincidências felizes: foi uma descoberta inesperada. Nenhum dos pesquisadores envolvidos planejou "descobrir" o Fulereno, também conhecido como C₆₀, por causa de sua molécula constituída de 60 átomos de carbono. As investigações poderiam ser descritas como "pesquisa do céu azul" ou "ciência básica" -- um tipo de pesquisa que não tem aplicação prática imediata, porém é interessante do ponto de vista científico e pode resultar em produtos úteis no futuro. Infelizmente, esse tipo de pesquisa é cada vez menos encontrado nas instituições acadêmicas atuais, nas quais a maior parte das atividades recebem apoio financeiro somente se forem "relevantes" ou "aplicadas".

Uma Galeria do Carbono a partir da esquerda, Diamante, Grafite, Cadeia de Carbono, C60, C70 e Nanotubo

Percepção e Previsão

Os paradigmas são conjuntos de premissas fundamentais à ciência. Eles tendem a funcionar bem em um campo estabelecido, no qual ajudam descobertas posteriores, oferecendo aos cientistas uma base de conhecimentos para desenvolver a pesquisa e novas hipóteses. Porém, quando surgem novas áreas ou revoluções científicas estão prestes a ocorrer, os paradigmas podem ser derrubados, normalmente por pesquisadores jovens. O paradigma central derrubado pela descoberta do Fulereno foi a visão de que o carbono existe somente em duas formas principais: grafite e diamante.

Coincidências Felizes na Ciência

Diamantes em Vulcões

Se os diamantes se formam nas profundezas, como eles chegam à superfície?

Um vulcão em erupção, mostrando a chaminé vertical.

Vulcões - é a resposta. Quando os vulcões entram em erupção, os diamantes são lançados para cima na lava ou permanecem na cratera, a parte central e vertical do vulcão. Por isso, o melhor lugar para encontrar diamantes é no centro de um vulcão extinto, em um tipo de rocha chamado kimberlito. O nome Kimberlito vem da cidade de Kimberley, na África do Sul, de onde foram extraídos diamantes pela primeira vez nos anos 1870 e ainda hoje são produzidos alguns dos maiores diamantes do mundo.

© De Beers O 'Big Hole' em Kimberley, África do Sul

© De Beers Vista área da mina de diamantes Koffiefontein, África do Sul, operada pela De Beers.

Estas fotos mostram minas de diamantes no centro de vulcões extintos. Eles têm que cavar pela chaminé de kimberlito até encontrar os diamantes. A chaminé de kimberlito na mina de diamantes de Kimberley na África do Sul é cavada a profundidades de mais de 1.000 m (3.500 pés) abaixo da superfície.
Diamantes são também encontrados em rios e nas correntezas ou em rochas ao redor de vulcões extintos. Isso ocorre porque, com o passar dos anos, a rocha ígnea que compõe o vulcão fica desgastada pelo vento e chuva. Pedaços de rocha ígnea e diamante são levados pelo vento, ou em correntezas e rios e, ao longo dos anos, podem ficar presos junto a outros pedaços de argila e areia e formar rochas sedimentares.

De que são feitos os diamantes?

DiamantesDe que são feitos os diamantes?

Na verdade, do mesmo material de que são feitos o carvão e o grafite de seu lápis: carbono, onde os átomos se arranjam de uma maneira que as ligações ficam muito fortes.
As ligações se formam quando o carbono está a temperaturas muito altas e sob pressões muito altas. Os diamantes naturais se formam em profundidades, cerca de 180 km abaixo da superfície da Terra, onde as altas temperaturas e pressões são naturais. Abaixo da crosta terrestre está o manto, que é formado de rocha derretida, metais e outros materiais. A temperatura é muito alta nessa profundidade - entre 1100 ºC e 1400 ºC. As altas pressões são produzidas pelo peso de 180 km de rochas que pressionam. Além do carbono, há pequenas quantidades de outras substâncias, como nitrogênio e enxofre, que podem ficar aprisionadas no cristal quando ele é formado no manto. Essas impurezas podem dar cor ao diamante. Um dos mais raros é o diamante rosa. O anel de noivado que Ben Afleck deu para Jennifer Lopez é um diamante rosa, que faz o anel valer $3 milhões de dólares.

Diamante

Grafite

Cadeia de Carbono

De onde vem o carbono que forma os diamantes?

A maioria dos diamantes é formada de carbono que estava no manto desde que a Terra se formou, mas alguns são feitos de carbono dos corpos e conchas de micro-organismos, como algas de antigos oceanos. Esse carbono orgânico foi enterrado em rochas que foram arrastadas para baixo do manto por causa das placas tectônicas e da deriva continental. Todas os seres vivos da Terra são feitos de carbono. Se um de nós caísse por alguma razão em uma vala oceânica na beira de uma placa tectônica onde as rochas são arrastadas para debaixo do continente, poderíamos reaparecer daqui a milhões de anos na forma de diamantes!

GARIMPO DE DIAMANTES NO RIO GRANDE AGRIDE AMBIENTE

GARIMPO DE DIAMANTES NO RIO GRANDE AGRIDE AMBIENTE: GARIMPEIROS NÃO TEMEM POLÍCIA NEM JUSTIÇA NEM NADA

O processo de sugar as pedras com dragas causa assoreamento do Rio Grande e danos ambientais muito graves na divisa entre os estados de Minas Gerais e São Paulo (a cerca de 100km de Franca). E porque a Polícia Ambiental não coíbe este empreendimento ilegal?...

As dragas do garimpo atual  marcam alguns pontos do Rio Grande

Isso numa região conhecida como zona tradicional de garimpeiros

 

O próprio DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral), ligado ao Ministério de Minas e Energia, admitiu ter autorizado prospecções e pesquisas que levaram ao garimpo e captação de diamantes entre a Serra da Canastra e o Rio Grande na divisa entre São Paulo e Minas Gerais por meio de dragas pertencentes a multinacionais. O DNPM  flagraram  10 garimpeiros e dragas em ação nesta zona de diamantes entre o nordeste paulista e o sudoeste mineiro. Desta vez mais este flagra foi dado exatamente no Rio Grande entre as cidades paulistas de Colômbia e Guaraci, que ficam a mais de 450km de São Paulo capital. A reportagem agora de Bruna Mozer e Edson Silva confirmaram outras realizadas por outros sites independentes como o diarioweb e estudos que vinham sendo feitos constantemente por Geólogos da USP ou denúncias de ecologistas em vários locais de toda esta zona, tradicional produtora de diamantes. O nosso blog de ecologia e de cidadania já havia também postado há algum tempo atrás aqui no Folha Verde News matérias com este conteúdo. Os garimpeiros atuam em toda essa macrorregião há mais de 40 anos. Desde muito antigamente existiam lendas sobre uma grande reserva diamantífera no subsolo e no leito dos rios e dos riachos ou córregos entre a Canastra e o Rio Grande, foi ponto de atração dos Bandeirantes e agora mais ultimamente de garimpeiros de todos os lugares do país e do exterior, comandados por empresários do setor muito atuantes na Holanda e na África do Sul. Há uns 20 anos houve algumas suspeitas e que deputados e outros políticos e técnicos ligados ao Ministério de Minas e Energia já haviam providenciado a prospecção via satélite de toda essa macrorregião, detectando uma reserva fora do comum de diamantes. A tecnologia atual já teria confirmado assim as lendas. O ministro Edson Lobão já foi posto sob suspeita por causa desta eventual exploração diamantífera por grandes empresas. 35% do valor da cata no Rio Grande fica para os garimpeiros, o lucro maior com as empresas de garimpo, não só nacionais. Já aconteceram homicídios não esclarecidos nesta zona dos diamantes por disputas das pedras, como um caso em Franca (SP) num mercado milionário e de alcance internacional, manipulado por máfias de garimpo que vêm atuando na região da Canastra e proximidades. Não se trata na verdade de garimpeiros com peneiras e artesanais, como faz crer algumas pseudocooperativas que mascaram a atividade. Hoje são empresas bem equipadas e com levantamento e cadastramento das áreas por tecnologia via satélites, que usam balsas, dragas, motores e se utilizam de licenças ambientais ou da dificuldade das polícias Federal e Ambiental ou do próprio Ibama fazerem  a fiscalização ao vivo nestes locais o tempo todo. Com estes equipamentos, as serem sugadas as pedras este garimpo de grande proporção causa assoreamento dos rios (não só do Rio Grande, o principal da zona diamanteira). Além do assoreamento, substâncias e produtos usados podem contaminar as águas, como o óleo diesel dos motores. Danificam a flora, matam os peixes e desequilibram toda a ecologia deste zona ainda relativamente íntegra no interior do país. Policias e fontes do Ministério Público e da Justiça já admitiram estes problemas e a dificuldade de conter o garimpo ilegal de diamantes por ali onde o próprio DNPM mantém em vigor 7 autorizações para se fazer prospecção de pedras preciosas no Rio Grande e adjacências da Serra da Canastra, onde nasce o Rio São Francisco e se situa um dos mais importantes Parques Nacionais. Esta questão é mais um problema de todo um contexto socioambiental de crimes e de agressões à natureza, que ainda continuam impunes. O fluxo de garimpo nesta zona Canastra/Rio Grande continua e até aumentou depois de surgiram boato de que foi encontrado um diamante cor de rosa por ali no valor de alguns milhões de dólares. O boato continua na mítica Praça Barão da Franca, point de garimpeiros de todo o interior em Franca (SP), antigo entreposto no comércio e lapidação de pedras, aparentemente já desativado. O diamante rosa já teria sido negociado por grandes empresários internacionais em Kimberlan na África ou em Amsterdã na Holanda ou nos mercados de Antuérpia na Bélgica, em Hong Kong na China ou em Tel Aviv em Israel. Ninguém sabe. Mas tem gente que chegu a ver o tal superdiamante rosa. Isso também é mais um mistério. O fato é que o garimpo continua ainda hoje  acontecendo a dano dos recursos naturais desta macrorregião e do interior do país, o diamante segue procurado como mais um fantasma da realidade do Brasil. 

Garimpeiros flagrados junto a uma das dragas no Rio Grande

Centenas de garimpeiros vivem e dormem em cima das dragas....

...até crianças têm sido flagradas ali

O garimpeiro Alcione Queiroz é um dos poucos que foram detidos...

O garimpo com dragas suga as pedras e assoreia o Grande e outros rios da região

Minerais

Minerais

Ouro
Composição Química: Au
Sistema Cristalino: Cúbico
Dureza: 2,5 a 3

O ouro pode ser encontrado associado a diversos tipos de minérios e, separadamente, como metal nativo, nos riachos ou aluviões de minérios.

A primeira notícia oficial da descoberta de ouro no Brasil data de 1590, na Mina de Ouro de aluviões da Serra do Jaraguá.

Em Minas Gerais, foi descoberto em 1693, e em Ouro Preto três anos depois. Os principais Estados brasileiros de ocorrência de ouro são: Minas Gerais (Ouro Preto, Mariana, Nova Lima, Diamantina, Caeté, Itabira, Santa Bárbara, etc.), Bahia, Amazonas, Ceará, Mato Grosso e Pará.

O ouro é utilizado como padrão monetário, em joalheria, instrumentos científicos, folhas de ouro, odontologia, etc.

No dizer do engenheiro Luiz Caetano Ferraz, “o ouro é um verdadeiro centro de atrações das ambições humanas”.

Coríndon
Cq: Al₂O₃
Sc: Trigonal
D: 9

O coríndon pode ser utilizado como abrasivo, sendo empregado, em sua forma impura, como esmeril, de cor escura, associado à hematita e magnetita.

Pela sua variedade de cores, é utilizado como pedra preciosa.

A safira é a variedade azul do coríndon, sendo muito procurada e utilizada como gema em anéis, colares e outras peças ornamentais.

O rubi é o coríndon de cor vermelha intensa e uma das mais valiosas pedras preciosas, sendo também usada na relojoaria e em instrumentos científicos.

Hematita
Cq: Fe₂O₃
Sc: Trigonal
D: 5,5 a  6,5

A hematita é o mais importante minério de ferro, com teor elevado (até 70%) Fe, sendo a matéria-prima principal na produção de aço. O Quadrilátero Ferrífero concentra 90% das reservas do minério de ferro em Minas Gerais.

Quando a hematita tem a propriedade especular em laminados, ela é chamada de especularita. Quando lapidada, recebe o nome popular de “diamante negro” e em contas esféricas, “pérola-negra”.

Deriva-se o nome hematita da palavra grega “hemathós”, significando sangue, devido à cor da hematita pulverizada.

Magnetita
Cq: Fe₃O₄
Sc; Cúbico
D: 6

A magnetita é um minério de ferro importante, caracterizando-se pelo seu forte magnetismo. O nome pode ser atribuído à sua propriedade magnética.

Cassiterita
(pedra de estanho)
Cq: SnO₂
Sc: Tetraédrico
D: 6 a 7

A cassiterita é o principal minério de estanho e tem o seu uso aplicado à fabricação de flandres e latas para acondicionamento de alimentos (hoje, muitas vezes, substituído pelo alumínio). Usa-se, também, o estanho com chumbo nas soldas.

O nome é derivado do grego, significando estanho.

Rutilo
Cq: TiO₂
Sc: Tetraédrico
D: 6 a 6,5

Usa-se o rutilo em eletrodos, arcos voltáicos, para dar cor amarela à porcelana, além de outros empregos industriais.

O seu nome é derivado do latim “rutilus”, em virtude de sua cor.

Crisoberilo
Cq: BeAl₂O₄
Sc: Ortorrômbico
D: 8,5

O crisoberilo é um mineral raro, ocorrendo em rochas graníticas, pegmatitos e em micaxistos ou nas areias dos rios e cascalhos.

Minas Gerais é o Estado brasileiro de maior ocorrência de crisoberilo.

É utilizado como gema e sua variedade “olho de gato”, quando polida em forma cabuchão, exibe um brilho opalescente, podendo ser vista uma faixa luminosa estreita que muda à medida que se  movimenta a pedra.

A alexandrita é a variedade mais preciosa do crisoberilo e sua grande importância, como gema, se deve à variação de cores que ostenta. A cor natural da alexandrita é verde-esmeralda, porém, se observada à luz artificial, ela se apresenta na cor vermelha. O nome “alexandrita” foi dado em homenagem ao Rei Alexandre II da antiga Rússia. Crisoberilo significa “berilo dourado”.

Apatita
Cq: Ca₅(PO₄)₃F
Sc: Hexagonal
D: 5

A apatita é reconhecida por seus cristais, sua cor e dureza. Cristaliza-se no sistema hexagonal, em cristais prismáticos, tabulares, granulares ou compactos.

As variedades transparentes são usadas como gemas, não obstante a sua dureza baixa.

A apatita é um fosfato empregado como fertilizante junto às sementes, fornecendo-lhes o fósforo necessário para germinação.

Uma das maiores reservas de fosfatos do Brasil situa-se em Minas gerais, na região de Araxá, Tapira, Patos de Minas e Cedro de Abaeté.

Talco
Cq: Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂
Sc: Monoclínico e Triclínico
D: 1

Encontrado em vários Estados brasileiros como Minas Gerais, Bahia, Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná, etc., o talco é utilizado como ingrediente nas tintas, na cerâmica, na indústria da borracha, dos inseticidas, dos cosméticos, etc.

Muscovita
(mica ou malacacheta)
Cq: K₂Al₄(Al₂Si₆O₂₀)(OH,F)₄
Sc: Monoclínico
D: 2 a 2,5

A muscovita é comumente empregada, em seu estado natural, como isolante em aparelhos elétricos. É usada , também, como material transparente em bocas de fornos e lanternas. Os restos da mica utilizada como folha são empregados na manufatura do papel de parede para dar-lhe o brilho reluzente, para o isolamento do calor e na fabricação de material não-combustível.

A muscovita recebeu esta denominação devido o seu uso como “vidro da moscóvia”, na antiga Rússia.

A lepidolita (mica de lítio) é uma fonte de lítio, usada também na fabricação de vidro resistente ao calor. A cor da lepidolita é lilás.

A biotita, silicato de potássio, magnésio-ferro-alumínio, hidratado, é a mica de cor escura.

Topázio
Cq: Al₂(SiO₄)(F,OH)₂
Sc: Ortorrômbico
D: 8

O topázio é uma gema de grande valor e ocorre em cores variadas como: azul, incolor, verde-pálido, amarelo e rosa-pêssego.

No Brasil, o topázio amarelo só é encontrado no município de Ouro Preto e as localidades de maior ocorrência são as de: Saramenha, Antônio Pereira, Dom Bosco, Rodrigo Silva e Tripuí.

Devido à sua raridade, o topázio amarelo é o mais precioso, tendo recebido a denominação de “Topázio Imperial”. O valor do topázio imperial cresce na medida em que aumenta a sua tonalidade avermelhada. O mais apreciado é o  de cor “rosa-pêssego”.

As principais ocorrências dos topázios incolor e azul  estão localizadas no norte de Minas Gerais: Salinas, Araçuaí, Teófilo Otoni, Virgem da Lapa, Galiléia e Padre Paraíso.

TurmalinaO uso mais comum das turmalinas é como gema semipreciosa. Ocorre em cores variadas, recebendo denominações diferentes: incolor (acroíta), azul (indicolita), vermelha ou rosa (rubelita), verde e bicolor (elbaita) e preta (schorlita).

A turmalina bicolor apresenta a cor verde nas bordas e rosa no centro, popularmente chamada de “melancia”.

As mais procuradas para jóias são de  cores verde-oliva, azul-escuro e vermelha.

Minas Gerais é o maior produtor de turmalinas do Brasil. As principais regiões são as de Governador Valadares, Conselheiro Pena, São José da Safira, Coronel Murta, Araçuaí e Malacacheta.

O nome turmalina provém de “turamali”, nome dado às gemas vindas do Sri-Lanka.

Berilo
Cq: Be₃Al₂Si₆O₁₈
Sc: Hexagonal
D: 8

O berilo é um dos silicatos mais importantes, sendo também uma fonte do metal berílio. Ocorre em cores variadas, que vão do amarelo ao azul, em tonalidades verde, rosa, vermelha, recebendo denominações populares de acordo com a coloração.

A sua cor e pureza o transformam em pedra preciosa, deixando de ser empregado na indústria para ser utilizado como gema.

A esmeralda é a variedade mais apreciada do berilo, sendo uma das gemas de maior valor no mercado. A cor verde da esmeralda revela a presença de cromo e/ou vanádio na estrutura do berilo.

No Brasil, ocorre principalmente na Bahia (Carnaíba), em Goiás (Santa Terezinha, Campos Verdes, Itaberaí) e Minas Gerais (Itabira, Nova Era).

A água-marinha é o berilo que apresenta as cores do azul-claro ao azul-profundo. Depois da esmeralda, é a variedade mais procurada e, entre as pedras preciosas, a mais característica do Brasil. Em Minas Gerais se concentram as melhores águas-marinha, sendo as maiores ocorrências verificadas em: Itinga, Araçuaí, Medina, Pedra Azul e Santa Maria do Suaçuí.

Uma das mais famosas foi encontrada em 1954 e recebeu o nome de “Marta Rocha”, pesando 33,9 kg e com 60% de pureza.

Quartzo
Cq: SiO₂
Sc: Trigonal
D: 7

A maior ocorrência de quartzo do mundo se verifica no Brasil, sendo encontrado em todos os Estados brasileiros, estando Minas Gerais entre os maiores produtores.

O quartzo foi utilizado, em tempos remotos, como arma (pontas de lanças) e utensílios domésticos (facas, machados).

Sob a forma de pó, pode ser empregado na porcelana, nas trilhas e nos saponáceos. Por sua propriedade piezelétrica, o quartzo tem usos especializados.

Placas pequenas, orientadas, são usadas como osciladores de rádio, tanto para transmissão como para recepção em freqüência fixa.

As variedades coloridas de quartzo são utilizadas como gemas ou material de ornamentação. O quartzo incolor é chamado “cristal de rocha”. Sendo puro, o cristal de rocha é usado na indústria ótica e em relógios.

Citrino é o quartzo amarelo, devido a presença de ferro.

Róseo – cor rosa, raramente transparente.

Ametista – cor violeta, sendo a mais comercializada.

Aventurina – quartzo contendo inclusões de fuchsita (variedade de mica, rica em cromo).

Outras variedades de quartzo: Opala, Ágata, Ônix, Caldedônia, etc.

Itabirito
Cq: Fe₂O₃SiO₂
Sc: Trigonal
D: 5,5 a  6,5

O Itabirito é uma variedade de hematita, considerada como uma rocha metamórfica. Se constitui de camadas de hematita e finas camadas de quartzo e conglomerado ferruginoso (Canga), com 40 a 60% Fé.

O concentrado é utilizado na indústria siderúrgica.