Física e Matemática - UNICAMP

Alberto Saa,

estive na aula de Fm003 e tive algumas duvidas.Elas sao bem simples e elementares e acho que ate seria uma perda de tempo expor para o resto da turma por isso estou aqui. A bola de carbono formada por 60 atomos de C, ela foi descoberta atraves dos estudos dos raios cosmicos?Se nao foi atraves de que...

Alem disso, eu nao consegui entender o sentido disso " romper uma nanofio de ouro" e nem sua importancia, talves por eu ser uma pessoa muito leiga no assunto, E
eu gostaria muito de saber essa explicaçao.

Agradeço desde ja e ate mais ver
 

Oi Fred,
primeiro, quero dizer que nao ha duvida que nao valha a pena ser exposta. Em geral, as duvidas mais elementares sao as mais profundas e as mais interessantes para serem discutidas em grupo.

Voce pode, tambem, perguntar diretamente ao Edison. Talvez ele responda neste nosso blog.

Sobre suas duvidas, posso dizer:

1) A molecula C60 foi descoberta na analise da poeira cosmica, nao no estudo de raios cosmicos. Na verdade, como disse o Edison, apos a sua descoberta, pode-se verificar que ela e muito mais comum do que se imaginava, estando presente, em quantidades apreciaveis, inclusive nas cinzas comuns!

2) Sao, basicamente, dois desafios envolvidos no estudo dos nanofios de ouro.
Primeiro, construir um nanofio nao e facil. Requer uma tecnica apurada. As aplicacoes disso sao muito vastas, principalmente na eletronica. Uma vez construido o nanofio, estudar como ele se rompe e outra estoria. Com isso, voce aprende duas coisas: caracteristicas
mecanicas do nanofio (que sao muito diferentes, nao tem nada a ver de fato, com as caracteristicas do ouro como minerio) e testar o nosso grau de
dominio sobre a dinamica molecular/atomica (que nao tem nada a ver com a dinamica mecanica usual). O grupo do Edison trabalha mais no segundo ponto. Se tivermos sorte, ele vai melhorar esta resposta....
 

Fred
Completando o que o Alberto disse.
Bolas de Carbono.O Kroto estudava poeira cósmica, não entendia por que tinha algumas linhas muito mais definidas. Procurou o Smaley que estudava carbono. No laboratório tentaram produzir aglomerados de carbono simulando condições do poeira no laboratório. Ai na analise destas particulas formadas no experimento apareceu um pico em 60 massas de C.
Ou seja eles tropeçaram na estrutura, saiu o artigo na Nature e eu esqueci de falar, ganharam o Nobel pela descoberta.
Eu já notei que os alunos costumas se perguntar o que tem de tão interessante em quebrar um fio de ouro.
Bem, primeiro fazer estes fios e ver a imagem não e coisa simples. De fato é fantastico se se possa produzir um fio que é uma linha de átomos. Voce poderia imaginar que ouro fica assim? E o ouro é o material que faz isto mais facilmente.Do lado das simulações o que queremos é mostrar que usando as leis da física nos podemos no computador simular a formação do fio e se puxamos sempre ele se rompe de forma siminar ao experimento. Isto tambem não é uma coisa trivial, por isto o destaque do nosso trabalho.
A razão de tudo isto é entender as propriedades mecanicas e elétricas destes nano objetos e dai tentar fazer coisas com eles, talvez dispositivos bastante pequenos. Como eu mostrei dispositivos tem pontas de ouro então é bom entender a física destas pontas. Esta é a razão de estudar os fios.
Nos inclusive temos uma proposta de fazer fios mais longos com o uso de átomos de Oxigênio.
Se voce quiser saber mais fale comigo.
 

Interessante é a semelhança do arranjo de carbonos no C60 com as costuras penta&hexagonais de uma bola de futebol. Ia arriscar escrever 'coincidente semelhança', mas desisti; nesse mundo em que até o nome de um chocolate é homenagem a um jogador de futebol, pode-se esperar qualquer coisa.

Mas creio que seja coincidência sim. Tenho leves recordações de já ter visto bolas bem antigas com as tais costuras (e o google disse que o C60 foi descoberto só em 1985). E ser coincidência não seria algo tão escabroso assim, a ponto de se querer inferir uma íntima relação entre o átomo e o melhor dos esportes. É até intuitivamente justificável que esse arranjo se forme naturalmente: a junção de dois ângulos de 120º com um de 108º não é plana, nos dá um leve bico, uma curvinha, permitindo ao longo de repetições a formação de algo quase esférico. Mesmo assim, chama a atenção.

Essa explicação procede, Saa, ou escrevi besteira?
Valeu, até.
 

Pedro,
essas bolas existiram, eu vi (e joguei com) varias delas. A classica tinha hexágonos brancos e pentágonos pretos (ou ao contrário). Diziamos que eram bolas de capotão, mas não sei muito bem o significado do termo.

Na Matemática, o problema de se cobrir um plano com polígonos regulares chama-se ladrilhamento (tessellation). Há algum material sobre isso aqui. Você pode também falas de ladrilhamento de superfícies não planas, como a superfície de uma esfera ou de um cilindro. São coisas interessantes.... Aqui você pode também encontrar alguma arte...
 

OLá Saa

A técnica de ladrilhamento pode ser associada a fractais?? A Unicamp faz algum tipo de pesquisa nessa área? Sempre tive curiosidade de entender essas formas tão perfeitas que a natureza e a arte harmoniozamente encontram.
 

Oi Adriano,
o problema do ladrilhamento é um problema clássico de geometria.

Sobre "ladrilhamento fractal", de uma olhada aqui ou aqui.

Sobre formas, harmonia, natureza e arte, consulte um dos mestres.
 

na minha apostila de ensino médio, esse "arranjo" dos carbonos, C60, fazendo uma esfera foi apresentado... e lá até dizia que um nome "usual", (usual entre aspas porque eu acredito que foi de brincadeira =P) disso era futeboleno :P

isso foi só uma curiosidade nada curiosa...

aliás, por falar em nome, eu sei que já vi, mas não lembro, qual o nome oficial que a IUPAC deu pro "futeboleno" ?
 

Ola Sr. Spazziani,
não entendo muito de nomenclatura oficial. Na literatura física, essas moleculas são chamadas genericamente de fullerenos, em homenagem ao arquiteto que está no post original. Não sei dizer se isso é nomenclatura oficial ou não.