Encontrada forma de Boro quase tão dura quanto o diamante.

Teoria e prática se encontram, e 'New York Times'
Assim como o carbono, elemento aparece puro em três formas diferentes.
A terceira acaba de ser descoberta por cientistas nos Estados Unidos.

O boro é um átomo simples: cinco prótons, cinco ou seis nêutrons, cinco elétrons. Ele não é tão onipresente quanto o hidrogênio. Ele não faz sua voz parecer com a do Pato Donald, como o hélio faz. Ele não é tão famoso quanto o carbono, seu vizinho da direita na tabela periódica.

Ainda assim, ele continua sendo um elemento de muito mistério.

Por mais de dois séculos, o boro confunde cientistas, resultando no que Artem R. Oganov, professor de geociências da Stony Brook University chama de "um rio de descobertas e encobertas".

Agora, pesquisadores liderados por Oganov acrescentaram algo às verdadeiras descobertas. Eles encontraram uma forma de boro quase tão dura quanto o diamante.

Essa descoberta até ilustra o poder da ideia da evolução, usando um famoso algoritmo genético para decifrar a estrutura do novo cristal de boro.

"Este trabalho é um exemplo de co-operação entre a teoria e o experimento", disse Aitor Bergara, físico da Universidade do País Basco, na Espanha. Bergara não esteve envolvido na pesquisa, publicada no periódico "Nature".

Milenar

O boro tem uma longa história. Menções a compostos de boro, como bórax, têm mais de mil anos. Em 1808, com uma semana e meia de intervalo entre eles, dois esforços de pesquisa, liderados por grandes químicos como Sir Humphrey Davy, em Londres, e Joseph Louis Gay-Lussac e Louis-Jacques Thenard, em Paris, anunciaram terem isolado o boro. Mas não o tinham. Outro grande químico, Henri Moissan, mais tarde mostrou que os dois grupos anteriores tinham criado um composto constituído de 60% de boro.

Somente em 1909 uma mostra de boro 99% puro foi produzida.

Assim como o carbono puro pode vir como diamante ou grafite, o boro aparece sob várias formas – 16 foram relatadas. Porém, mesmo as quantidades mínimas de impurezas podem alterar sua estrutura, e aparentemente o elemento só tem mesmo três formas puras, disse Oganov.

Uma delas, conhecida como boro alfa, é de um vermelho escuro, mas transparente. O boro beta é preto e parece carvão. Até hoje, os cientistas não sabem definitivamente qual dessas duas formas é a estável (provavelmente é o boro beta). A terceira forma é a descoberta recentemente.

Circunstâncias atômicas

As propriedades incomuns do boro vêm de três elétrons de sua camada externa. Para elementos similares, como o alumínio, uma linha abaixo na tabela periódica, os três elétrons exteriores são facilmente eliminados, e o elemento se comporta como um metal. No entanto, o boro é menor, então seu núcleo segura seus elétrons com mais forma.

"O boro é um elemento realmente esquizofrênico", disse Oganov. "Ele é completamente frustrado. Não sabe o que quer fazer. O resultado é algo terrivelmente complicado".

Dois dos colaboradores do artigo publicado na "Nature", Jiuhua Chen, da Universidade Internacional da Flórida, e Vladimir L. Solozhenko, do Conselho Nacional para Pesquisa Científica na França, produziram de forma independente o novo estágio do boro através de experimentos de alta temperatura e pressão, em 2004. Porém, eles não puderam deduzir o que exatamente haviam produzido.

Assim, eles recorreram a Oganov, que empregou uma técnica computacional capaz de codificar parâmetros da estrutura de cristal em uma linha de dados. Começando com um número de estruturas de cristal experimentais, o programa calcula a energia necessária para juntá-las, e descarta as versões que não se juntam confortavelmente. Então, da mesma forma como ocorre na evolução biológica, os parâmetros de cristal são ajustados (o equivalente à mutação) e porções da estrutura são trocadas (o equivalente à recombinação). Após gerações de cálculos, a resposta converge para a forma estável.

Esse algoritmo havia revelado anteriormente novos estágios de sulfeto de ferro, carbonato de cálcio, enxofre, e até uma forma supercondutora de oxigênio, depois confirmada por um experimento.

A forma de boro recentemente descoberta é estável em pressões extremamente altas – mais de cem mil vezes a pressão atmosférica normal – e consiste em duas subestruturas. Uma delas é uma forma esférica de doze átomos de boro. A outra é em forma de haltere, com um par de átomos de boro. Essas duas sub-subestruturas se empilham da mesma forma que o sal de mesa (cloreto de sódio).

Quando a alta pressão era aliviada, o boro permanecia na nova configuração. Experimentos subsequentes confirmaram que o material tinha as propriedades previstas pelo algoritmo. Apesar do boro gama não ser tão duro quanto o diamante, ele é mais resistente ao calor, o que pode torná-lo atraente para certas utilizações industriais
Fonte:Teoria e prática se encontram, e cientistas produzem nova forma de boro
Assim como o carbono, elemento aparece puro em três formas diferentes.
A terceira acaba de ser descoberta por cientistas nos Estados Unidos.

Por mais de dois séculos, o boro confunde cientistas, resultando no que Artem R. Oganov, professor de geociências da Stony Brook University chama de "um rio de descobertas e encobertas".

Agora, pesquisadores liderados por Oganov acrescentaram algo às verdadeiras descobertas. Eles encontraram uma forma de boro quase tão dura quanto o diamante.

Essa descoberta até ilustra o poder da ideia da evolução, usando um famoso algoritmo genético para decifrar a estrutura do novo cristal de boro.

"Este trabalho é um exemplo de co-operação entre a teoria e o experimento", disse Aitor Bergara, físico da Universidade do País Basco, na Espanha. Bergara não esteve envolvido na pesquisa, publicada no periódico "Nature".

Moissan também alegou ter isolado o boro. Ele estava enganado, apesar de ter se saído melhor: um composto com 90% de boro.


Fonte: 'New York Times'