15 de junho de 2019

De cromagem a nanotubos: a química 'moderna' usada pela primeira vez nos tempos antigos

A cúpula Pantheon - feita inteiramente de concreto. MatthiasKabel / wikimedia , CC BY-SA

Os antigos babilônios foram os primeiros a usar a geometria sofisticada - uns impressionantes 1.400 anos antes de se pensar que ela teria sido desenvolvida. Infelizmente, essas inovações matemáticas foram esquecidas à medida que a civilização babilônica entrou em colapso e só foram redescobertas neste ano, quando cientistas examinaram de perto antigos tabletes de argila.

Essa descoberta surpreendente me fez pensar sobre que outros métodos científicos que colocamos nas mentes modernas foram realmente descobertos por civilizações antigas. Então eu decidi procurar alguns dos usos mais avançados da química.

Chapeamento de cromo Qin Dynasty

O brilho espelhado do metal cromado é quase um símbolo da era moderna. Uma fina camada de cromo cobre metais e plásticos em cozinhas, banheiros e carros. Crédito para tecnologia de cromagem vai para George Sargent, que publicou um método em 1920 que levou ao revestimento comercial que dominou o período Art Deco e além. Na verdade, outros químicos famosos, incluindo Robert Bunsen, usaram cromados em meados do século XIX. Mas todos estes podem ter sido espancados pelos metalúrgicos da dinastia Qin na China cerca de 2.000 anos antes do cromo ter sido identificado no Ocidente.
Espada da dinastia Qin em exposição. Mark Lorch / Flickr , CC BY-ND

Na década de 1970, espadas afiadas revestidas em uma fina camada de óxido de cromo foram desenterradas junto com o famoso exército de terracota . Os chineses sugerem que seus ferreiros da 1ª dinastia revestiram as armas dos oficiais para protegê-los da corrosão. E, de fato, dois milênios depois, as lâminas são imaculadas. No entanto, se este é realmente o caso ou de fato a camada de cromo formada lentamente a partir de uma peculiaridade da composição da lâmina e os incêndios que devastaram o exército de terracota enterrado é uma questão de debate .

Concreto romano

O concreto é a base dos edifícios modernos, mas as civilizações antigas também o usavam com grande efeito. O concreto é um composto, o que significa que é feito de dois ou mais materiais; cimento é misturado com areia e cascalho, que, em seguida, define em qualquer estrutura é necessária. Os edifícios de concreto antigos mais famosos são provavelmente o Panteão e o Coliseu, em Roma. Ambos são compostos de cinzas vulcânicas finas misturadas com cal ( hidróxido de cálcio)
Coliseu, em Roma.  Diligente / wikimedia , CC BY-SA

Juntos, estes fazem o cimento, que define e liga pedaços de pedra calcária juntos. Essa receita em particular produz uma rede de cristais que resistem à propagação de rachaduras, a ruína do concreto moderno. O resultado é um material incrivelmente duradouro que é, em muitos aspectos, superior ao concreto de hoje. Um testemunho disso é o majestoso telhado do Pantheon , que, com 43 metros de diâmetro, ainda é a maior cúpula de concreto não reforçado do mundo.

Nanotubos de damasceno

Os nanotubos de carbono são os materiais mais fortes e rígidos conhecidos. Eles consistem em cilindros com paredes com apenas um átomo de espessura. Quando usados ​​em materiais compósitos, eles podem aumentar consideravelmente a resistência de um objeto, resultando em componentes super fortes e leves, alguns dos quais você pode encontrar em turbinas eólicas, equipamentos esportivos e veículos.
Espada de aço de Damasco, do século XVIII, forjada pelos persas.  Rahil Alipour Ata Abadi / wikimedia

Em 2006, pesquisadores descobriram que o povo de Damasco usava nanotubos em seu aço há centenas de anos. O resultado foram belas lâminas cobertas por padrões de turbilhão. E o mais importante para os soldados da época era a durabilidade excepcional e as bordas afiadas que o aço continha. Agora sabemos a composição exata do aço de Damasco, mas os metalúrgicos modernos falharam em reproduzi-lo até agora.

Pigmentos egípcios

William Perkin é creditado com a produção do primeiro corante orgânico (usando o significado químico da palavra orgânico - em outras palavras, substâncias químicas contendo carbono) quando ele acidentalmente descobriu a roxo lilásine enquanto tentava produzir quinina em 1856.
Pyxis feita de azul egípcio de 750-700 aC. Mostrado no Museu Altes em Berlim. Bairuilong / wikimedia , CC BY-SA

Mas o primeiro pigmento sintético de qualquer tipo provavelmente foi feito pelos egípcios já em 3000 aC. Ao aquecer uma mistura de areia, cinza, carbonato de cálcio (possivelmente de cascas) e um minério contendo cobre a temperaturas superiores a 800 ° C, eles fabricaram silicato de cobre e cálcio azul. Isso pode ser usado em esmaltes para produzir uma gama impressionante de matizes.

Teoria atômica grega

As incríveis tecnologias criadas por artesãos e artistas de civilizações antigas são surpreendentes. Muito disso não pode ser melhorado por técnicas modernas. Mas o que separa a ciência do ofício qualificado é a compreensão dos mecanismos subjacentes envolvidos na produção do material. Subjacente a essa compreensão na química moderna está a teoria atômica frequentemente creditada a John Dalton no início do século XIX. 
Demócrito estava certo o tempo todo.

Mas os filósofos de antigamente também tinham uma boa noção sobre a natureza da matéria. E, de fato, o atomismo surgiu várias vezes na antiguidade . Mais notavelmente dos filósofos gregos Demócrito e Leucipo, que especularam que tudo é composto de átomos físicos, indivisíveis e invisíveis, no século V aC.

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