Alunos de uma escola francesa, no início do século XX

No quadro de  ardósia: O povo que possui as melhores escolas é o primeiro entre todos os povos; se o não é hoje, sê-lo-á amanhã.

Buigny-los-Gamaches, Somme. Dezembro.

Homenagem 

Educação hoje, amanhã e depois. 

Parabéns EDUCADORES.

Como Grafeno vai mudar sua vida

Camada de carbono com um átomo de espessura, o grafeno entusiasma desde sua redescoberta, em 2004, pela promessa de muitas aplicações: próteses resistentes e flexíveis, celulares e tablets enroláveis e internet ultraveloz, entre outras. Em 2010 foram publicados três mil ensaios sobre esse novo material.

Por Eduardo Araia

Um material tão ou mais revolucionário do que o silício e o plástico, extremamente forte, leve, flexível, ótimo condutor de eletricidade e quase totalmente transparente. Esse é o cartão de visitas do grafeno, que deu o Prêmio Nobel de Física de 2010 para Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester (Grã-Bretanha) – o dínamo de uma provável nova era industrial. Essa fina lâmina de carbono de um átomo de espessura não é exatamente uma novidade. Ela já havia sido notada em 1947, pelo físico canadense P. R. Wallace, no estudo das propriedades eletrônicas da grafite, o metal usado na fabricação de lápis, de onde o grafeno também é extraído. Mas obter uma amostra dela fosse então considerado impossível.

O grafeno só foi observado pela primeira vez em 1962, pelos químicos alemães Ulrich Hofmann e Hanns-Peter Boehm. Foi Boehm quem o batizou. Mas suas propriedades ficaram desconhecidas por décadas, até ele reaparecer em grande estilo em 2004, na Universidade de Manchester. Curiosamente, a cidade que se tornou símbolo da Revolução Industrial, no início do século 19.

A estrutura atômica hexagonal das moléculas do grafeno proporciona máxima flexibilidade com extrema resistência.

Dois cientistas emigrados da Rússia – o holandês Geim, diretor do departamento de Física da universidade, e o russo-britânico Novoselov, pesquisador de pós-doutorado – começaram a pensar, em Manchester, na criação de uma substância bidimensional que servisse de opção ao silício usado em semicondutores. Decidiram fazer experiências com a grafite e buscaram obter a mais fina fatia possível desse metal para ver como funcionaria.

De modo inesperado, nos fragmentos presos em uma fita adesiva que os cientistas usavam para limpar a superfície de um bloco de grafite, surgiu o grafeno. Examinados em um microscópio atômico, esses resíduos foram testados e, já na primeira tentativa, funcionaram bem como transistores.

A partir daí, e durante meses, a equipe de Geim e Novoselov foi melhorando a condutividade do fragmento, tornando-o cada vez mais fino, até chegar à espessura de um átomo. Para surpresa dos cientistas, o material ultrafino não só mantinha uma estrutura de ligação hexagonal, semelhante à de uma cerca de galinheiro, como também apresentava um peculiar arranjo simétrico de elétrons que aumentava sua condutividade.

A descoberta dessas e de outras propriedades do grafeno, divulgadas por Geim e Novoselov ainda em 2004, rendeu-lhes seis anos depois o Nobel de Física, e deu início a uma corrida ao material em várias partes do mundo. Desde então, ele continua a surpreender os pesquisadores com um potencial aparentemente ilimitado de aproveitamentos – só em 2010, foram publicados cerca de 3 mil estudos a esse respeito. “O grafeno não tem apenas uma aplicação”, afirma Geim. “Não é nem mesmo um material: é uma enorme gama de materiais. Uma boa comparação seria a maneira como os plásticos são usados.”

As pesquisas se espalham por várias direções e suas possibilidades têm deixado muita gente eufórica – o governo britânico, por exemplo, vai investir 50 milhões de libras (cerca de R$ 144 milhões) nas pesquisas da equipe da Universidade de Manchester e na criação de um centro regional que leve conhecimentos para as indústrias. Mas vários pesquisadores ressalvam que a novidade deve ser vista com mais cautela. 

Andre Geim (à esq.) e Konstantin Novoselov ganharam o Nobel de Física de 2010 por pesquisas com o grafeno.

Para Novoselov, por exemplo, é preciso tempo para o grafeno ser viabilizado industrialmente. O silício, lembra, só passou a ser usado em transistores seis ou sete anos após o seu surgimento, e os primeiros circuitos integrados só foram fabricados 10 ou 20 anos depois disso. Mas as perspectivas são entusiasmantes.

O pesquisador Phaedon Avouris, da IBM, diz que o grafeno ainda não substitui o silício, pois, embora seja um excelente condutor, não pode ser “desligado”, o que o tornaria inviável para certas utilizações. Todo o potencial tem de ser testado na prática: “O tipo de força que as pessoas citam pode nem mesmo se aplicar a amostras microscópicas”, ressalta o físico Yu-ming Lin, também da IBM.

No geral, a comunidade acadêmica está deslumbrada. Muitos apostam que o grafeno vai ser um protagonista de peso em nosso cotidiano nos próximos tempos. Segundo Novoselov, ele pode inclusive significar a porta para a criação de objetos que ainda pertencem ao reino da imaginação. “A verdadeira empolgação, atualmente, é a forma como podemos agora recobrir o grafeno com diferentes materiais bidimensionais, cada camada possuindo propriedades diferentes”, ressalta. Os limites para o grafeno ainda terão de ser descobertos.

Recordes de desempenho

1 metro quadrado de rede de grafeno poderia suportar um gato de 4 quilos; a rede pesaria 0,77 miligrama e seria praticamente invisível

200 vezes 
maior que a do aço é a sua resistência

6 mil átomos 
ou seja, uma área inferior a 20 nanômetros – tornam o grafeno o material termodinamicamente mais instável conhecido. Mas com 24 mil átomos ele se torna o material mais estável conhecido

100 milhões
de dólares por cm2 quadrado era o preço do grafeno em 2008; em 2009, o início da produção em escala derrubou o valor para US$ 100/cm2

150 gigahertz 
é a velocidade do transistor criado pela IBM usando grafeno; o mais rápido de silício alcança cerca de 40 GHz

3 milhões
de camadas de grafeno empilhadas têm altura de 1 milímetro

1 átomo
é a espessura do material

Teia de aplicações

Aparelhos com telas sensíveis ao toque 
Quase todos os aparelhos eletrônicos disponíveis possuem telas com óxido de índio-estanho, uma substância transparente e ótima condutora. O índio, porém está cada vez mais raro. Já o grafeno vem do abundante carbono. Com ele, as telas touchscreen ganhariam uma qualidade adicional: flexibilidade. Pesquisadores sul-coreanos trabalhando em parceria com a Samsung abriram o caminho, ao produzir uma camada contínua de grafeno com 63 centímetros de largura de uma forma que facilita a fabricação em massa. As telas flexíveis podem ser o ponto de partida para aparelhos como celulares e tablets capazes de ser enrolados como uma folha de papel. Para tanto, o restante desses artefatos também teria de ser flexível, mas esse é um obstáculo menor do que se imagina. A IBM já montou um transistor de grafeno em escala de placa semicondutora, e no ano passado apresentou um modelo conceitual de circuito de grafeno. A Nokia estuda o uso do grafeno em aparelhos móveis, trabalhando com a ideia de artefatos transparentes e munidos de células solares. Os primeiros aparelhos entortáveis deverão chegar ao mercado em 2013.

Internet 
O grafeno pode ajudar a tornar a internet muito mais rápida. Cientistas das universidades de Manchester e de Cambridge aperfeiçoaram dispositivos baseados no grafeno para uso de fotodetectores em sistemas ópticos de comunicação em alta velocidade. Ao combinar grafeno com nanoestruturas metálicas, os pesquisadores conseguiram transmitir a luz numa velocidade 20 vezes maior. Notaram ainda que, ao colocar as estruturas sobre o grafeno e iluminá-las, obtinham energia: o conjunto resultante comporta-se como uma célula solar. A eficiência na transmissão de luz deverá aumentar com novas pesquisas.

Próteses 
Com o grafeno será possível produzir membros mais resistentes, flexíveis e leves. Além disso, sua boa condutividade lhe permitiria integrar eletrodos usados para converter sinais cerebrais em movimento.

Células de hidrogênio
Folhas de grafeno oxidadas e sobrepostas armazenam hidrogênio com alto grau de impermeabilidade. Isso as torna ótima opção para o rendimento do combustível de veículos “verdes”.

Indústrias civil, automotiva, aeronáutica e naval
Materiais compostos que contêm grafeno teriam enorme resistência (o que aumenta a segurança em caso de acidentes) e seriam leves, portanto mais econômicos em relação aos usados hoje.

Painéis solares
Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts afirmam que o grafeno tornaria os eletrodos das células solares orgânicas (constituídas de moléculas à base de carbono) mais leves, flexíveis e baratos do que os disponíveis hoje.

Iluminação
Por ser eletroquimicamente estável, o grafeno é ideal para ser usado em células eletroquímicas emissoras de luz (LEC). Uma combinação de uma camada orgânica transparente com dois eletrodos de grafeno dá origem a janelas e portas quase transparentes quando desligadas, que se tornam fontes de luz quando ligadas.

Revista Planeta

Design Natural

O que é o que é: tem barbatana de baleia, pele de lagartixa e gruda como carrapato? O futuro da engenharia. 


Texto e fotos por Robert Clark

Aplicação do design dos seres naturais na resolução dos problemas de engenharia, da física de materiais, da medicina e de outros campos do conhecimento - a biomimética - está se expandindo. Estudos sobre a iridescência de besouros induzem à fabricação de telas mais brilhantes para telefones celulares. A indústria de cosméticos tenta mimetizar o brilho natural das algas diatomáceas, cujas características antirrepelentes também interessam aos uniformes militares. Um cientista percebeu que as rugas microscópicas do olho do uma mosca-fóssil de 45 milhões de anos reduziam a reflexão da luz. Agora, seu design está sendo usado em painéis solares.

"A biomimética revela um conjunto de ideias e de ferramentas inteiramente diferentes do que você pensaria", afirma o cientista Michal Rutner, do Instituto de Tecnologia de Massachusets, onde a disciplina já entrou para a grade curricular de ensino. "Ela agora faz parte da nossa cultura de grupo", ressalta Rutner. Há um ano, em dezembro de 2010, a PLANETA fez uma reportagem sobre o assunto. Agora, você vai conhecer alguns dos seus desdobramentos.

Zíper de carrapato

Examinando carrapatos presos nas calças em 1948, o engenheiro suíço George de Mestral descobriu espinhos com pontas enganchadas (foto pequena) - o que deflagrou a invenção do velcro. No início, se entristeceu com a rejeição da indústria de roupas ao produto, "provavelmente por causa do barulho de rasgão", segundo o primo, Etienne Delessert. Mas logo surgiram outras aplicações. O velcro participou da primeira cirurgia de coração artificial e de muitas viagens espaciais nos uniformes dos astronautas. Hoje, é tão ubíquo como o zíper. Muitos gostam do barulho. Já existem até vestidos de noiva com velcro.

Pele de tubarão

A foto microeletrônica (ao lado) revela um dos segredos da velocidade do tubarão: escamas em forma de dentes, "dentículos dérmicos". "A água passa pelas reentrâncias sem obstáculo, reduzindo a fricção", explica o biólogo George Burgess. "É como a corrente de um rio passando sobre uma turbulência de borbulhas." As escamas também dificultam a infestação de crustáceos e algas. A inspiração para as roupas sintéticas dos nadadores também pode ser aplicável aos cascos dos navios.

Pé de lagartixa

Cada dedo de uma lagartixa tem 6,5 milhões de pelos em forma de espátulas (foto pequena), que grudam na superfície em nível molecular, proporcionando aderência ao réptil para subir paredes e tetos. O robô Stickybot, criado pelo engenheiro Mark Cutkosky, da Universidade de Stanford, usa o mesmo princípio. Seus dedos eriçados colam-se e descolam-se e suas pernas movem-se como as do lagarto, permitindo-lhe escalar vidro, plástico e cerâmica. O problema é a velocidade de lesma, por enquanto um sinal da superioridade da natureza sobre a biomimética. Um dia, a máquina poderá ser usada em operações de busca e salvamento.

Nadadeira de baleia

Antes de mais nada, saiba que a nadadeira da foto foi extraída de um animal falecido naturalmente. O bioquímico Frank Fish converteu a energia das baleias em energia eólica, desenhando hélices de aerogeradores dotadas de nódulos "dentados" inspirados nas nadadeiras do mamífero. A extremidade irregular da membrana do animal permite, no cata-vento, maior geração de movimento durante rotações desequilibradas. As hélices biomimetizadas estão sendo testadas pelo Centro de Energia Eólica do Canadá. Talvez possam gerar mais energia do que hélices convencionais, em velocidades mais baixas e com menos barulho.

Revista Planeta

A lógica da cor

Por que o vermelho exprime ardor? E o azul, tristeza? Por que o blue se chama blue? A psicologia das cores é uma ferramenta do marketing de produtos e serviços. Mas até hoje ninguém entende por que certas cores produzem determinadas emoções em alguns países e em outros não.

Por Milton Correia Jr.

Há dias em que levantamos e enxergamos o mundo cor-de-rosa. Em outros, porém, tudo parece cinza. Que motivos nos levam a associar cores a sentimentos e emoções? Por que o rosa nos dá a sensação de alegria; e o cinza, de tristeza? Esse é um assunto que a psicologia estuda há décadas e ainda causa controvérsia. Mas uma coisa é certa: as cores estimulam sensações e até mesmo produzem alterações no funcionamento do nosso organismo.

A cor nada mais é que luz, ou seja, fótons que são emitidos por determinados átomos em processos naturais ou artificiais. Quando refletida nos objetos, a luz é traduzida em cores de comprimentos de onda que variam entre 400 e 770 nanômetros (milionésimos de milímetros). Cada cor tem um determinado comprimento de onda dentro dessa faixa e, no olho humano, há células especiais, cones e bastonetes, capazes de captar as cores e enviá-las ao cérebro. Evidências científicas sugerem que a luz de diversas cores, ao entrar pelos olhos, afeta diretamente o centro das emoções. Embora a maioria das pessoas enxergue a cor da mesma maneira, cada um de nós responde a esse estímulo de formas diferentes. Ou seja, é um fenômeno subjetivo e individual.

Eric Calderoni, psicólogo e professor de comunicação, vice-presidente da Associação de Pós-Graduandos da PUC-SP, desenvolveu pesquisas sobre o assunto. Ele afirma que não há consenso na psicologia sobre o efeito de cada cor sobre os seres humanos, porque é extremamente difícil investigar o impacto psicológico das cores de maneira científica. Entre outras, as maiores dificuldades são determinar como o impacto se manifesta no comportamento e se a sua reação é produzida pela exposição à cor ou por outros estímulos.

Em síntese, Calderoni divide o impacto psicológico das cores em dois grandes grupos de teorias: percepções natas e percepções de aprendizado. Segundo a teoria "inatista", já nascemos programados para sentir as emoções produzidas pelas cores, pois esses padrões derivam de impactos positivos e negativos sobre a seleção natural da espécie. Nesse caso, o homem primitivo, em sua evolução, foi associando as cores a fatores de sobrevivência. Nas teorias inatistas, os impactos psicológicos seriam os mesmos, mas não as reações, que dependeriam da personalidade de cada um.

A teoria do aprendizado, por sua vez, acredita que o indivíduo, durante sua vida, passa a associar cada cor a uma emoção e a um padrão de comportamento. Por exemplo, se viveu experiências agradáveis numa casa pintada de verde, vai gostar dessa cor e de tudo o que relaciona com ela; se tiver experiências negativas irá rejeitá-la. Ambas as teorias dizem que a maioria das pessoas pode reagir de maneira parecida a determinada cor por ter compartilhado experiências semelhantes, como o calor dos dias ensolarados, que associa amarelo à animação, à alegria e ao prazer. A teoria do aprendizado afirma, no entanto, que pessoas de determinada classe social têm experiências semelhantes, o que as faz reagir perante as cores de maneira diferente de pessoas de outras classes.

Melhor comunicação

Os resultados de estudos sobre efeitos psicológicos das cores nos seres humanos são utilizados pela indústria e comércio para comunicar e vender. A cadeia McDonald's de lanchonetes usa vermelho, amarelo e laranja na decoração das suas lojas e na comunicação visual, pois são cores quentes e vibrantes que estimulam o metabolismo e aumentam o apetite. Paula Csillag, professora de linguagem visual e cor da Escola Superior de Propaganda e Marketing (ESPM), de São Paulo, observa que, embora haja consenso sobre a propriedade de certas cores, ele varia conforme a época, a cultura e a religião.

Em inglês, por exemplo, a expressão I'm blue("estou azul"), que nomeia o sentimento dominante da música "blues" dos antigos escravos negros dos Estados Unidos, significa estar deprimido, para baixo. O verde é a cor do Islã e o branco quer dizer luto em alguns países do Oriente. Na China antiga, o vermelho era o símbolo da boa sorte. Na moderna, foi associado à luta e ao sangue do povo.

"O roxo, no Brasil, era ligado à morte, por causa da religião católica e da Quaresma. Porém, as novas gerações já não fazem mais essa ligação", explica Paula. A mudança natural de hábitos e padrões faz com que a indústria também se modifique. Hoje, há um refrigerante com zero caloria vendido em latas pretas e vermelhas, antes destinadas apenas a inseticidas. E o azul, que não era usado nas embalagens de alimentos, porque na natureza não há alimentos com essa cor, foi incorporado, recentemente, sobretudo nos laticínios.

Psicologia da cor 

O psicólogo clínico paulista Paulo Félix, presidente da Associação Pró- Cor do Brasil, recomenda para o tratamento dos seus pacientes, entre outros métodos, o jogo na caixa de areia na abordagem da psicologia gestalt, baseado na teoria da percepção de cores e formas. Por meio da cor e sua associação com figuras e objetos, ele induz os pacientes a expressar emoções e sentimentos. "São associações sutis, pois a cor está diretamente ligada à personalidade", assegura.

Como sua primeira formação foi como químico, Félix trabalhou vários anos na indústria têxtil, estudando e desenvolvendo cores para tecidos e estampas. Segundo ele, um detalhe como uma sola vermelha num sapato preto feminino produz toda uma conotação de sofisticação e elegância. Entretanto, uma mesma cor pode desencadear emoções diferentes: o verde, por exemplo, tanto pode estar associado a gramados e bosques prazerosos quanto a selvas impenetráveis e perigosas. "Alguém tímido ou deprimido jamais vai usar cores fortes e vibrantes, a menos que queira, conscientemente, camuflar esses sentimentos e passar uma imagem diferente", garante.

Embora a indústria da moda imponha determinadas cores em suas coleções, nem sempre elas fazem sucesso e correm até o risco de ser rejeitadas se não for feito um estudo prévio do seu impacto psicológico. A rejeição pode estar ligada a fatores psicossociais e culturais, pois o que funciona em um país pode não dar certo em outro.Na Europa, especialmente na Inglaterra, os consumidores atualmente tendem a boicotar roupas feitas com tecidos que foram tingidos com pigmentos nocivos aos seres humanos e ao meio ambiente 

Sensação A impressão imediata causada por uma cor corresponde ao grau de excitação das redes neurais nas terminações nervosas da retina do olho humano, proporcional à magnitude da cor como estímulo eletromagnético.	Associação A sensação da cor provoca uma reação emocional. A nomeação dessa emoção é possível dependendo do grau de atenção, de vivências emocionais anteriores, da memória e dos recursos linguísticos da pessoa.
Representação O conjunto das opiniões e sensações comuns produzido pela maioria das pessoas sobre o significado de determinadas cores.	Impressões subjetivas  A preferência por determinadas cores pode sinalizar traços de personalidade e aspectos inconscientes.

BRANCO Sensação: luz-espaçoAssociação: neve, clara de ovo, papel, arroz, vestido de noivaRepresentação: paz, harmonia, pureza, limpeza Impressão subjetiva: inibição dos impulsos, bloqueios, perturbação

VERDE Sensação: frescor Associação: relva, mata, ar puroRepresentação: paisagens naturais, palmeiras, duendes, liberdade, abertura Impressão subjetiva: angústia, autocontrole

VERMELHO Sensação: euforia, exaltação, calor Associação: sangue, boca, maçã, morango, pimenta, Ferrari, Papai- Noel Representação: perigo, desejo, força, paixão, fogo, sexoImpressão subjetiva: agitação, impulsividade, agressividade

LARANJA Sensação: vigor, vitalidade, fulgor, intensidade  Associação: outono, laranja, girassol, cenoura, gema de ovo, Dia das Bruxas Representação: poder, exuberância, calor, ingenuidade Impressão subjetiva:criatividade, entusiasmo, inquietude

AMARELO Sensação: vitalidade, brilho, luminosidade  Associação: ouro, solRepresentação: prazer, riqueza, Brasil Impressão subjetiva: alegria, disposição, ambição, medo

PRETO Sensação: escuridão-espaçoAssociação: noite, ébano, carvão Representação: morte, noite, sombra, autoridade, vazio, sofisticação Impressão subjetiva: tristeza, melancolia, depressão

AZUL Sensação: frio, imensidão Associação: céu, firmamento, mar Representação: magnitude, dignidade, beleza Impressão subjetiva: supercontrole, negativismo

ROXO Sensação: suavidade, profundidade Associação: violeta, ametista Representação: magia, luxo, esoterismo Impressão subjetiva:inquietação, intuição, profundidade, labilidade afetiva, introversão

Fonte: lista adaptada por Paulo Félix a partir do original Color Psychology and Color Therapy, de Faber Birren (McGraw-Hill).

Ambientes e contrastes 

A arquiteta e urbanista Lilian Ried Miller Barros criou o espaço Universo da Cor, em São Paulo, para agregar pesquisadores e profissionais interessados na discussão de questões que envolvem o conhecimento consistente da cor. Segundo ela, não se pode analisar apenas a influência isolada de cada cor, mas a composição do cenário como um todo num determinado ambiente, especialmente suas nuances e contrastes. "Ambientes com fortes contrastes entre as cores nos deixam mais despertos e alertas, enquanto contrastes suaves nos provocam a sensação de relaxamento", afirma.

O azul, por exemplo, é uma cor fria que tranquiliza, mas também pode ser impactante, pois se estiver num espaço onde todas as cores são quentes, chamará a atenção. Além disso, há padrões que não mais se sustentam. Hoje, as casas de saúde procuram imitar hotéis, para se tornar menos frias e impessoais, e o famoso verde-hospital deixou de ser a cor predominante, embora possua reconhecidas propriedades calmantes e terapêuticas.

Outra questão importante é como a textura dos objetos influencia na percepção da cor: uma cor fria numa textura rústica pode denotar uma sensação de conforto, utilizável para tornar os ambientes mais aconchegantes. Lilian Barros, que realizou vários projetos de ambientação para redes de bancos e empresas, afirma que a tendência atual é as pessoas trabalharem em grandes espaços. Por isso, é preciso saber usar as cores para criar uma identidade visual adequada, a fim de que todos possam se situar e se orientar no ambiente. A arquiteta usa elementos da flora e da fauna brasileira para criar padrões com cores diferenciadas.

Cela para durões  Em 1978, o psicólogo norte-americano Alexander G. Schauss conduziu experiências com um determinado tom de rosa e seus efeitos no comportamento humano. Essa cor rosa, batizada de Baker-Miller Pink, segundo ele, possuía propriedades calmantes e diminuía o apetite. Em 1979, a Marinha dos Estados Unidos testou a cor em celas especiais do centro correcional em Seattle, chegando à conclusão de que os detentos ficavam mais calmos com apenas 15 minutos de exposição. Décadas depois, algumas penitenciárias adotaram a cela cor-de-rosa, como a State Correctional Institution, de Rockview (foto), onde as celas para confinamento solitário são conhecidas como Restricted Housing Unit. A finalidade é tranquilizar prisioneiros agressivos e desordeiros. Mas o uso das celas também causa polêmica, pois, na opinião de alguns advogados, trancafiar presos em celas cor-de-rosa equivaleria a uma tortura psicológica. Quartos pintados com essa cor especial também são usados em clínicas psiquiátricas com igual finalidade. Numa pesquisa realizada no México, dois vestiários de times de futebol foram pintados de maneira distinta: um com cores estimulantes e outro com tons tranquilizantes. Em geral, as equipes do vestiário com cores estimulantes faziam o primeiro gol das partidas.

Revista Planeta