Todo curso de eletricidade começa assim: “Um filósofo grego do século VI a.C., chamado Tales de Mileto, esfregou um bastão de âmbar em pele de animal e viu que ele passava a atrair objetos pequenos e leves, como palhas, fios de cabelo etc.”
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Para um estudante do ensino médio há uma primeira dificuldade, pois ele não esbarra em âmbar todo dia. Até por isso, é preciso entender que o âmbar é uma resina fóssil de origem vegetal e que pode ser substituído por outro material mais comum nos dias atuais, como um pente de cabelo. Mesmo assim, citar o âmbar é crítico do ponto de vista histórico, já que em grego âmbar é elektron (ἤλεκτρον) que seria sol brilhante (uma alusão à cor das gemas). Eis, assim, a justificativa de onde surge o termo eletricidade (das propriedades que se derivam do âmbar).
Nanogeradores triboelétricos
Uma primeira aula de eletricidade em pleno século XXI precisa citar Tales de Mileto mas também outro cientista contemporâneo, o chinês Zhong Lin Wang, que em 2012 liderou um grupo de pesquisa que revolucionou a ciência com o conceito de nanogeradores triboelétricos. Como diria Cazuza, “Eu vejo um museu de grandes novidades”. E 27 séculos depois, a nanotecnologia reinventa o experimento de Tales de Mileto, realocando-o como uma tecnologia verde.
Neste sentido, em vez de âmbar, diferentes tecidos (seda, algodão) e materiais (borracha, acrílico) devem ser testados nesta aula inaugural de eletricidade para classificá-los quanto à capacidade de doar ou aceitar elétrons por atrito, montando o que chamamos atualmente de série triboelétrica. Para ordenar, uma estimativa qualitativa de atrair mais ou menos pedaços de papel após a fricção com o tecido pode ajudar a entender melhor o processo, à luz das descobertas destes tantos séculos.
E como este processo de atrito entre dois objetos os torna eletricamente ativos? Só este tema já seria um semestre completo de história da ciência, passando pelas contribuições fundamentais de William Gilbert, Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Michael Faraday, entre tantos outros.
Embora a triboeletricidade seja uma reinvenção do que fora feito nos primórdios (agora na nanoescala), o que aprendemos de lá até aqui é extraordinário. Só para exemplificar: Tales de Mileto deu uma interpretação mística do que acontecia, atribuindo ao âmbar uma espécie de “alma” ou vida, que seria ativada pela fricção entre as partes envolvidas.
Tales de Mileto tinha a solução sustentável
Ao longo de muitos séculos, entendemos mais sobre a estrutura da matéria, sua composição e estrutura atômica, os elétrons, sua quantização e a eletrização por atrito (triboeletrificação), o que nos permitiu compreender como a transferência de carga ocorre entre materiais em contato. Simplificadamente, podemos dizer que alguns materiais, quando atritados com outros, têm maior tendência a receber elétrons do que a doar (chamados de tribonegativos), enquanto o outro é chamado de tribopositivo. Se combinarmos um material extremamente tribonegativo com um outro que é extremamente tribopositivo conseguiremos separar uma grande quantidade de cargas. E muitas cargas separadas geram uma diferença de potencial, que permite que o trabalho se realize e que cargas sejam transportadas para onde quisermos.
Estamos afirmando que a descoberta de Tales revisitada por Wang permite com que não só pequenos pedaços de papel sejam arrastados, mas que correntes elétricas sejam geradas por fenômenos tão corriqueiros quanto arrastar nossos pés no chão. Uma pena que só tenhamos acesso aos nanogeradores depois de termos praticamente destruído o planeta com o petróleo. Tales de Mileto tinha a solução sustentável. Porém, sem a tecnologia dos dias atuais, restou apenas a possibilidade de registro histórico do nascimento da eletricidade.
Nova série: eletromagnetismo – primeiros passos
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Helinando Oliveira é físico, professor titular da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) e atualmente é vice presidente da Academia Pernambucana de Ciência