FULERENOS

 

 

 

Desde a antiguidade as civilizações usavam uma estrutura geométrica arquitetônica de extraordinária estabilidade, resistência e leveza que chamado de Domo geodésico ou Cúpula geodésica. Sua resistência deve-se ao formato esférico e aos triângulos que compõem sua estrutura.

Qualquer força aplicada no domo se distribui igualmente até sua base, assim como os arcos na engenharia e arquitetura. Na atualidade, devido aos seus trabalhos sobre este tipo de cúpula, o arquiteto que é considerado o inventor dessa estrutura e chama-se Richard Buckminster Fuller.

 

Em 1985, um grupo de cientistas, nomeadamente Harold Walter Kroto e Richard Errett Smalley obtiveram uma série de estruturas químicas com 44 a 90 átomos de carbono, aparecendo em maior concentração aquelas com 60 átomos de carbono, depois de observada em um espectrômetro de massa, a estrutura proposta foi a de uma bola de futebol tendo 32 faces, 20 hexagonais e 12 pentagonais. A esse alótropo do carbono deram o nome de “buckminsterfulereno” em homenagem ao arquiteto que mais apresentou trabalhos sobre cúpulas geodésicas, com as quais a molécula se assemelhava. Algum tempo, depois,, passou-se a denominá-la de fulereno.

 

Posteriormente, em 1966, o cientista Robert Floyd Curl Junior, realizando pesquisas com raios laser descobriu a mesma forma alotrópica do carbono, trabalhando com grafite a 104°C. Pelas descobertas importantes, Curl, Kroto e Smalley receberam o Premio Nobel de Química em 1996.

 

Os fulerenos são uma forma alotrópica do Carbono, a terceira mais estável após o diamante e o grafite. Tornaram-se populares entre os químicos, tanto pela sua beleza estrutural quanto pela sua versatilidade para a síntese de novos compostos. Fazem parte da família das nanomoléculas super aromáticas simétricas, compostas por dezenas de átomos de carbono, dispostos nos vértices de um icosaedro truncado de simetria Ih, com diâmetro aproximado de 1 nanometro. O fulereno C20 apresenta apenas 12 pentágonos não possuindo hexágonos. O fulereno C70, assemelha-se a uma bola de futebol, com mais hexágonos, porém com o mesmo número de pentágonos.

 

Dentre as formas alotrópicas mais estáveis do carbono, as mais conhecidas eram o grafite e o diamante. Com o surgimento do Fulereno ele passou a ser a terceira forma, também com grande estabilidade e tornou-se a preferida dos químicos tanto pela sua beleza estrutural quanto pela sua versatilidade para síntese de novos compostos químicos.

Como já foi citado, os fuleremos possuem uma forma em gaiola. Quando isso foi descoberto, especulou-se a possibilidade de se preparar fulerenos contendo átomos de metais ou moléculas no seu interior. Isso geraria a formação de fulerenos com propriedades físicas e químicas completamente diferentes das dos fulerenos originais. Foi o que ocorreu, alguns anos depois, com os metafulerenos que continham um metal encapsulados no interior da gaiola. Geralmente estas novas fórmulas apresentam propriedades magnéticas podendo ser utilizadas na área de biomedicina e de nanomateriais. Como exemplo, podemos citar seu uso como agente de contraste em exames de ressonância magnética. No caso da introdução de uma molécula podemos citar o derivado do C₆₀ obtido por Komatsu e colaboradores que é uma molécula de fulereno contendo no seu interior uma molécula de hidrogênio. Essa nova substância tem como um de seus possíveis usos o transporte de medicamentos através do corpo humano. Como exemplo, em casos de diagnóstico de câncer, em que um dos medicamentos destrói células com uma leve preferência às cancerígenas, este poderia ser transportado em segurança pela corrente sanguínea, até às células-alvo cancerígenas. Neste ponto, abrir-se-ia uma "porta" no fulereno para que o medicamento fosse liberado, restringindo a sua ação destruidora apenas às células cancerígenas.

Outras aplicações para essas substâncias contendo uma molécula de hidrogênio no seu interior são: atividade antiviral; atividade antioxidante; armadilhas para radicais livres; foto clivagem do DNA; atividade antimicrobiana; transporte de drogas de efeito radioterápico e contrastes para diagnóstico por imagem (Magnetic Resonance Imaging - MRI e tomografia por raios-X); dentre outras..

 

Dentro de pouco tempo, chegarão ao mercado computadores e smartphones bem mais rápidos do que os atuais, principalmente, no que se refere à internet. Tudo isso sem que ocorra a interferência do super aquecimento. Essas e muitas outras novidades se darão através do uso de uma substância recentemente descoberta e que foi denominada de Grafeno, um substituto imediato do silício. Mas, isso é outra história a ser contada posteriormente.