Dia das crianças é dia de fazer ciência Ciência Nordestina

O professor Helinando Oliveira mostra como a ciência pode ser acessível às nossas crianças

Os shoppings centers de todo Brasil descobriram uma forma fácil de ganhar dinheiro – oficinas de slime. Com mistura de cola, gliter, água borada e outros componentes, as oficinas levam crianças de todas as idades a fazer Química. E elas nem percebem. Enquanto esperava em uma destas filas, imaginei como a ciência pode ser acessível às nossas crianças. E o quanto de empolgação elas têm em fazer ciência.

A grande dificuldade é adequar a linguagem da ciência aos termos que mantenham a atenção delas. Motivado por minha filha de 4 anos que concluiu que meu trabalho é receber papéis dos meus alunos para riscá-los, resolvi então montar um experimento para meus filhos e na coluna de hoje quero compartilhar com vocês. Afinal, como explicaríamos a uma criança no ensino fundamental, por exemplo, o que é nanotecnologia?

Os átomos de carbono dispostos em folhas monoatômicas formam os grafenos, que ao serem dobrados (tal qual pequenos charutos) formam os nanotubos – que podem ter paredes simples, poucas ou múltiplas. Cada uma destas estruturas abre um leque enorme de aplicações que seguem desde a eletrônica até a engenharia de alimentos. Atualmente já é comum tratar a nanotecnologia como sendo uma área consolidada e importante para a vida de todos nós, embora muitas pessoas tenham dificuldade em entender o conceito básico. Afinal, para que coisas tão pequenas?

Certamente não falaremos de Mecânica Quântica nem tão pouco das escalas submicrométricas para explicar este fenômeno. Precisamos de exemplos práticos. O cálculo da área superficial pode ser um deles.

Para provar isto, podemos partir de um pote de massa de modelar ou mesmo o slime. Sabemos que a área superficial de uma esfera é 4πR². Então, se produzirmos uma esfera de 2 cm de raio de massa de modelar precisaremos de 16π cm² de tinta (ou seja, algo em torno 50 cm²) para cobrir toda a esfera com tinta guache. Se tomarmos, no entanto, o mesmo volume de massa de modelar (32π/3 cm³) e dividirmos em duas partes iguais de volume 16π/3 cm³, veremos que cada uma delas passará a ter uma área de aproximadamente 31,65 cm². Se quisermos pintar as suas superfícies com tinta guache precisaremos de 63,3 cm². Perceba que tínhamos 50 cm² na primeira esfera, que foi dividida igualmente em duas – o que aumentou a quantidade de tinta necessária para pintura.

Se dermos mais um passo com esta brincadeira e dividirmos o volume inicial em 4 partes iguais (cada esfera teria 8π/3 cm³) veremos que a área superficial de cada uma passara a ser de 19,93 cm². Se quisermos pintar todas estas esferas precisaremos de quase 80 cm² de tinta!

Ou seja, quanto menores as esferas, mais tinta se faz necessário para pintá-las. Ao invés de falar em área pintada, podemos simplesmente pesar a tinta que sobrou no pote e mostrar que mais tinta foi usada para cobrir as esferas cada vez menores.

E por indução podemos fazer uma tarefa imaginária, supondo que se esta divisão continuar a ser feita, muito mais área estará disponível na superfície das bolinhas de massa de modelar. Ou seja, quanto menor o raio, mais área teremos para fazer o que quisermos – pintar ou decorar com outras coisas pequeninas.

Não é à toa que Feynman dissera: “Há muito espaço lá embaixo”.

Ou seja, o segredo da nanotecnologia está na área disponível que se tem ao manipular átomos. Quanto menor os blocos, mais área para aproveitar os diferentes mecanismos nesta escala.

E daí surgem os novos sensores biológicos, marcadores, baterias, supercapacitores, célula combustível e tudo mais.

E deste mergulho nas coisas pequenas, as grandes descobertas passam a se revelar. Há o infinito das estrelas e o infinito das coisa pequenas. Se olharmos para baixo veremos um céu tão estrelado quanto este lá de cima.  O micro e o macro, juntos.

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Leia o texto anterior: O Brasil de Darcy Ribeiro

Helinando Oliveira é Professor da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) desde 2004 e coordenador do Laboratório de Espectroscopia de Impedância e Materiais Orgânicos (LEIMO).

Helinando Oliveira