A nanotecnologia é um campo da ciência e da tecnologia que estuda as propriedades da matéria em escala nanométrica, ou seja, entre 1 nm a 1000 nm. Esta faixa de tamanho de partículas também corresponde ao que chamamos de coloides. O prefixo nano refere-se à potência nove, onde 1 nm = 10-9 m.

Agora que já nos situamos em relação ao termo nanotecnologia, vamos entender do que trata o artigo Descobridores do grafeno: cientistas esquecidos pela nanotecnologia, da edição 397. O texto apresenta o grafeno, um nanomaterial composto por camadas de átomos de carbono organizados em hexágonos bidimensionais ligados entre si. O autor faz uma crítica à falta de consideração com os cientistas dos séculos 19 e 20 que já realizavam reações entre a grafite e ácidos sulfúrico e nítrico para obter o óxido de grafite e, provavelmente, o óxido de grafeno. Porém, em 2010, dois cientistas russos levaram o prêmio Nobel de Física por apresentarem ao mundo as propriedades e possibilidades de uso do grafeno.

O texto aborda vários aspectos da grafite, do grafeno e de seus respectivos óxidos que remetem a muitos temas relacionados às ciências da natureza e suas tecnologias. O estudo das propriedades da matéria, as formas alotrópicas do carbono, interações intermoleculares, grupos orgânicos funcionais, aplicações tecnológicas no campo da eletrônica, energia, meio ambiente, biossensores, dentre outros, devem abordar a grafite e o grafeno como materiais de grande interesse na ciência atual.

A nanotecnologia se desenvolveu a partir das propriedades diferenciadas que os materiais nanométricos apresentam. Do ponto de vista curricular, o estudo das propriedades da matéria perpassa todo o ensino fundamental e o médio. Portanto, a atividade aqui proposta inicialmente para o 5º ano do fundamental pode ser adaptada para outras séries tais como o 8º ano ou para o ensino médio.

As propriedades da matéria estudadas no 5º ano englobam a condutividade elétrica e térmica, a densidade, a solubilidade, a elasticidade, a dureza, dentre outras. Numa aula sobre as propriedades da matéria, o professor pode desenvolver o experimento baseado no vídeo “Condutividade elétrica do grafite no papel”. O experimento sugerido é uma adaptação do que é apresentado no vídeo.

Para testar a condutividade de um material não metálico o professor pode organizar a turma em pequenos grupos para realizar um experimento. É importante que os alunos inspecionem os materiais, e o professor explique o que é uma bateria, os polos da bateria e do LED – sim, o LED tem um polo positivo (ânodo, haste mais longa) e um polo negativo (cátodo, haste mais curta). Feito isso, cada um deve pintar completamente o interior do retângulo a lápis (camada de grafite). Hora de testar!

A bateria deve ser posicionada em cima do retângulo (em um dos lados menores) com os polos voltados para a camada de grafite. Os polos do LED devem ser afastados cerca de 2 cm um do outro. O LED também deve tocar firmemente a camada de grafite. É necessário posicionar os polos do LED sobre a camada de grafite de forma a coincidir com os polos de mesmo sinal da bateria. Eles devem ficar frente a frente. Observar o efeito quando se aproxima o LED a 0,5 cm da bateria e quando se afasta (sempre tocando a camada de grafite).

A critério do professor, o experimento pode ser feito primeiramente sem pintar o retângulo para que os alunos vejam a diferença ou deixar que eles mesmos queiram testar na folha de papel sem grafite. Os alunos devem anotar e discutir os resultados do experimento entre si e com o professor.

O experimento é uma oportunidade para introduzir a discussão a respeito do grafeno, um material feito a partir de grafite e que possui muitas propriedades para aplicações tecnológicas. É importante destacar o fato de o Brasil ter uma das maiores reservas de grafite do mundo.