Já há algum tempo, o interesse da população mundial por assuntos relacionados à Ciência e Tecnologia (C&T) tem aumentado significativamente, especialmente após a Segunda Guerra Mundial (1939-1945) quando projetos tecnológicos ambiciosos e polêmicos foram colocados em prática.
No Brasil, esse cenário não foi diferente: pesquisa recente, realizada em 2010 pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI)*, aponta que aumentou 24% o número de interessados em assuntos relacionados à C&T entre 2006 e 2010. Outra pesquisa**, esta de autoria do Datafolha, afirma que 63% de 3.217 entrevistados têm algum interesse por C&T, e que a profissão de cientista é a terceira mais admirada pela população, ficando atrás somente de professor e médico.
Mesmo com números tão otimistas, a quantidade de pessoas que, de fato, informa-se sobre C&T através, por exemplo, da leitura de notícias ou na participação de eventos com temática científica, ainda é inexpressiva no país, e uma das razões apontada por especialistas é a incapacidade de conexão que elas fazem destes assuntos ao seu cotidiano. Mero engano, já que grande parte daquilo que temos ao nosso redor é o resultado de pesquisas nas mais diversas áreas do conhecimento.
Para comprovar esse fato, abaixo seguem alguns exemplos de processos e produtos que resultaram de pesquisas na área de exatas, mais especificamente da física. Parte de uma infinidade de inventos, os produtos descritos abaixo vêm para provar que a ciência tem mais a ver com nosso dia a dia do que podemos imaginar e, mais do que isso, para mostrar que qualquer pessoa pode se aventurar no mundo da ciência, que nada mais é do que uma construção de saberes acessível a todos que, realmente, estejam dispostos a conhecê-la.
Computadores melhores
Mesmo que você nunca tenha ouvido falar de magnetorresistência gigante (MRG), saiba que esse estudo, resultado de trabalhos independentes dos físicos Albert Fert (França) e Peter Gruenberg (Alemanha), aprimorou significativamente o hardware dos computadores que utilizamos.
Foi graças à magnetorresistência gigante, através da qual, em um sistema de camadas magnéticas e não magnéticas, a alteração da direção da magnetização em uma das camadas magnéticas altera a resistência elétrica do sistema como um todo. Graças a ela é que os discos rígidos dos computadores puderam ser miniaturizados, aumentando a capacidade de armazenamento de dados dos computadores atuais. “A empresa responsável por isso foi a IBM. Quando os HDs ultrapassaram a capacidade de 1Gb, a MRG foi o fenômeno que permitiu a redução desse componente”, conta o docente do Grupo de Física Computacional do Instituto de Física de São Carlos (GFC-IFSC/USP), Guilherme Sipahi.
Por esse trabalho, Fert e Gruenberg ganharam o Nobel de Física de 2007.
Diagnósticos de ponta
Em 1937, quando o físico estadunidense Isidor Isaac Rabi apresentou um artigo na Physical Review 51 falando sobre uma nova técnica para medir momentos magnéticos nucleares, certamente não imaginou que a Ressonância Magnética Nuclear (RMN) faria tanto sucesso e teria uma aplicação tão ampla. Pois foi o que aconteceu.
Dos primeiros estudos da técnica até sua aplicação no diagnóstico de doenças, passaram-se cerca de quatro décadas. Atualmente, a aplicação mais conhecida é na área médica, para a detecção das mais variadas enfermidades, como tumores cancerígenos, Acidente Vascular Cerebral (AVC), esclerose múltipla etc. “Hoje, os aparelhos de RMN podem ser encontrados em, praticamente, todos os hospitais do mundo”, afirma o docente do Grupo de Ressonância Magnética (RMN) do IFSC, Hellmut Eckert.
Porém, a RMN também pode ser utilizada na química, física, biologia, agricultura e até mesmo em informação quântica, para o desenvolvimento e aprimoramento do computador quântico.
O Hospital Escola de São Carlos (SP) “Professor Horácio Panepucci” é uma homenagem ao docente do IFSC, falecido em 2004. Panepucci foi um dos grandes pesquisadores de RMN por imagem e trouxe diversas contribuições para estudos na área, sendo responsável, inclusive, por desenvolver, aprimorar e manter um equipamento de RMN no IFSC durante um ano, período no qual foram atendidos mais de dois mil pacientes encaminhados pelo Sistema Único de Saúde (SUS).
O compacto para o mundo eletrônico
Se hoje você tem um televisor muito mais fino e leve do os primeiros que foram inventados, agradeça aos estudiosos de física da matéria condensada. Tudo começou nos laboratórios da Bell Telephone, pouco depois da Segunda Guerra Mundial, quando seus pesquisadores buscavam uma solução para substituir as válvulas termoiônicas usadas nos sistemas telefônicos da época.
Em 1947 foi então criado o transistor, dispositivo eletrônico que controla a passagem de corrente elétrica. “O desenvolvimento do transistor dependeu do entendimento de como os elétrons se comportam dentro de um material semicondutor, e foi o físico teórico John Bardeen quem entendeu os mecanismos fundamentais que os elétrons precisavam realizar dentro dessas estruturas para controlar sua passagem”, explica o docente do Grupo de Física Teórica (GFT) do IFSC, Rodrigo Gonçalves Pereira.
Essa foi, sem dúvidas, uma história de sucesso na física teórica, já que televisões, telefones e, inclusive, computadores precisam dos transistores para que a quantidade certa de elétrons chegue até eles e permita-lhes um funcionamento correto, proporcionando-nos o que há de melhor nesses aparelhos sem os quais não conseguimos mais viver hoje em dia.
Mais luz, menos gasto
Considerada a maior revolução na iluminação desde a invenção da lâmpada elétrica, o LED azul foi o resultado de estudos realizados pelos japoneses Isamu Akasaki e Hiroshi Amano e Shuji Nakamura e já faz parte de muitos lares mundiais.
O estudo oriental se baseou no fenômeno da emissão de luz pela passagem de corrente elétrica por um material semicondutor, processo bem diferente das lâmpadas (até então) tradicionais, que utilizam filamentos metálicos aquecidos, descargas de gases e outros expedientes para produção de luz. “O Nobel de 2014 foi dado aos inventores dos LEDs azuis, apresentado em 1994. Esses LEDs deram origem a uma nova geração de LEDs com frequências mais altas [azul a ultravioleta] e, em particular, ao LED branco, que só é dessa cor porque alia um LED azul a uma camada de fósforo que emite luz na região do amarelo e faz com que o efeito final seja uma luz branca”, explica Guilherme Sipahi.
Dentre as vantagens da luz de LED estão maior vida útil, mais iluminação com menos consumo, além de ser ecologicamente correta, já que não possui mercúrio ou qualquer elemento danoso à natureza. Nobel bem merecido, sim?
Torres de celular, dengue e Wall Street
A prova de que o físico é capaz de contribuir de forma surpreendente em áreas aparentemente fora do seu escopo é a física estatística, que, basicamente, descreve o funcionamento do mundo macrofísico tendo como base o que acontece no micro. “Não sabemos combinar informações de cada um dos elementos [moléculas e átomos] que formam um material para entender o todo, portanto tentamos descobrir leis de comportamentos médios”, explica o docente do Grupo de Física Computacional e Instrumentação Aplicada (FCIA) do IFSC, Leonardo Paulo Maia.
Uma possibilidade de aplicação de física estatística é na instalação de torres para cobertura de telefonia móvel. A parte estratégica desse trabalho, desenvolvida na maioria das vezes por engenheiros, é a distribuição dessas torres de tal maneira que não se necessite de grande quantidade delas- já que o gasto financeiro seria muito grande- e que a cobertura do sinal não seja comprometida. “Na engenharia e matemática aplicadas, são formuladas as chamadas técnicas de otimização estocástica, e os físicos estatísticos poderiam atuar nessa direção, pois cotidianamente utilizam técnicas análogas, embora com outras finalidades”, explica Leonardo.
Outra aplicação famosa e “pomposa” é a modelagem de finanças, tarefa que cabe ao econofísico realizar. “Muitos estadunidenses optam pelo curso de física para aprender a utilizar ferramentas de mecânica quântica e física estatística para aplicá-las em Wall Street“, conta Leonardo.
Sendo “mapeamento” uma das palavras-chave na física estatística, sua utilidade pode ser extrapolada para diversas situações, inclusive epidêmicas. Dessa forma, ela pode ser útil para localizar focos de mosquitos da dengue, por exemplo. “Ninguém sabe para onde migram os mosquitos da dengue, mas se um foco for descoberto, é possível, através de ferramentas de modelagem estocástica, estimar o risco de contágio de pessoas residindo nas proximidades daquele foco”, explica o docente.
O que você respira?
Quando se fala em sensores, a primeira coisa que vem à nossa mente são aqueles aparelhos que ficam nos tetos e paredes das casas e que, com a nossa presença, acendem luzes ou disparam alarmes. No mundo científico, contudo, a utilidade dos sensores vai muito além da segurança doméstica ou iluminação automática de ambientes.
Capazes de responder a diversos estímulos físico-químicos, os sensores são utilizados para detectar, entre outras coisas, moléculas de gases, presentes em muito pequenas ou grandes quantidades na atmosfera, principalmente após o desenvolvimento da atividade industrial. “A grande quantidade de carros que temos hoje nas grandes cidades tornou necessário o monitoramento intensivo de gases tóxicos, para que as pessoas tenham conhecimento da toxicidade que pode estar presente no ambiente onde estão inseridas”, explica o docente do Grupo de Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos (CCMC) do IFSC, Valmor Roberto Mastelaro.
Os primeiros sensores que foram construídos tinham um tamanho muito grande ou usavam uma tecnologia complexa, o que comprometia sua praticidade e funcionalidade. Após vários anos de estudos, inclusive na área de física- no próprio CCMC, e com o trabalho de um grande número de pesquisadores desenvolvendo estudos relacionados a sensores-, esses equipamentos estão se tornando cada vez mais compactos e eficientes. “Atualmente, os pesquisadores já são capazes de produzir microssensores, feitos com os mais diversos tipos de materiais. Isso, além de tornar o sensor muito pequeno, menor do que uma moeda de 1 Real, tornou-o mais eficiente e seletivo. Ou seja, ele é capaz de detectar vários tipos de gases ou um único gás, separadamente”, conta o docente.
Alívio não tóxico à dor
No final do dia, quando sentimos aquela dorzinha de cabeça se manifestando, ir à farmácia e comprar uma aspirina já se tornou uma decisão quase automática. Agora! No final século XIX, cocaína e morfina eram usadas como anestésicos e analgésicos para remediar, entre outras coisas, simples dores de cabeça. “No final daquele século, a Bayer começou a comercializar a heroína como analgésico, que foi muito bem recebida, uma vez que uma dose pequena já trazia um grande alívio da dor. Por isso o nome ‘heroína’. Porém, os fabricantes perceberam que ela causava grande dependência nos usuários, o que, além de prejudicial à saúde, não trazia uma boa imagem à empresa”, explica o docente do Grupo de Cristalografia (GC) do IFSC, Rafael Victorio Carvalho Guido.
Diante disso, no início do século XX, a Bayer retirou do mercado a heroína e começou a investir em outro medicamento, o ácido acetilsalisílico (AAS, asprina®). Nessa época, um dos químicos da empresa, Felix Hoffman, estudava o ácido salicílico, sobre o qual já se tinha conhecimento de propriedades interessantes, inclusive analgésicas. “Mas havia um problema: esse ácido reagia com a estrutura da pele humana, causando danos celulares. Foi quando Hoffman sintetizou o ácido acetilsalicílico, popularmente conhecido como AAS ou aspirina®, que continha as mesmas propriedades terapêuticas do anterior, mas sem causar danos ao organismo”, conta Rafael.
Com essa criação, Hoffman favoreceu uma grande revolução ao mundo da química dos medicamentos e, sem dúvidas, ao cotidiano de muitas pessoas.
*Fonte: http://www.mct.gov.br/upd_blob/0214/214770.pdf
**Fonte: http://agencia.fapesp.br/como_a_ciencia_e_vista_em_sao_paulo/20814/
Assessoria de Comunicação
