sexta-feira, 10 de setembro de 2010

O futeboleno foi descoberto há 25 anos!

Sábado passado, 4 de Setembro, a Google comemorou os 25 anos da descoberta do buckminsterfulereno, melhor conhecido em Portugal como “futeboleno” por a molécula ter a forma de uma bola de futebol.


O futeboleno foi pela primeira vez identificado pelos químicos Harold Kroto, Richard Smalley e Robert Curl a 4 de Setembro de 1985 (ver aqui a história da descoberta do futeboleno). A 14 de Novembro de 1985 a revista Nature publicou um pequeno artigo, apresentando oficialmente o futebuleno à comunidade científica. Kroto, Smalley e Curl receberam o Prémio Nobel da Química em 1996 pela descoberta do futeboleno.

Cientistas que descobriram o futeboleno. Harold Kroto (à esquerda), Richard Smalley (ao centro) e Robert Curl (à direita). Crédito fotográfico: The Nobel Prize Foundation.


Cada molécula de futeboleno é constituída por 60 átomos de carbono. Cada átomo estabelece uma ligação química com dois átomos adjacentes, o que leva à formação de um poliedro constituído por 12 pentágonos e 20 hexágonos, tal como uma bola de futebol, em que cada extremidade (vértice) é ocupada por uma átomo de carbono.

Na figura cada bola amarela representa um átomo de carbono e as linhas pretas (arestas) que ligam as bolas representam ligações químicas. Crédito: Paul Kent.


A forma do futeboleno foi proposta logo nos primeiros dias após a sua descoberta. Baseia-se no facto de o futeboleno ser uma molécula muito estável, que exclui a possibilidade de o futebuleno ter a forma de uma cadeia longa, e segue a lei de Euler. Esta proposição matemática refere que qualquer polígono com um número n, par e superior a 22 de vértices pode formar pelo menos um poliedro contendo 12 pentágonos e (n-20/2) hexágonos. Para o futeboleno n = 60, logo (n – 20 / 2) = (60 – 20 / 2) = 20 hexágonos.

O nome buckminsterfulereno é uma homenagem ao arquitecto e engenheiro norte-americano Richard Buckminster Fuller (1895-1983) que desenvolveu e aplicou o conceito de cúpula geodésica, uma estrutura geométrica leve mas resistente que pode suportar várias vezes o seu peso. Segundo o artigo da Nature as ideias de Buckminster Fuller para a construção de cúpulas geodésicas serviram de inspiração para a estrutura proposta para o futeboleno.

A figura seguinte apresenta o pavilhão norte-americano da Exposição Mundial de 1967, em Montreal, Canada, projectado por Buckminster Fuller. A estrutura transparente é uma cúpula geodésica. Crédito fotográfico: CédricThévenet.


A produção de futeboleno e de outros fulerenos permitiu o desenvolvimento de uma área da Química dedicada exclusivamente ao estudo das propriedades e possíveis aplicações científicas e tecnológicas do futeboleno e de outros fulerenos.

O tamanho, forma (podem ser esféricos, ovais ou terem a forma de um tubo) e o facto de os fulerenos serem ocos tornam-nos bons candidatos para a utilização em nanotecnologia. Os fulerenos são utilizados, entre outras áreas, em biomedicina, biotecnologia, optielectrónica, indústria cosmética e em células combustíveis.



P.S: O artigo da Nature pode ser lido na íntegra aqui.

Nota: O objectivo inicial de Kroto, Smalley e Curl era estudar a formação de compostos de carbono no interior das estrelas. Em 2010 um grupo de investigadores finalmente identificou a existência de moléculas de futeboleno numa nebulosa planetária, chamada Tc 1 (ver artigo da NASA, em inglês). Acerca desta descoberta Kroto disse:

“Esta descoberta tão emocionante fornece uma evidência convincente de que, como suspeitava há muito, o futeboleno tem existido, desde tempos imemoriais, nos recantos mais escuros da nossa galáxia”.

Citação de Kroto original (em inglês): “This most exciting breakthrough provides convincing evidence that the buckyball has, as I long suspected, existed since time immemorial in the dark recesses of our galaxy”

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