Por que as bombas explodem? Você criou fogo! Pude sentir o impacto! Quanto ouro existe em 400 toneladas de poeira? - Há cerca de US$1.5 milhão aí. - Oh, cara! O que aquele gorila faz ali? E como os terra-raros, os metais que fazem nossos gadgets funcionarem, não são tão raros assim? Cuidado com o martelo! O que você... ? Oh sim, cério, lantânio, praseodímio. Nós vivemos em um mundo com uma incrível variedade de materiais. No entanto, tudo que conhecemos - as estrelas, os planetas, e a própria vida - vêm de cerca de 90 blocos básicos de construção.

Você tem uma mesa com a Tabela Periódica! Tudo isso bem aqui: nesse capítulo notável. A tabela periódica dos elementos. É uma história que se origina no Big Bang e que, eventualmente, leva até nós. E nós somos quase que inteiramente feitos de um pequeno punhado de ingredientes, incluindo um que queima com um fogo secreto dentro de todos nós. Junte-se a mim, enquanto exploro os blocos básicos de construção do universo. O melhor que puder. Desde alguns dos mais comuns, como o oxigênio... Como você se sente nesse momento? ...aos mais raros - elementos artificiais que duram apenas frações

de um segundo. Metais estranhos com poderes repelentes. E você está dizendo que isso irá repelir os tubarões? Oh, meu deus! Gases venenosos... - O cloro não é letal? - Absolutamente. ...em coisas que comemos diariamente. E, agora, podemos inclusive ver do quê eles são feitos. Os pontos, na verdade, seriam átomos? Se você é como eu, você se importa com os elementos e como eles se agrupam. Oh, incrível! Porque, mais do que nunca,... Lá vai nêutron! ...a matéria é importante. O cobre é o rei! Antiguidades! 1 g de cobre a US$1,80. Poderemos decifrar o código para construir

o mundo do futuro? Junte-se a mim em minha busca pelos elementos. Agora, em NOVA. {\a10}EM BUSCA DOS ELEMENTOS Longe de olhares curiosos, o chão explode. Máquinas pesadas movendo milhões de toneladas de terra em busca de... algo. Um túnel secreto profundo. Eu sou David Pogue. Consegui uma autorização para entrar nessa escavação. Provavelmente, estou a 1.6 km de onde entrei. Cara, eu espero poder encontrar a saída. Essa área aqui foi preenchida. Eles me disseram que sai tanto dinheiro deste lugar que parece uma mina de ouro. Espere um pouco... É uma mina de ouro! Mas onde está o

ouro? Acontece que a natureza escondeu milhares de quilos do mineral sob bilhões de metros cúbicos de terra. Escavando, esses caras têm a esperança de ficar ricos. Mas não é por isso que eu estou aqui. Estou em uma jornada para compreender os blocos básicos de construção da matéria. Eles são chamados de elementos. Estes símbolos representam os átomos que compõem tudo em nosso universo - 118 substâncias únicas, organizadas em uma tabela incrível que revela os seus segredos ocultos para qualquer um que a saiba ler. É uma jornada que mergulha profundamente nos metais da civilização, encanta com os

mistérios da reatividade extrema, revela poderes ocultos, e desvenda segredos da vida. Desde o hidrogênio... ...ao urânio, e além... Estou começando pelo 1° elemento que nos encantou. o ouro. Símbolo: Au. Como todos os elementos, o ouro é um átomo que obtém a sua identidade a partir de pequenas partículas - prótons carregados positivamente, no núcleo, balanceados pela carga negativa dos elétrons, ao seu redor. Além de nêutrons, sem carga alguma. O ouro tem sido procurado desde a antiguidade, no entanto, todo o ouro já extraído caberia em um único cubo, com cerca de 19 m de aresta. O ouro

é único entre os metais. Não enferruja nem mancha. É praticamente indestrutível, mas também macio e maleável. Era um material sagrado para os povos antigos. E nunca perde o seu brilho. O problema é que ele é algo extremamente raro na crosta terrestre, e está cada vez mais difícil encontrá-lo. Aqui, na Mina Cortez, em Nevada, garimpeiros com alta tecnologia estão movendo montanhas, aproximando-se por cima e por baixo. Este paredão de rocha está a cerca de 400 m sob a superfície. E, de acordo com John Taule, ele está recheado de ouro. Em algum lugar... E qual a sua

aparência? Algo amarelo, como riscas metálicas nas paredes? Não, é muito difícil identificar na rocha, porque é microscópico. Você não consegue ver o ouro. - O ouro é microscópico? - Sim, você não o vê a olho nu. Então, estamos bem longe daqueles dias em que se encontrava grandes pepitas de ouro, saindo pela parede, e se gritava: "Ei Bob, achei uma aqui!" - Isso é passado, não é? - Exatamente. O que levanta uma questão: se o ouro é invisível a olho nu, como eles sabem se estão cavando no lugar certo? É onde Gayle Fitzwater e sua equipe

entram. Ela recebe, todos os dias, centenas de amostras de terra, extraídas da mina. Sua missão é descobrir quanto ouro há nessas rochas. Para adquirir a cor, ele tem que ser triturado... Você quer sorvete com isso? ...misturado como um baralho de cartas... Eu acho que já vi uma dessas máquinas no Starbucks. ...e refinado até atingir a consistência de talco de bebê. Eu não vejo mais rocha alguma aqui. Mas a má notícia é que tampouco vejo ouro aqui. A boa notícia é que nós não acabamos. Ainda pode haver ouro escondido na mistura. A amostra, misturada com pó

de óxido de chumbo, vai para uma fornalha aquecida a 2.000°C. É um processo com 500 anos de idade, chamado teste de fogo. Usando calor extremo, os átomos de ouro gradualmente se separam do pó da pedra. Então, após essa pulverização, trituração e queima, o que nos resta é isto? Pequenas xícaras de chá? O que você é capaz de ver aqui é um pedacinho de ouro que foi extraído daquela amostra que você esmagou. - Bem...não. - OK... É como a nova xícara de chá do imperador. Não há nada aqui dentro, exceto aquela pequena partícula de poeira. Aquilo

é um pedaço de ouro. Aquilo, na verdade, pesa cerca de 0.5 mg. Então, todo aquele trabalho rende apenas 0.5 mg de ouro? Isso equivale a cerca de 28 gramas por tonelada. 28 gramas de ouro por cada tonelada de rocha? Exatamente, e... É um péssimo negócio! Você jamais irá lucrar. Quando você entrou na mina, você pôde ver nossos caminhões. Eles têm capacidade para 400 toneladas. Se você tem 400 ton de material, com 28 g por tonelada... 400 toneladas, e 28 gramas de ouro por cada tonelada... A esse ritmo, são 11.2 kg de ouro por caminhão. E

a US$63.50 o grama... US$63.50 x ... US$720.000,00 por caminhão! Esse é um negócio fantástico! Como faço para entrar nessa? Fica claro que 28 g por tonelada é uma proporção bem lucrativa para uma mina subterrânea. A mina de superfície produz menos, cerca de 14 g por tonelada... Para ver o que é necessário para conseguir algo maior do que aquela pequena pedra, eu visito a unidade de processamento, onde vai parar o minério. É só mais um dia na refinaria do ouro. Aqui também, a extração se inicia com o esmagamento nestes imensos cilindros. E isso prepara o terreno

para a etapa mais complicada: extrair o ouro microscópico para fora do minério rochoso. Cerca de 3/4 dos elementos são metais. E o ouro é um dos mais "solitários". O modo como um átomo reage quimicamente depende de seu desejo em partilhar elétrons com os outros. E o ouro não é muito sociável. Assim como Greta Garbo, ele deseja ficar sozinho. Assim como outros - os chamados metais nobres. Prata, platina, paládio, ósmio e irídio - todos localizados na mesma vizinhança tranquila da tabela periódica. Usar cianeto para reagir com o ouro permite que eles convertam, gradualmente, 160.000 litros de

lama pulverizada... ...nisto... Três bandejas cheias de... barro? Mas não há ouro aqui, não é? Há um pouco de carbono misturado a isso, o que mudou sua cor. Mas, Dave, garanto que, quando o derretermos, nós teremos ouro. Certo, e quanto ouro - quantas barras de ouro Essa amostra nos dará? Deverá gerar uma barra e meia. Certo, e tudo proveniente de uma solução de 160.000 l? Certo. Então, 160.000 litros foram transformados nisto, e isto será convertido em uma barra e meia? Exato. A lama de ouro vai para um forno de indução a 2.000°C, junto com um pó

branco, chamado fluxo, um produto químico que impede que o ouro fundido reaja ou se prenda a alguma coisa. Essa é a primeira vez que um estranho É autorizado a derramar ouro. Simplesmente me chame de Rei Midas. Não sei se eles sabem bem o que estão fazendo, mas eles irão deixar-me derramar ouro em um molde de uma barra de ouro. Se pesar mais do que 32 kg, será rejeitada. Eles terão que jogá-la fora, ou simplesmente deixar-me levá-la para casa em minha bagagem. Então, bem... farei o máximo para não errar. Há bastante dinheiro em jogo aqui. E

aqui vem... Ouro quente. Pegue seu ouro quente aqui. É uma barra de ouro, senhoras e senhores. Foi um prazer para mim. Vejo vocês semana que vem. Emprego perfeito. Passos finais: resfriar e limpar as barras. Marcá-las com seu número de série único... ...e seu peso. Então, aqui estão: as benditas barras de ouro. E sabe de uma coisa? Elas ainda estão quentes. Ainda estão quentes, saídas do forno. Posso levantar uma delas? Não é se "eu posso", é "se eu consigo". Oh, cara! Esta coisa... Ela pesa quanto? 32 kg? - Cerca de 27 kg. - 27 kg? -

Sim. - Oh, não é nada. E quanto ela vale? Há cerca de US$1.5 milhão aí. Oh, nossa! Mike, o que aquele gorila está fazendo ali? Elas são pesadas, apesar da aparência. Poucos elementos naturais são mais densos do que o ouro: rênio, platina, irídio e ósmio. Mike me disse que cada barra representa cerca de 450 toneladas de rocha que precisaram ser removidas e processadas. 8 barras = US$12 milhões, colocados nesta modesta e pequena mesa. Que baita transformação! De todos os elementos com que nos envolvemos, nenhum deles levou a humanidade a atos de amor ou destruição, tal

como o ouro. É, talvez, aquele elemento de maior apelo. Mas duas fileiras acima do ouro está outro metal da antiguidade, gigante em nossas vidas: o cobre. Símbolo: Cu. Numero atômico: 29. 29 prótons, 29 elétrons. Na antiguidade, o ser humano aprendeu a aquecer as rochas para extrair cobre - há pelo menos 7.000 anos. E, atualmente, é um dos mais amplamente comercializados metais no mundo. O New York Mercantile Exchange é um centro fundamental no mercado global de metais. O que é uma notícia muito boa para mim. Pelo menos, eu pensava assim... Desculpe, senhor, não pode entrar com

isso. Eu pensei que aqui se negociava cobre. Eu estou aqui para negociar cobre. Sinto muito, isso não é permitido no andar, você não pode entrar com isso. Sério? O único negócio que eles fazem aqui é comprar ou vender cobre no mercado futuro. Quem vai cair nessa? Oh, este é um antigo tipo de negócio. Isso remonta aos anos 1800, final dos anos 1800, quando os fazendeiros estavam, na verdade, procurando dinheiro para plantar a safra do próximo ano. Então, o que os fazendeiros faziam era dizer, por exemplo, "David, você me empresta algum dinheiro, OK? E, em seguida,

no futuro, vou vender a colheita que eu plantei por esta quantidade de dólares". Assim, o que faço é vender a você o direito de comprar ou vender a minha colheita futura. Portanto, essa loucura hi-tech começou como um glorioso mercado de agricultores. Na verdade, esse tipo de negócio em Nova York começou como um mercado de troca de manteiga e queijo na Harrison Street. É seguro dizer que não há Um cubinho de queijo aqui em algum lugar? Oh, gruyère, gruyère, cheddar, cheddar! David, você precisa ir a Chicago para isso. Eles seguem fazendo assim? Eles ainda negociam produtos

agropecuários. Pensei que houvesse mercados de negociação, como este, para ouro, prata e platina - coisas que são valiosas. Mas para cobre? Poxa, é como centavos! - O cobre é rei, OK? O cobre é usado em tudo. É um metal muito importante. É usado em infraestrutura, é usado em objetos eletrônicos. Eu acho difícil pensar em algo Que não tenha um pouco de cobre ou muito cobre. Eu amo cobre. - Amo sim. - Eu acredito. Harriet me disse que o mercado de cobre é gigantesco. Mercados em Nova York, Londres e Xangai compram e vendem mais de 20

milhões de toneladas por ano. Há cobre em fios, eletrônicos e chips de computador, encanamentos e outros materiais de construção. É tão importante que a elevação ou a queda de seu preço tem um reflexo instantâneo em toda a economia mundial. Em tempos ruins, os preços do cobre despencam. E em tempos bons, eles disparam. Alguns dizem que ele deveria ser chamado Dr. Cobre, porque é o único metal com Ph.D. em economia. O cobre tem sido valorizado há milênios, devido a suas propriedades únicas. Ele conduz eletricidade melhor que qualquer metal, à exceção da prata. É maleável e tem

uma temperatura de fusão moderada. Ele até afugenta bactérias. Esses caras podem negociar seus 'cobres futuros'. Tenho que vender meu cobre. Antiguidades! Compre antiguidades! 1 g de cobre a US$1,80! Alguém? Alguém... O cobre sozinho é um material impressionante. Mas quando metalúrgicos antigos combinaram-no com um outro elemento, eles inventaram um material muito mais resistente, o qual iria conquistar o mundo. Seu ingrediente secreto? Estanho. Símbolo: Sn. Número atômico: 50. 50 prótons e 50 elétrons. Estanho, adicionado em pequenas quantidades ao cobre, produz o bronze - a 1ª liga metálica feita pelo homem. O bronze ajudou a impulsionar o comércio

global. Foi forjado para fabricar ferramentas e armas, e desempenhou um papel decisivo nos impérios da antiguidade. O bronze deu nome a toda uma era da civilização humana. E, mesmo hoje, continua suspenso por aí. Esta é a Companhia Verdin, negócio familiar fundado há 170 anos, em Cincinatti, Ohio. Eu estou aqui porque eles estão prestes a produzir diversos sinos. Mesmo com todos os materiais modernos disponíveis, eles continuam preferindo o bronze. Eu quero saber o porquê. Não apareceu nada melhor após todos esses anos? Ralph Jung se prontifica a fazer o molde para o bronze. Este é o molde

que iremos usar para, na verdade, fazer a fôrma na areia. Esse parece um sino finalizado. - Ele não é um sino? - Sim, é. Ele é apenas o modelo. É feito de alumínio, logo, é bem fácil de manusear. Então, o que há de errado com ele? O alumínio é bom. O alumínio não enferruja, o alumínio brilha... Você está certo... Por que você não faz os sinos com ele? Bem, o som. Ele não tem aquele som duradouro. - Não gosta de como ele soa? - Não muito. Parece também um pouco metálico. Obrigado, amigo. - Bem, você

sabe... - Eu treinei. Vou lhe mostrar como é o som de um sino real. A qualidade do som depende da estrutura atômica do material. Nos metais puros, os átomos são distribuídos em linhas e colunas arrumadas. Cada átomo cede alguns de seus elétrons para criar uma espécie de oceano destas partículas carregadas que se movem de forma aleatória. São estes elétrons de fluxo livre que tornam os metais condutivos. Quando colocado num circuito, as partículas carregadas negativamente se alinham e fluem como uma corrente elétrica. O oceano de elétrons também cria ligações metálicas flexíveis entre os átomos. No cobre,

eles podem deslizar uns pelos outros com facilidade, o que os torna relativamente suaves e maleáveis. Inapropriado para um sino. É por isso que Verdin usa um material diferente. Então, nós vamos colocar isto aqui dentro... Ralph coloca a fôrma em uma peça de aço cilíndrica. A seguir, preenche o espaço ao seu redor com uma mistura de areia e epóxi, para suportar o calor escaldante do metal quente. Quando esta companhia começou, eles usavam uma mistura de crina de cavalo, esterco, e simplesmente qualquer outra coisa que pudesse manter o formato sem se queimar. Mas o objetivo era o

mesmo: criar uma forma oca que delineasse os contornos interno e externo do sino. Ao remover o alumínio e juntar as duas metades, um espaço vazio na forma de sino continua no interior, pronto para ser preenchido pelo bronze fundido. E o que nós temos aqui, David, são os lingotes de bronze que colocaremos no forno. Como você pode ver, eles... ...eles são um pouco pesados. - Sim, parece... - Eles têm, em média, 10 quilos. É uma... é uma mistura, na verdade, com 80% de cobre e 20% de estanho. E o que temos aqui é o estanho em

sua forma bruta. É assim que ele sai da terra. Este é da Malásia. E nós temos um pedaço de cobre, tal como é extraído da terra. E ele vem da África do Sul. - Então, essa é a receita do bronze. - Exatamente. -- Cobre + Estanho = Bronze -- Igual a Bronze. Por que você não usa apenas um desses metais? Por que não faz seus sinos apenas de cobre? Se ele fosse todo cobre, ele seria, antes de mais nada, muito macio, e nós não teríamos aquele som, o qual queremos em um sino. Estanho com cobre

nos dá essa rigidez. Acrescentar o estanho ao cobre durante a fusão altera as propriedades do metal. Os átomos de estanho, maiores, restringem a movimentação dos átomos de cobre, tornando o material mais rígido. Um golpe faz com que os átomos vibrem, mas o estanho impede que eles saiam demais da posição. O estanho é bom para um sino, mas apenas na proporção certa. Isto é o que pode acontecer, se a quantidade de estanho não for correta. Não se sabe ao certo por que o Sino da Liberdade rachou, mas uma análise química indicou que havia estanho demais e,

talvez, outras impurezas no bronze. A rachadura pode ter sido causada pela forma como os átomos estavam dispostos no metal. Estanho demais, e os átomos de cobre não podem se mover. Uma boa batida, e... Quando o bronze atinge a temperatura adequada - 1.400ºC - é hora de despejar. Existe algum risco nesse processo? Bem, se você acha se queimar um risco, existe sim. Durante o despejo, a velocidade é essencial. Se você deixar o metal esfriar, poderão ocorrer falhas, estragando o sino. Mesmo que a fundição tenha a tecnologia para controlar a temperatura com precisão, e Ralph e sua

equipe tenham décadas de experiência, o bronze continua imprevisível. De cada 100 sinos que eles produzem, 20 ou 30 saem errado. Que processo! Eu fiquei muito feliz em ter podido ajudá-lo. Acho que temos três sinos bem sucedidos aqui, mas nada pode dar errado. Então, você simplesmente nunca sabe até abrir os moldes e ver o que você conseguiu. Os sinos precisam resfriar por 24 horas; por isso, só no dia seguinte podemos descobrir se eles farão música, ou se tornarão sucata. Então, o que eu verei aí dentro? Um sino de igreja magnífico, cromado e brilhante, pronto para

ser usado? Na verdade, não. Você vai ver... Eu gosto de me referir a ele como um bebê recém-nascido. Eles saem meio feios, não tão maravilhosos, mas eles podem ser muito bem limpos. Uau, eu posso sentir... Ainda sinto ondas de calor saindo dele. Sim, ainda está bastante quente. - Posso tocá-lo? - Sim, pode. Fale por você, cara. E o que acontece com o molde de areia tão bem trabalhado? Vira história. Este é um sino de verdade, o qual você poderia realmente vender a alguém? Oh, sim, sim, nós vamos... Ele estará no mercado em breve. Então, eu

preciso realmente não danificá-lo. Isso seria bom. E quanto a toda essa fuligem preta? Ela precisará ser retirada de lá. Você tem alguma máquina hidráulica... ? Na verdade, não, Eu tenho isso. Bem, esse foi um grande desperdício de tempo. Você deixou uma grande mancha aqui. Eu acho que está bom para um novato. Muito obrigado, Ralph. E, agora, é a hora da verdade. Este sino estará bom o suficiente para tocar? Que horas são? É hora de celebrar a tradição milenar do bronze. Nosso sino ressoa com um belo som, e demora vários segundos até a nota acabar, graças

à interação entre cobre e estanho. Mesmo os melhores fabricantes de sinos não sabem dizer se o bronze ficará muito duro, ou muito mole, até que ele vire um sino e o toquem. Mas eu me pergunto se não haveria um modo mais científico de avaliar o metal. Para descobri-lo, estou levando um pedaço dele para David Muller, na Universidade de Cornell. Ele se ofereceu para me mostrar como os átomos do nosso bronze se posicionam... ...literalmente. Eu trouxe dois pedaços de bronze, um dos quais foi retirado de um sino finalizado, e o outro é inapropriado. E gostaria de

examiná-los em seu microscópio mágico. Bem, isso é material demais - eu preciso de uma área como a de uma fazenda, e você me deu o equivalente aos Estados Unidos. Então, vamos cortá-la um pouco. - Cuidado! Está quente. - Está o que? Ai! Primeiro, o bronze é polido para ter um acabamento espelhado. A seguir, a amostra é colocada em um potente microscópio eletrônico. David me diz que quando chegarmos à ampliação final, teremos imagens reais dos átomos de bronze - algo que poucas pessoas já viram. Sinceramente, parece um pouco fantasioso. Então, o que temos agora? O que

estamos vendo? Temos um pedaço do bronze que foi cortado anteriormente, muito parecido a este. Permita-me dizer: este microscópio não é tão impressionante. Quer dizer, eu estou vendo todo o círculo, como se usasse apenas óculos de leitura, ou algo assim. Isto é como se tivéssemos um mapa dos Estados Unidos e, em certo momento, queremos ampliá-lo, e visualizar um carro estacionado em algum lugar dos EUA. Precisaremos amplificar 100 milhões de vezes para vermos um átomo. Para entender a escala, imagine que eu estivesse flutuando no espaço a 3.200 quilômetros da terra, olhando para os EUA. Com uma ampliação

de 100 milhões de vezes, eu poderia visualizar, não apenas um carro, mas um inseto na grama, ao lado dele. - Então, podemos ampliar ainda mais? - Claro que sim. - Como você faz isso? - Bem, eis o botão do zoom. O botão grande onde está escrito "Ampliação"? Exatamente. Então, aumente a ampliação e vamos ver o que acontece. Espere! Eu estou vendo uma pequenina placa onde está escrito, "Bem-vindo a Lilliput!" Para ver átomos, precisamos encontrar uma região interessante na amostra. Agora, começa a parecer uma superfície alienígena. Sim, agora, o que nós estamos realmente começando a ver

é a microestrutura dos grãos naquele bronze. E as cores mais brilhantes são áreas que contém mais estanho. E as regiões com menos estanho são aquelas ligeiramente mais escuras. Oh meu Deus, isso é tão legal. A estrutura microscópica dos metais não é uniforme. Pequenas fissuras, chamadas grãos, tornam-se visíveis. Os contornos entre os grãos são, na verdade, defeitos no arranjo ordenado dos átomos. Então, você não pode ver átomos com este microscópio. Nós podemos chegar quase lá, mas não o bastante. E, para ver átomos, nós precisamos de um equipamento maior. - Vocês têm um desses? - Claro que

temos. Esta coisa enorme? Essa coisa enorme, do tamanho de um container de navio? E por que está envolto neste material acolchoado? Aquelas são mantas acústicas. Elas servem para absorver e refletir o som, porque o próprio microscópio é tão sensível que, se você falar, apenas as ondas de pressão de sua voz forneceriam vibração mecânica o bastante Para sacudi-lo por todo lado. E basta sacudir a amostra do átomo para a imagem sumir. Então, o nosso pequeno pedaço de bronze, o qual foi explorado na primeira máquina, é, agora, esse pequeno disco preto? Bem, esse é o disco de

suporte de 3 milímetros. O verdadeiro pedaço de bronze em si tem a espessura de 1/100 de um fio de cabelo. É pequeno demais para que nós o vejamos, por isso, temos que montá-lo em uma grade transportadora para poder manuseá-lo. Ah, você precisa colocá-lo em um pequeno prato. Exatamente. Você está me dizendo que eu vou conseguir ver os átomos do meu pedaço de sino? Isso mesmo. Os cientistas compreenderam, desde o início do século XX, que os metais são cristais. Ou seja, eles têm um arranjo ordenado de átomos. Bombardeando amostras com Raios-x, eles foram capazes de criar

imagens com as sombras dessa estrutura de cristal. Mas a idéia de que, um dia, poderia ver átomos reais estava além da imaginação. Se o microscópio de David for potente o bastante, deveremos ver fileiras regulares de átomos de cobre com átomos de estanho acondicionados no meio. Pelo menos, na teoria, é assim. Os pontos são átomos? Sim, cada ponto individual é um átomo. Estamos vendo verdadeiros átomos do meu pequeno pedaço de sino? Os brilhantes são os átomos de estanho, e os mais escuros são os átomos de cobre. Não é um pouco espantoso estarmos, na verdade, vendo verdadeiros

átomos? Digo, essa não é uma descoberta tecnológica histórica? Sempre que as pessoas vêem isso pela primeira vez elas ficam muito empolgadas. Ver, de fato, átomos - incrível! Bem, o que nós podemos aprender com isto? Por um lado, ele parece bastante a uma grade. Eles parecem com uma fotografia aérea de uma cidade planejada. É, na verdade, o empilhamento dos átomos no material. O padrão que prevalece é, exatamente, a estrutura cristalina. David me disse que tivemos muita sorte. Os átomos do nosso bronze estão extraordinariamente bem ordenados. Nossos fabricantes de sinos devem ser verdadeiros mestres em seu ofício.

Bem, obrigado por minha viagem para... para o invisível e para o que costumava ser puramente teórico. Eu não posso acreditar que agora posso colocar no meu currículo que eu já vi átomos. - Obrigado pela viagem. - Foi um prazer. Esta incrível capacidade de ver os átomos abriu novos mundos para os cientistas. O laboratório de Muller tem captado, com êxito, muitas outras imagens de átomos... ...no ouro... ...em chips de computador... ...oxigênio... ...poderosos ímãs... ...e até mesmo vidro. Mas, mesmo assim, ainda estão engatinhando, porque eles apenas podem discernir os limites ultraperiféricos em torno dos átomos. O interior

é 10.000 vezes menor. Se o limite exterior de um átomo de hidrogênio - onde o elétron se encontra - for ampliado para 3 km de largura - o tamanho de uma cidade - o único próton no seu núcleo teria o tamanho de uma bola de golfe. É aqui onde temos o básico de cada elemento, porque cada núcleo contém prótons, e é o número de prótons que determina de qual elemento é o átomo. Um próton é hidrogênio. Dois prótons é hélio. Três prótons é lítio. Quatro prótons é Berílio. E assim até o elemento 118, com 118

prótons. O número de prótons é chamado número atômico, e é o princípio organizador fundamental de toda a tabela periódica. Incluindo esta. Uau, isso é legal. Você tem uma mesa da Tabela Periódica. Bem, se ela é uma tabela (mesa) periódica, por que as pessoas seguem pondo-a na parede? Qualquer aluno do ensino médio já viu a tabela periódica, mas a versão do autor Theo Gray é única - feita à mão e com os dados de cada elemento cuidadosamente entalhados na madeira. Preciso admitir que nunca a entendi totalmente, certo? Eles estão preenchidos com números e informações que não

fazem sentido algum para uma pessoa comum. Theo me refresca a memória. Você tem o nome do elemento. - Você tem o símbolo atômico. - O do cálcio é "Ca". Cálcio... Você tem o número atômico, o qual representa o número de prótons no núcleo de cada átomo do elemento. É, provavelmente, a coisa mais importante nesse quadro. E onde está o ouro? O ouro está bem aqui - número 79. Ok, aqui temos um exemplo clássico. O marketing dessa tabela seria muito melhor se o nome e o símbolo correspondessem. A palavra "ouro" não tem "Au" nela. O simbolo

é baseado no nome latino - "Aurum". E, se você pensar nisso, o nome de cada elemento é a parte menos importante da informação que você poderia ter. O que importa sobre os elementos é que eles são substâncias físicas reais, com propriedades e coisas que você pode usar. Theo me ensina, pondo-me em contato com o desafio real. Oh...vejo o que você fez. Para tornar a tabela periódica menos abstrata, ele me convida para expor o resto do seu conjunto de elementos puros. Bem, isso é realmente incrível. Essa é uma representação visual de todos os elementos que compõem

todo o planeta e tudo nele. A seguir, Theo me lembra de algo que eu havia esquecido. Como nós podemos ver claramente, mais de 70% dos elementos da tabela são metais - brilhantes materiais maleáveis que conduzem eletricidade. Há um tipo de linha em diagonal aqui. Todos daqui em diante, incluindo a parte de baixo, são todos metais. Todos a partir daqui são não-metais. E bem no meio estão os que ficam no meio do caminho entre os dois, incluindo, por exemplo, os semicondutores - silício. Preciso dizer que muitos desses elementos têm a aparência, tal como você os imagina.

O ouro parece ouro, a prata parece prata. mas nem todos eles. Eu estava olhando, em particular, para o cálcio. Muitas pessoas pensam no cálcio como sendo branco, leitoso. Como se fosse um osso, como o giz, como o leite. Mas este é um metal prateado e brilhante. É quando a coleção de Theo começa a ficar bem interessante - comparando os elementos puros com suas formas mais comuns. Como o cálcio - metal puro - combinando-se com outros elementos para formar ossos. Bismuto, em remédios para o estômago. Bromo, em refrigerantes. E até este elemento, camuflado numa peça de

louça. Esta bacia de 1930 obtém sua cor laranja do urânio, e é, na verdade, perigosamente radioativa. A tabela de Theo e sua notável coleção são de profundo interesse. Dos cerca de 90 elementos encontrados na Terra, a natureza e o ser humano deram origem a milhões de diferentes substâncias que compõem nosso mundo. Mas, para mim, há algo mais incrível: a tabela organiza os elementos por seus números atômicos - o número de prótons de cada átomo. No entanto, o criador da tabela - um professor de química russo do século XIX, chamado Dmitri Mendeleev - não sabia

nada sobre prótons ou números atômicos. Nem o próprio átomo havia sido descoberto. Para entender como ele decifrou o código da tabela, vim para São Petersburgo, Rússia, para a Universidade do Estado, e para o apartamento e escritório de Mendeleev. No final da década de 1860, nesta mesma mesa, Mendeleev partiu para descobrir a ordem secreta dos elementos. Numa história muitas vezes repetida, é dito que Mendeleev criou 63 cartões - um para cada elemento conhecido naquela época. Ele os diferenciou não pelo número atômico, mas pelo peso atômico. Então, ele não sabia nada sobre átomos, mas este não é

o peso atômico? Como ele sabia o peso, se não conhecia os átomos? Não é em gramas, libras ou quilogramas. No século XIX, eles faziam assim: eles comparavam os pesos de diferentes elementos com o do mais leve - o hidrogênio. Então, quando eles dizem que o do oxigênio é 16, significa que é 16 vezes mais pesado que o Hidrogênio. Os cientistas do século XIX baseavam-se no peso relativo para ordenar os elementos. Imagine que você tenha dois recipientes - um cheio de bolinhas vermelhas, o outro cheio de bolinhas azuis. Se ambos contiverem a mesma quantidade de bolinhas,

mas o recipiente azul for duas vezes mais pesado, você poderia deduzir que as bolinhas azuis pesam o dobro das bolinhas vermelhas, mesmo que você não consiga ver as bolinhas. Os primeiros químicos conceberam formas inteligentes para calcular os pesos dos elementos - até mesmo os gases - em relação ao mais leve - hidrogênio. Então, os químicos sabiam que diferentes elementos possuíam diferentes pesos. Mas por que não apenas uma grande linha contínua? Mendeleev decidiu que deveria ordená-los pelo peso, mas também por família. Esta é uma das tabelas de Mendeleev. Você pode ver o hidrogênio isolado, tal como

existe hoje. As famílias que ele conhecia agora são dispostas em colunas. Esta daqui contém os metais - lítio, sódio e potássio - que explodem em contato com a água. Próxima coluna: cálcio e magnésio, que também reagem com a água. Neste grande bloco no meio, estão os metais com os quais é seguro lidar, como o níquel, ferro, zinco e ouro. À medida que avançamos para a direita, os elementos tornam-se menos metálicos. Essa colunas são encabeçadas por boro, carbono e nitrogênio. Nesta vizinhança, alguns elementos conduzem eletricidade, alguns não, e alguns não conseguem se decidir. Mas, ao

lado, temos elementos mais voláteis, encabeçados pelo oxigênio e flúor. A tabela obtém seu formato a partir das propriedades dos elementos, como peso relativo, condutividade e reatividade. É tão verdadeiro hoje quanto na época de Mendeleev. Apesar de sua tabela exibir apenas os 63 elementos conhecidos na época, sua compreensão das propriedades das famílias era tão forte que ele foi capaz de deixar lacunas na sua tabela - ousadas previsões de elementos que ainda seriam descobertos. E conforme eles iam sendo finalmente encontrados, eles se mostraram totalmente consistentes com suas descrições. Mendeleev viveu até 1907 - tempo o suficiente para

ver três lacunas preenchidas pelas descobertas do escândio, gálio e germânio. Desde sua morte, dezenas de novos elementos foram descobertos. E, incrivelmente, sua tabela acomodou perfeitamente todos eles, incluindo um grupo inteiro que se encaixa quase no fim da tabela: os gases nobres. De onde vem esse termo "gases nobres"? Eles têm nobreza? Correm para resgatar donzelas? Não, você está pensando em heróis. Eles são considerados nobres no sentido de que eles não se misturam com a ralé. Eles não gostam de reagir com outros elementos. De um modo geral, não é possível formar compostos com eles. Bem, para a

coleção, é vergonhoso eles serem gases, porque você tem grandes vazios aqui. Os gases nobres, como o neônio e o argônio representam um problema para os químicos que gostam de elementos que se unam e reajam entre si. Pode-se passar uma corrente elétrica através deles, excitar seus elétrons, e obter cores bonitas - tal como as luzes de néon trabalham - mas os gases nobres não reagem. Eles comumente se recusam a se combinar com outros elementos. Sendo um gás inerte, indisposto a se misturar com os outros elementos, a reagir com eles - esta é uma distinção muito clara

que diferencia esta coluna em particular de todas as outras na tabela periódica. Então, por que esses caras são tão especiais? Acontece que os prótons podem determinar a identidade de um elemento, mas os elétrons controlam sua reatividade. E a reatividade é um jogo de pontaria. É assim como o jogo funciona: imagine que essas bolas são elétrons, e que o alvo é um átomo. Os elétrons não se aglomeram ao redor do núcleo. Assim como no "skee ball", o ponto onde você cai em relação ao centro é importante. Ah, sem essa! Os elétrons ocupam posições no que podem

ser imaginadas como camadas concêntricas. A primeira camada pode ser formada por, no máximo, 2 elétrons. A próxima aceita até 8, e segue até chegar a 18. Um átomo com 8 elétrons em sua camada mais externa compõe um átomo completo e satisfeito. E os gases nobres vêm pré-equipados com camadas completamente satisfeitas. E ela é a única coluna assim? É a única coluna onde todas as camadas são completamente preenchidas. Mas e que tal a coluna anterior à dos estáveis gases nobres? Eles são chamados halogênios. Eles têm uma última camada que precisa apenas um elétron a mais para

ser completada. E eles irão pegá-lo de qualquer maneira. O grupo inclui flúor e bromo, mas o mais notório é o cloro - 17 prótons rodeados por 17 elétrons, distribuídos em três camadas com 2, 8 e 7 elétrons, faltando um para estar completa. É esse elétron extra que o cloro tentará pegar de qualquer forma, algumas vezes com resultados violentos. É por isso que o gás de cloro foi usado como um veneno mortal na Primeira Guerra Mundial. O cloro é bem desagradável. Ele irá roubar elétrons dos mocinhos. Ele irá roubar um elétron da água em seus pulmões

e transformá-la em ácido clorídrico, porque ele realmente quer um elétron. Sim, talvez, eu deva deixá-lo onde está. Agora, se você for na outra direção, você chega nos metais alcalinos. Os metais alcalinos formam a primeira coluna. Cada um deles tem quatro camadas, além de um elétron extra, colocado numa nova coluna mais externa. Eles têm nomes conhecidos, como lítio, sódio e potássio. E eles querem se livrar desse único elétron solitário, de qualquer forma possível. Então, todos nesse canto da tabela têm um extra. Essa coluna inteira tem um a menos. Eu tremo só de perguntar o que

acontece se você colocar esses dois, sozinhos em um quarto. Acontece que tenho um lugar onde seríamos capazes de fazer isso. Eu estou convidado? Por favor, venha ao meu covil. Revela-se que há muito mais no meu amigo Theo do que meramente um amor pela tabela. Ele também tem um amor profundo por reações químicas, e um lugar bem remoto onde pode se entregar a elas. Ok, eles me disseram que você era renomado no campo, mas isto é ridículo. Bem, você sabe o segredo para o laboratório de um bom cientista louco: sem vizinhos. Theo tem uma atitude entusiástica

em relação aos elementos mais reativos... ...o que me lembra do carinho de um adestrador de cobras por seus animais mais venenosos. Oh, incrível! E um de seus temperamentais amigos prediletos? Sódio. Símbolo: Na. 11 prótons e 11 elétrons, distribuídos em camadas com 2, 8 e 1 elétrons. O sódio é um metal alcalino. Como todos os elementos deste grupo, ele desesperadamente busca se livrar desse elétron extra. Se cortá-lo rapidamente... ...eu deveria ver um pouco de... Você deve ver uma superfície interna prateada. De fato, sim! A fatia parece queijo, mas, na verdade, é um metal macio. Theo se

ofereceu para pôr em prática uma de suas demonstrações favoritas com o sódio. O que acontece quando o elemento puro cede seu elétron externo em um violento confronto com a água comum? Ele insiste que aguardemos até o anoitecer, quando a reação será mais espetacular. Crianças, não tentem fazer isso em casa! O objetivo desta engenhoca É apenas despejá-lo no balde de água? Essa é uma 'máquina de despejar sódio'. Tudo bem, vamos tentar. Lá vamos nós! O que estamos vendo é o que acontece quando o elétron extra de sódio rompe as moléculas da água, liberando gás hidrogênio inflamável

- o H do H2O - o qual explode quando se mistura ao ar. No dia seguinte, Theo se esforça ainda mais. Como se sódio e água não fossem violentos o bastante, agora, ele quer combinar o mesmo sódio mortal com outro elemento letal: o cloro - um dos halogênios. O resultado, segundo ele, será um tempero delicioso para uma rede cheia de pipoca? O cloro não é um veneno mortal? Certíssimo. Quer dizer, o cloro... O cloro foi usado como gás venenoso na 1ª Guerra Mundial. Será totalmente seguro quando estes dois ingredientes mortais se combinarem?! Eu não disse

isso. Eu disse que, depois que eles se combinarem, o resultado será perfeitamente seguro. O próprio processo de combiná-los é cheio de dificuldades. Ok, e é por isso que estamos vestidos como mineiros aqui. Primeiro, um pedaço de sódio em uma tigela de metal seca. A seguir, um jato de cloro puro. Surpreendentemente, nenhuma explosão. De alguma forma, quando esses dois 'bad boys' da tabela periódica se reúnem, eles se acalmam. No nível atômico, o sódio, um metal alcalino, tem um elétron que ele não quer, e o cloro, um halogênio, precisa, desesperadamente, agarrar um elétron. Uma vez que a

transferência estiver terminada, ambos os átomos terminarão com camadas completas, tornando-os estáveis e capazes de se unir para formar um composto cristalino indispensável à vida: o cloreto de sódio - o sal de cozinha. Mas não vejo, exatamente, sal em lugar algum. Não, a maioria do sal se foi na fumaça. Ou seja, ele entrou na pipoca. Ela está salgada. Muito bom. Fresquinha. Apenas o sal mais fresco na fazenda de Theo. As reações no quintal de Theo me deram um conhecimento fundamental. A forma como os elementos se unem para formar compostos resume-se aos elétrons. O que me leva

a um dos mais notórios caçadores de elétrons na tabela - oxigênio. Símbolo: O. Oito prótons, oito elétrons. Ele precisa de oito elétrons para completar sua camada externa, mas ele só tem seis. Então, ele está sempre à procura de mais dois. E ele é mais determinado do que quase qualquer outro elemento na tabela. Para dar uma olhada em primeira mão na cobiça do oxigênio por elétrons, viajei para o Centro de Pesquisas e Testes em Material Energético, na New Mexico Tech, onde o assunto de reações violentas está 'explodindo'. O que nós temos aqui atrás são 1.8 kg

de C4. 1.8 quilogramas? É uma tarefa de risco fatal para os pesquisadores que estudam os Dispositivos Explosivos Improvisados - DEIs. Adicionando as porcas de 5/16', agora temos algo que será lançado a milhares de metros por segundo. Eles dispõem de uma grande variedade de explosivos. Em um dia comum, eles podem fazer explodir um colete suicida... ...algumas bombas caseiras... ...e uma pasta-bomba. O trabalho de Tim Collister é treinar policiais e bombeiros a como lidar com estas armas perigosas. Mas, hoje, eu sou seu único aluno. Vamos detonar um dos explosivos mais poderosos que existe: no porta-malas deste carro,

130 quilos de ANFO - bolinhas brancas desprezíveis que contêm oxigênio suficiente, assim como nitrogênio e hidrogênio, para transformar esse carro em um monte de sucata. Basicamente, é uma bomba de fertilizante. Isto é algo que não esquecerei tão cedo. Não, você não vai. Três, dois, um... Centenas de quilos de explosivo sólido transformados, em um milionésimo de segundo, em uma bola infernal de gás superaquecido, expandindo-se a mais de 10 vezes a velocidade do som. Uma reação química devastadora, no entanto, muitas vezes menor do que a mais famosa bomba de ANFO já detonada. Em 1995, mais de 1.800

quilos de ANFO, colocados em um caminhão alugado, destruíram o Edifício Federal na cidade de Oklahoma, matando e ferindo centenas de pessoas. É um material incrivelmente destrutivo. Como ele funciona? Eu não sei quanto a você, mas eu não estou vendo muito do carro por lá. É porque não sobrou muito do carro, David. Para entendê-lo, recorro à diretora de pesquisas químicas do laboratório, Christa Hockensmith. Os pneus ainda estão lá. Ela é uma especialista na química de explosivos. Uh, não cheira muito bem, não é? Não... Sabe, nós pensamos que, talvez, o motor se tornasse um projétil, sendo lançado

para fora. O motor não desapareceu, mas o resto do carro, sim. Toda essa parte dianteira e o carro Estavam parados bem aqui. Com a ajuda dela... Ah, veja isso! ...eu irei conduzir uma investigação forense no local da explosão. Cadillac. Mas não resta muito. Que tipo de evidências você pode obter disso? Digo, o carro está totalmente destruído. Não, nós podemos fazer um bom trabalho, e descobrir o que causou esta explosão... ...com as plumas mágicas. Sabemos o que havia na bomba... Estou pegando o jeito... Sim, você está. Você está indo bem. ...mas em uma investigação criminal real,

este trabalho é vital. Nós não estamos pegando apenas sujeira. O que estamos captando é do quê a bomba foi feita. Você acha que há vestígios mesmo neste fragmento? Não se você colocar seus dedos sobre ele. Mas, caso contrário, sim. O que nós vamos encontrar - quando levarmos isto de volta para o laboratório - Nós seremos capazes de dizer quais elementos estavam presentes na bomba. Tanta energia liberada tão rapidamente... O oxigênio teve culpa? Ainda roda! Então, David, o que você acha daquela bomba no carro? - Muito legal. - Sim... Você tem o melhor trabalho do mundo.

- Você trouxe a pluma? - Aqui está a pluma. Christa me orienta a mergulhar a almofada em água destilada... ...para dissolver quaisquer vestígios químicos recuperados dos destroços. Envolto por uma "polpa de água"? Não, envolto em sujeira. Aqui está. Põe assim? - Devo sugá-lo? - Exatamente. - É o bastante. - OK. Coloque-o de volta no cromatógrafo de íons. Ok, você só vai sentir uma picadinha... O cromatógrafo de íons busca moléculas carregadas positiva ou negativamente, chamados íons, no resíduo - fragmentos do explosivo químico inicial. Bem, parece haver um pico, bem aqui, no número 3. Para que serve

esta análise? Você pode dizer à polícia de onde essa bomba veio? - Eu posso. - Sério? Tem alguma? - Eles lhe trazem...? - Não posso falar a respeito. Oh, diga apenas 'sim' ou 'não'. Você pode piscar. Não, eu não posso. Diferentes elementos aparecem como picos em diferentes locais no gráfico. Christa me diz que este pico indica que o oxigênio está agindo aqui, contido em moléculas chamadas nitratos. Nitratos consistem de três átomos de oxigênio ligados a um átomo central de nitrogênio. Para detonar a bomba, uma faísca inicial de calor rompe essas ligações. Quando liberado, o oxigênio

se afasta do nitrogênio para se combinar com seus elementos preferidos - carbono, hidrogênio e até outros átomos de oxigênio - liberando os nitrogênios para se combinarem entre si. Toda vez que os átomos formam um novo vínculo, a reação libera energia. E isso é o que alimenta a explosão. Mas, na verdade, nós vemos reações de oxigênio similares todos os dias. Como o fogo comum. O calor desta chama é gerado quando os átomos de carbono no pavio reagem com o oxigênio do ar. Ou a ferrugem - uma reação muito lenta, onde o ferro e o oxigênio se

combinam. O oxigênio faz motores ligarem e os foguetes voarem. E, exatamente da mesma forma, o oxigênio reage com os alimentos que ingerimos, liberando energia como inúmeras pequenas centelhas, queimando em nossas células, mantendo-nos vivos. Todas essas reações de combustão são essencialmente iguais. A única diferença é a velocidade. Então, como você acelera uma combustão para criar uma explosão? Você controla a quantidade de oxigênio e o quão próximo foi ajustado de outros elementos. Como uma demonstração final, Christa quer me mostrar como os químicos aprenderam a controlar a velocidade da combustão. Ela conseguiu arranjar uma câmera de alta velocidade,

para gravar diversos tipos de explosivos. Vamos nos proteger. - Bunker. - Bunker. A primeira demonstração será com pólvora comum. Então, pólvora pura será nossa primeira experiência aqui, certo? Sim, isso é pólvora. Espetacular! Foi rápido, mas não foi tão rápido assim. A pólvora contém seu próprio oxigênio, mas está em uma mistura de pós químicos mantidos longe do carbono, com o qual precisam se ligar. Mas quando eles finalmente encontram seus parceiros, as novas ligações formadas liberam um monte de energia. A pólvora é um explosivo relativamente lento. É por isso que é usada em armas. Ela cria energia

o bastante para disparar um projétil, mas não o suficiente para danificar o cano. Então, você está dizendo que precisamos de explosivos que... Nós iremos tornar cada vez mais rápido. O próximo é uma emulsão gel explosiva. Seu ingrediente principal é o nitrato de amônia, a mesma coisa que explodiu o carro. Muito mais oxigênio e um bocado de nitrogênio, agrupados bem próximos um do outro em um líquido. Três... dois... um. Oh, caramba! Nossa, eu poderia sentir o impacto bem aqui. Este é um explosivo superior. Ele gera uma onda de choque que se move mais rápido do que

a velocidade do som. Neste exposivo, oxigênio, hidrogênio e o nitrogênio estão tão próximos entre si que eles não perdem tempo procurando novos parceiros e criando novas cadeias que liberam energia. A demonstração final é com 450 gramas de C4 - um explosivo superior de uso militar, o qual queima rápido o bastante para cortar o aço. Cinco, quatro, três, dois, um. Oh, caramba! Não há nada para ver. Ele estava lá, e se foi! O C4 mistura oxigênio, nitrogênio, hidrogênio e carbono - em alta concentração - intimamente agrupados em uma grande molécula, por isso a velocidade da reação

é extremamente alta. E isso me deu uma idéia. Talvez o C4 possa me ajudar a exorcizar um demônio pessoal. O que posso dizer? Sofro de problemas. Francamente, Christa, era desse que eu mais estava atrás. Estou contigo totalmente. Palhaços... - Vamos fazê-lo com o palhaço. - Façamo-lo com o palhaço! Três, dois, um... Bem, o mundo tem um palhaço a menos, e eu estou livre da terapia. O oxigênio que alimenta todas estas explosões compõe 21% de nossa atmosfera. É o elemento mais abundante na crosta terrestre. Ele também compõe uma grande parte de nós, o que me faz

pensar: que outros elementos tornam a vida possível? O que, por exemplo, há em mim? O que há no David? Incrivelmente, sou composto principalmente por apenas seis elementos - não-metais, vindos principalmente de um pequeno canto da tabela periódica - carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. Ou, como alguns preferem chamá-los: CHNOPS. Esses são os elementos que formam a base de todas as formas de vida - desde a mais primitiva bactéria... ...às maiores criaturas da Terra. Parece incrível que tanta diversidade possa surgir a partir de uma lista tão pequena. Mas o que não entendo é: por que

estes seis? Por que CHNOPS? - Professora? - Sim? Estou um pouco atrasado pra aula. A professora de química Christine Thomas, na Universidade Brandeis, concordou em ajudar-me a entender o que me intriga. Disseram-me que poderia me ajudar a compreender o C-H-N-O-P-S: CHNOPS - os elementos da vida. CHNOPS?... Melhor do que isso, ela me mostrará os próprios elementos, nas reais quantidades que existem em mim. Mas eu não entendo como. Eu preparei para você uma lista CHNOPS de compras. Uma lista CHNOPS. Tinha que me mostrar isso. Onde você vai para encontrar os elementos que compõem um homem de

84 quilos? Não é um pouco estranho que estejamos comprando os elementos da vida numa loja de ferragens? A princípio, pode parecer estranho. Mas, na verdade, eles estão todos aqui, nestes corredores, começando pelo C - carbono. OK, o carvão está bem aqui. Carvão? Não acho que o corpo humano seja feito de carvão. Oh, ele é feito de carbono, e... Você sabe, confie em mim e verá. Hidrogênio? Sim, é o próximo. Nós vamos consegui-lo bem aqui: na água. Na verdade, nós vamos conseguir tanto hidrogênio e oxigênio - os dois em um só lugar. Certo, o próximo

da lista é o nitrogênio. Isto é fertilizante. É sim, e acontece que os fertilizantes contém bastante nitrogênio, assim como você. Já me disseram que eu sou cheio de... O próximo é o fósforo. Eu não estou vendo o fósforo. Há, de fato, fósforo nesses palitos. Você, provavelmente, irá precisar... ...de todos os palitos que eles têm aqui. Isso mesmo! Oh, já tem bastante. Olá. Como está? Apenas umas coisas. Somos um casal preparando um churrasco. US$168?? Todos os elementos vitais deste magnífico corpo por 168 dólares? Sim, é isso. Então, você está me dizendo que nossas compras nessa loja

de ferragens podem realmente representar todos os elementos CHNOPS de todos os organismos? E, aproximadamente, nas proporções corretas? Christine me diz que nós nos saímos muito bem, mas não cobrimos tudo. Ainda falta a maior parte do fósforo de que precisamos. Felizmente, ela sabe onde conseguir o restante, graças a uma descoberta de um alquimista do século XVII, chamado Hennig Brandt. Brandt estava em busca do precioso ouro, e ele pensou em encontrá-lo em um líquido corporal, o qual realmente se parece com o ouro. Tudo bem, então precisamos de um pouco de... ...um pouco de urina, e nós poderemos

obter fósforo a partir dela. Na verdade, você irá fornecer uma amostra de urina para podermos estudá-la. OK, tudo em nome da ciência. Acontece que a quantidade de fósforo em minha amostra é microscópica. Nós vamos precisar de muito mais, então, de volta para o estábulo. Séculos atrás, Hennig Brandt precisou coletar galões de urina para sua experiência. Não sabia que tinha tudo isso. Bem impressionante. Muito engraçada. Francamente, foi muito trabalho. O próximo passo requer uma amostra concentrada, que é a urina sem grande parte da água. O processo primitivo de Brandt fez com que o fósforo subisse na

forma de vapor, o qual Christine direciona diretamente para a água, porque o fósforo reage perigosamente no ar. Enquanto isso acontece, é hora de aprender sobre as coisas que compramos. Começando com o... Carbono. Seis prótons, seis elétrons, em duas camadas. Suas formas puras incluem grafite, diamante, fulerenos, nanotubos e grafeno. Aqui temos carvão. Bem, nós compramos carvão para representar o carbono porque ele é praticamente carbono. O carbono, em sua forma elementar, se parece com este grafite aqui, tal como o encontra dentro de um lápis. O carvão vegetal é feito, em grande parte, apenas de sobras de madeira

queimada. Quando a madeira queima, o que normalmente sobra se parece bastante a esse carvão, a esse carbono. E acontece que o material no carvão são os alicerces de toda a vida na Terra. E por uma boa razão. O carbono é a espinha dorsal dos seres vivos, porque, como ele pode se ligar a si mesmo, ele pode formar essas longas cadeias de moléculas. Longas cadeias podem se formar porque cada átomo de carbono precisa de 4 elétrons para preencher sua camada externa, o que significa que ele deseja se unir com até quatro outros, até mesmo átomos de

carbono. Praticamente todas as longas moléculas do corpo são construídas com carbono. Seu corpo é cerca de 18% carbono, o que, no seu caso, seriam 15 quilos. Isso equivale a cerca de 2.5 sacos de carvão. Certo, então, a seguir, temos o nitrogênio. Sim, temos. Neste fertilizante que compramos. Certo, o fertilizante é composto de uma porcentagem muito grande de nitrogênio, porque as plantas, na verdade, usam o nitrogênio como alimento. Então, quanto nitrogênio há em uma pessoa como eu? Bem, seu corpo é cerca de 3% nitrogênio, o que, no seu caso, representa 2.5 quilos. OK, hidrogênio e oxigênio.

Você tem estas tabelas dispostas lado a lado. Hidrogênio e oxigênio. H2O na água. Dois em um! O hidrogênio e o oxigênio podem, na verdade, Ser separados a partir da água usando um pouco de eletricidade. A corrente elétrica quebra a molécula da água. O resultado são essas pequenas bolhas de gás hidrogênio. Acontece que eles são realmente bem voláteis. O que a corrente elétrica realiza, dividindo a água em hidrogênio e oxigênio, uma simples chama os reagrupa novamente. Agora, note o que você vê aqui: é uma pequena nuvem, certo? Essa pequena região nebulosa no tubo de ensaio é

a nova água, recém feita pela queima do hidrogênio e do oxigênio. O hidrogênio é o átomo mais leve do universo. Assim, mesmo que existam mais átomos de hidrogênio em mim do que de qualquer outro tipo, ele não representa mais do que 15 kg. A seguir: o oxigênio, também na água. É claro, eu sei o quanto o fogo gosta do hidrogênio puro. Então, por que não segue em frente e ateia fogo a esse galho aqui. Quando vê-lo começar a brilhar, continue e sopre. Você criou o fogo! OK, quanto de oxigênio há em mim? No corpo de

uma pessoa, 65% é oxigênio. Na verdade, em seu corpo, isso equivale a 54 quilos. Isso faz parecer que sou Um grande balão de festa ou algo parecido. Mas como Christine já demonstrou, não está em mim como gás, mas em toda aquela água. E isso nos leva ao P. É claro que o 'P' é do Fósforo. O vapor quente de fósforo, quando resfriado em água, torna-se sólido. Sim, nós o condensamos aqui, como um belo sólido branco. O fósforo está, na verdade, envolvido em algo muito importante chamado ATP - a molécula usada pelas células para obter energia.

No total, o fósforo compõe cerca de 1% do meu corpo de 1.87 m. O fósforo foi o primeiro elemento a ser isolado de um ser vivo. E deve ter surpreendido Brandt. Exposto ao ar, ele brilha, criando o que ele descreveu como 'fogo frio'. Esse brilho químico é o que chamamos de fosforescência. E quando é queimado no oxigênio, ele gera uma imagem brilhante espetacular, chamada 'sol de fósforo'. Não admira que seja usado para fornecer energia para nossos corpos. E pensar de onde veio! Resta apenas um item em nossa lista 'CHNOPS': enxofre. Não entendo -

o que um pneu tem a ver com enxofre? Há uma fração muito pequena de enxofre neste pneu, e acontece que há a mesma quantidade de enxofre aqui que existe em um David de 84 quilos. - O que equivale a quanto? - Equivale a cerca de 300 g. Somados, os seis elementos do CHNOPS compõem 97% do peso do meu corpo. Mas e os outros 3%? E, assim, o que sobra nos demais seres vivos deve ser o que diferencia um do outro. Certo, é o que chamamos de oligoelementos. E a pessoa mais indicada para falar sobre eles

seria alguém mais interessado em, talvez, medicina esportiva, ou atletas profissionais. Deixe-me ver quem poderia falar sobre esporte, atletas e elementos? Quem poderia nos dizer? - Oi, você é a Lindsay? - Sim, sou Lindsay. - David. - Prazer conhecê-lo, David. Bem-vindo ao Instituto Gatorade de Ciências Esportivas. Instituto Gatorade de Ciências Esportivas. Soube que sua equipe está envolvida Com os elementos no corpo e performance atlética. Na verdade, também me preocupo muito com essas coisas. De fato, todas as manhãs, eu tomo suplementos. Eu uso elementos orgânicos - eu mesmo os preparo. Hum, cálcio, muito importante. Às vezes, eu...

Às vezes, eu misturo com um pouco de giz. Pode parecer sabão para você, mas é uma boa fonte de potássio. Ferro... ...zinco... ...magnésio... Gosto de pensar nisso como uma excelente fonte de sódio. E é isso - todas as manhãs. Sabe, o gosto não é fantástico, mas, uau, isso é bom para mim. Estou fazendo certo? Na verdade, David, existe uma maneira melhor de adquirir esses elementos - cálcio, ferro, magnésio - na sua dieta diária. Mas isso é puramente orgânico! Eu estou curioso para saber como meu corpo usa esses oligoelementos. Mas, primeiro, uma bateria de testes para

determinar meu tipo físico. Eu fui furado... Vá em frente e tire todas as suas roupas. ...pesado... David, eu disse TODAS as suas roupas. ...medido... ...e escaneado. E, a propósito, no mundo real, isso teria um custo considerável. Ela me pôs numa esteira para medir meu uso de oxigênio, que estaria comprometido, se tivesse carência de ferro. OK, começar! Vamos num ritmo bem confortável. 15 segundos - iremos aumentar a velocidade. OK, David, qual é a sua sensação de cansaço? Continue acelerando... OK, David, como você se sente nesse estágio? 15? Onde você está agora? Ele está no 18, OK.

Mais 10 segundos - o mais forte que puder. Você consegue! Ainda tem pique? Certo, certo, siga andando. Estamos reduzindo. Segure o corrimão. Está bem, está bem. A seguir, um teste de suor. Eu não faço isso desde que era uma menina de 4 anos. Até embaixo - bom. Parado em cima. É assim que ocorrem violações à saúde no trabalho. Se você exibir esse vídeo no sentido inverso, vai parecer que eu estou realmente correndo. Obrigado, cara. - Foi um prazer. - Vá treinar mais alguém. Estamos apenas aquecendo. Infelizmente, ele não estava brincando. Agora, eles estão prontos para

iniciar o teste real. Esses adesivos irão coletar o meu suor, o que, por sua vez, dirá a Lindsay a quantidade de oligoelementos que estou soltando do meu corpo. Eu me sinto como um pneu velho.... Aí vamos nós, pronto, comece. Não poderia pôr um aparador de grama, ao menos? Vamos, empurre, vamos. Vamos, fique agachado. Use seu traseiro, use seus glúteos. Acabe com ele, acabe com ele! Até embaixo, até em cima. Isso mesmo. Mais alto, mais alto. Vamos! Começar a xingá-lo em breve... Vamos! Oh, meu Deus. Continue, continue... foram 2. Meninas da terceira série conseguem fazer 10.

Vamos, continue... - Excelente trabalho. - Sim, ótimo trabalho. - Os adesivos estão molhados. - Isso mesmo. Venham tirá-los. Então, o objetivo de tudo isso era medir eletrólitos, sais, fluidos liberados por meu corpo, certo? E qual, exatamente, é a preocupação? O que você busca nos atletas que treinam aqui? Bem, o que nós queremos prevenir É que cãibras nos atletas afetem seu desempenho, não apenas no treino, mas também nos jogos. Então, você pode estar apropriadamente hidratado e, ainda assim, ter cãibras? Correto. Bem, obrigado pelas orientações e pelos exercícios, treinador. - Disponha, David. E, agora, vamos aos resultados.

Meu teste de densidade óssea: normal. Estou cheio de cálcio. Você tem ossos bons e fortes. Então, isso significa que Meu ritual matinal de ingestão de cálcio parece estar funcionando. Está funcionando, no entanto, eu sugeriria produtos diários para manter o seu cálcio, ao invés de conchas. O teste da esteira: não muito bom. Para a sua idade, em comparação a outros homens, você está dentro dos cerca de 30%. Parece baixo. Está baixo. Está abaixo da média. Isso pode significar uma de duas coisas: eu poderia ter uma carência de ferro - logo, meu sangue não carrega o oxigênio

necessário - ou estou muito fora de forma. E meu exame de sangue mostrou que eu não tenho carência de ferro, então... Bem, e os outros elementos? O que eles fazem? O zinco? O zinco é importante no metabolismo energético. O potássio? O potássio é uma parte importante das funções do sistema nervoso. O magnésio? Metabolismo energético. E finalmente... Que tal o sódio? Ele é importante para as funções do sistema nervoso. É por isso que fizemos esses testes em você, hoje. Felizmente, meus resultados nos testes foram normais. Eu posso ter suado muito nesse campo, mas eu suo como

campeão. Ao todo, o corpo humano utiliza mais de 25 elementos, de maneiras e quantidades que nos são únicas. Não é a mesma coisa em todos os seres vivos. Veja o oxigênio. Nós o amamos e não podemos viver sem ele. Mas não foi sempre assim. Quando a vida começou, as condições na Terra eram muito diferentes. Para começar, não havia oxigênio no ar. Para aprender o que colocou o "O" em nossa atmosfera, eu viajei para o Parque Nacional de Yellowstone. David Ward dedicou toda sua vida profissional estudando os mais antigos organismos da Terra. Então, Dave, você é

um especialista em micróbios. Eu sou. Eu sou um microbiologista. Eu estudo microorganismos. E eu estou particularmente interessado em sua evolução. Quando você diz os 'mais antigos', estamos falando de quanto tempo atrás? Estamos falando de 3 ou 4 bilhões de anos atrás. Yellowstone fica no topo do maior sistema vulcânico da América do Norte. Essa geologia incomum criou piscinas quentes tóxicas que Ward vê como uma janela para o passado. Você instalou um aquecedor de água aqui. O Parque permite que Ward colete amostras dessas reservas ambientais. Portanto, isto é você. - É o seu escritório, não é? -

É sim. Agora, na verdade, você não tem permissão para ir até aquelas rochas. Você precisa ter uma... permissão de pesquisa. Você fica aqui, e eu vou até lá. Avise-me se precisar de uma garrafa de água ou algo! O que é esse aparelho que você tem aí? Este é um termistor - mede a temperatura. Oh, nós o chamamos termômetro. Você sabe, cientistas costumam dar nomes bonitos para as coisas. Os cientistas acreditam que, para obter a energia de que precisavam para viver, algumas das primeiras formas de vida necessitavam de água extremamente quente, misturada com elementos como hidrogênio,

enxofre e ferro. Mas conforme o planeta esfriava, outro microorganismo ancestral evoluiu e mudou tudo. Eles são chamados cianobactérias, mas nós as conhecemos como algas azuis. Elas encontraram um modo de obter sua energia a partir da luz e da água, liberando o oxigênio como subproduto, exatamente como as plantas modernas fazem. A evolução das cianobactérias preparou o terreno para toda a vida vegetal e animal subsequente. E, de fato, você pode ver isso claramente aqui. Você pode ver essa transição de laranja para marrom. Sim. E, você sabe, este é um conjunto de espécies, e depois há outro, e,

finalmente, este terceiro. Dave Ward se ofereceu para me apresentar a um dos meus mais antigos parentes vivos, com a ajuda de um canudinho comum. E nós vamos coletar uma amostra aqui. Essa é a parte da alta tecnologia. Eu uso meu canudo de soda de alta tecnologia. Basta mirar e... ...introduzir o canudo, e submergi-lo no nitrogênio líquido. Congelamento instantâneo da amostra, não é? Sim. As diferentes cores são, na verdade, diferentes espécies de microorganismos. De volta a seu laboratório, Ward prepara a amostra. Lá vamos nós. Aqui, nessas camadas, podemos ver diferentes espécies que vivem juntas, separadas por

centenas de milhões de anos de evolução. A camada esverdeada fina no alto são as cianobactérias, situadas no melhor local para encontrar luz, água e dióxido de carbono para o seu crescimento. E, na história da vida, foram as cianobactérias e nós quem realmente se sobressaíram. Dê uma olhada aqui, Dave. À medida que se espalhavam para fora das piscinas vulcânicas e colonizavam o planeta, esses minúsculos organismos liberaram mais e mais oxigênio. Durante algumas centenas de milhões de anos, o oxigênio simplesmente reagia com os metais na crosta da Terra, e o planeta lentamente enferrujava. Mas, em certo momento,

o oxigênio começou a se acumular na atmosfera. E essas pequenas criaturas seguem trabalhando duro até hoje. Essas criaturinhas produzem a metade do oxigênio necessário para a respiração de todas as criaturas hoje. Então, elas seguem trabalhando, produzindo todo esse oxigênio. Estes micróbios mudaram a cara de um planeta inteiro. Mas de onde os elementos da vida e todos os outros elementos vêm, em primeiro lugar? Vamos começar pelo início de tudo, com o hidrogênio - um próton e um elétron. Cerca de 90% dos átomos no universo são hidrogênio, e todos eles foram criados no Big Bang, há mais

de 13 bilhões de anos. Mas como as coisas surgiram a partir daí? A resposta está nas estrelas, como nosso próprio Sol, um caldeirão fervente de gás quente, constantemente transformando átomos de hidrogênio no elemento de N° 2: hélio. É um processo chamado fusão. E, agora, os cientistas do Instituto Nacional de Combustão, na Califórnia, estão, na verdade, tentando recriar esse processo solar, aqui, na Terra. Se eles conseguirem fazê-lo - e existe um grande "se" - eles poderão desbloquear uma nova fonte de energia ilimitada e limpa. Bem, o mundo vai estar usando mais energia... Ed Moses é o

físico que está conduzindo os trabalhos. E sua matéria-prima é o hidrogênio - o menor e mais antigo elemento do universo. Cerca de 30 segundos após o Big Bang, apareceu todo o hidrogênio. - Após o Big Bang? - Após o Big Bang. Ele meio que tem uma vida infinita. Assim, quando bebemos um copo de água, estamos provando o Big Bang. A fusão faz com que dois átomos de hidrogênio fundam-se em um único átomo de hélio. Grama a grama, é a reação mais energética do universo. E é isso o que seu laboratório gostaria de reproduzir. Nós os

colidimos entre si, é o que acontece é que convertemos massa em energia, exatamente como Einstein nos disse. Para fazer isso, a equipe de Ed concentra 192 feixes do laser mais poderoso do mundo em uma cápsula minúscula, contendo átomos de hidrogênio. Isso os funde em átomos de hélio e libera um pulso de 100 milhões de graus de energia. O objetivo é criar uma reação de fusão auto-sustentável, mas, nesse momento, ela dura apenas um bilionésimo de segundo. As estrelas criam hélio durante suas longas vidas, mas, quando velhas, seu hidrogênio se esgota e começam a fundir hélio, criando

elementos cada vez maiores. E você começa a avançar pela tabela periódica, produzindo mais e mais elementos. Primeiro faz o hélio; depois faz o lítio, o berílio e o boro. E pode fazer isso por todo o caminho até o ferro. No momento em que funde o ferro, uma estrela vivencia a agonia da morte. Ela começa a entrar em colapso, e, se for grande o suficiente, esse colapso leva a uma poderosa explosão, chamada supernova. Nesse clarão intenso, a supernova cria elementos mais pesados que o ferro, lançando-os no cosmos, criando as matérias-primas dos planetas e da vida.

E, agora, nós estamos usando essas matérias-primas para moldar nossa civilização, com elementos como o silício - 14 prótons, 14 elétrons - o 2° elemento mais abundante na crosta rochosa da Terra. Um membro de uma das menores áreas da tabela: os semicondutores. Quando a maioria das pessoas pensa no silício, elas pensam em chips de computadores e na era da informação. Mas sua forma mais familiar está, na verdade, nisso. Por mais de 5.000 anos, o vidro de silício trouxe luz e beleza às nossas vidas. Hoje, os cientistas estão reconstruindo este material ancestral, átomo por átomo, aqui, em

Corning, em Nova York. Sabe, David, este lugar parece e soa como uma oficina de ferreiro, mas, na verdade, é um laboratório científico. Eles estão brincando com várias combinações de elementos, e observando que tipo de vidro é gerado. Eles me disseram que tudo começa com areia comum, feita de uma combinação de silício e oxigênio. Mas a areia é opaca, não é? Acontece que é muito mais vítrea do que eu pensava. Sob ampliação, a areia parece minúsculas jóias de vidro, as quais são, essencialmente, transparentes. Então, a luz vem por baixo desses grãos de areia e brilha através

deles? Sim, isso mostra que ela é transparente. Isso é tão estranho. Fundindo a areia e deixando-a resfriar, começamos a transformá-la em vidro. Parece um vinil pesado e grosso. O vidro é surpreendentemente forte. Ele pode suportar uma pressão enorme. Mas também é muito frágil. Há algum modo de contornar essa fraqueza? O que os cientistas fazem é tentar adaptar o vidro, adicionando outras coisas, além da areia, para projetar as propriedades que eles querem para o vidro. Eu deveria me preocupar por minhas luvas estarem pegando fogo? Mudar a receita de 5.000 anos do vidro levou a uma nova

forma que eles chamam 'Gorilla Glass', e você pode, provavelmente, adivinhar por que ela foi chamada assim. Algo que chamamos de 'teste de queda'. O vidro fica numa moldura - nós temos um pedaço do Gorilla Glass aqui. E a bola cai da altura de 1 m. - Qual é a espessura deste vidro? - Ela é de 0.7 mm. - Menos de 1 milímetro? - Menos de 1 milímetro. - E vamos soltar 2 kg sobre ela? - Exatamente. David, esta é nossa arma de granizo. Ela lança uma bola de gelo entre 96 e 112 km/h. Preparar, apontar,

fogo! Esta é uma amostra do nosso vidro especial. Isso é plástico, cara. Eu posso fazer um avião de papel com isto. Sim, sim. Não quebra. Oh meu Deus, vai ser dobrado ao meio. Há muitas curvas nele. Preparar, apontar, fogo! O segredo por trás dessas formas estranhamente resistentes de vidro é a engenharia na escala atômica. Maravilha! Funcionou totalmente. Uma bolinha de golfe de gelo a 96 km/h não a afetou em nada. Os vidreiros aprenderam a inserir com precisão pequenas quantidades de átomos metálicos - como sódio, potássio, e alumínio - entre os átomos de silício. O resultado

é algo duro e, no entanto, flexível, e resistente a riscos. Não acredito... Mas isto realmente é vidro? Você assegura que isto não é, de fato, de plástico - que se trata realmente de vidro. Mas é, no entanto, muito forte, relativamente. Não existe essa coisa de vidro inquebrável. É um vidro... "É um vidro..." Então, existem limites. Atualmente, nós precisamos de vidros fortes para lentes, fibras óticas e monitores de todos os tamanhos. Ei, eu estou na TV. Mas o trabalho do silício ainda não terminou. Porque abaixo do vidro ainda existe muito silício nas entranhas de todos os

eletrônicos. O silício é a matéria-prima padrão dos semicondutores - materiais que variam da condutibilidade ideal a isolantes perfeitos, bastando cruzá-los com uma corrente elétrica. Interruptores feitos de semicondutores possibilitaram os computadores. Mas, ultimamente, quando se trata de alta tecnologia, aparece uma nova família na tabela: os terras raras - 15 elementos situados próximos à base da tabela. E em meu trabalho como revisor de tecnologias, há um terra rara que me interessa mais do que qualquer outro: o neodímio. É o ingrediente-chave nos ímãs mais fortes do mundo. Eles são essenciais para computadores, celulares, carros híbridos, turbinas eólicas, e

até mini fones de ouvido. Sem o neodímio, nós afundaríamos. Assim, isso levanta uma questão: se eles estão em tudo, por que são chamados terras raras? O melhor lugar para descobri-lo é na fonte. John Burba é o gerente de tecnologia da Molycorp. Ele está supervisionando uma operação de US$ 1 bilhão para levar essa mina cinquentenária ao século XXI. Quantas minas de terras raras, como esta, existem nos EUA? Uma. - E é esta? - É esta. 1 mina nos Estados Unidos, e John me disse que ela sequer está plenamente operacional. Então... De que lugar do mundo vêm

os minerais terras raras? A maioria deles vem da China. - Que tipo de maioria? - Em torno de 98%. - 98% destes minerais vem da China? - Sim. A seguir, ele relata que o governo chinês tem estado limitando a exportação desses elementos estrategicamente importantes. Parece que o destino do mundo livre poderá estar envolvido a essas rochas. É melhor pegar um pouco para mim mesmo, enquanto obtê-las é fácil. Mas veja coisas como essa. Nós vamos descobrir se você é um bom geólogo. - Este material avermelhado? - Sim. É um pedaço de... o quê? Barita, sulfato de

bário, tem um pouco de monazita nele. Eles são cristais naturais que contêm os elementos. Então, eu posso pegar um pouco mais destes? Sim, basta procurar material semelhante. Sabe, John? Gostei muito desses dois. Eu não consigo me decidir. É um minério ou outro. Então, como eu posso descobrir quais elementos há nesse pedaço? As instalações da Molycorp ainda estão em construção. Então, para descobrir o que há em minhas rochas, ele sugeriu que eu as levasse ao 1° laboratório de pesquisas de terras raras do mundo, em Ames, Iowa. Eu logo chegarei lá. Estou louco para saber o

que tenho em minhas mãos. Uma pitada de praseodímio, talvez? Meio quilo de hólmio? Um dedo de túlio? Ou, o que seria meu sonho - o construtor de ímas - neodímio. Se alguém pode extrair todo o precioso neodímio das minhas rochas, são esses caras. David, estava esperando por você. - Prazer em vê-lo! - Como vai você? Muito bem. Vejo que trouxe o minério consigo. - Eu trouxe isso da Califórnia. - Certo, siga em frente. Trouxe nas minhas mãos, porque... - Você sabe, são terras raras. - São terras raras. É minério, e queria preservá-lo. Eu não o

chequei, nem o despachei. - Acho que tenho umas belas amostras. - Oh, sim. Elas vêm de uma mina na Califórnia - a maior dos EUA. - Olhe o tamanho dessa. - Oh, sim. Eu acho que essa é a minha favorita. Pensei que trazendo-as aqui, para o Ames Lab, eu pensei que você poderia... fazer uma análise química nela... Nós certamente podemos. - Vamos pegar a sua favorita e... - Cuidado com o martelo. - O que você está ...? - Oh, sim. Lá vamos nós. Esse pedaço aí é bom. É tudo de que precisamos para a análise

química, então, o resto disso, nós vamos ... ...jogar bem aqui no lixo. Mas isso é... é raro... Califórnia... A verdade é que terras raras não são raros. Eles são apenas bastante difíceis de separar. O problema é que, no nível atômico, todos os terras raras são estranhamente parecidos. Movendo-se de elemento para elemento, ao longo de uma linha da tabela periódica, somamos um próton para o núcleo e um elétron para a camada externa. Mas nos terras raras, o novo elétron desaparece em uma camada interna incompleta. O resultado? 15 átomos com camadas eletrônicas externas idênticas, tornando-os, quimicamente, quase

indistinguíveis. Mas e as minhas rochas? OK, David, aquele minério que você nos trouxe - as rochas se pareciam a isto - nós as analisamos e isto foi o que descobrimos. Os principais componentes são cério, lantânio e praseodímio. Mas nenhum neodímio. Aparentemente, minhas rochas não têm neodímio. Mas houve algumas boas notícias. O minério que eu trouxe continha uma alta taxa de 20% de óxidos de terras raras. A Molycorp pode, em breve, ser capaz de dar uma boa mordida nesse monopólio chinês. Antes de ir embora, porém, há mais um laboratório que estou determinado a visitar. Então, David,

você estaria interessado em ver um ímã de terras raras? Paul é um dos melhores em ímãs no laboratório. Este é um ímã de terras-raras. Ele tem, na verdade, neodímio, ferro e boro. Ele tem cerca de 100 gramas do mais puro neodímio do mundo. O Ímã de neodímio é um nome equivocado. Eles são, na verdade, ímãs de ferro, com uma pitada de neodímio, adicionado como um tempero poderoso para torná-los mais fortes, além de alguns átomos de boro, para manter tudo no lugar. Você os desenvolveu? Você não os tirou do minério? Não, não, não. Eles não

existem na natureza. Essas são coisas que nós precisamos combinar e preparar, da mesma forma que os 'huevos rancheros' não existem na natureza. Eles precisam ser combinados. O laboratório de Paul é como uma cozinha de dieta, satisfazendo a fome por cristais magnéticos poderosos, enquanto reduz a quantidade de neodímio necessária na receita. E ele está prestes a preparar um prato novo. O ingrediente principal é o ferro comum. O ferro faz ímãs... Lá vai. ...mas adicionar neodímio gera ímãs com esteróides. Eis como se cria um ímã. Primeiro, todos os ingredientes sólidos são selados num tubo de quartzo para

serem fundidos juntos. O cientista David Pogue! Após algum tempo no forno, pequenos cristais magnéticos se formaram no ferro fundido. 2.000 graus. Oh, meu Deus... É como enfiar uma linha na agulha! O próximo passo é separar os sólidos do líquido. Despejar, fechar a tampa. Eles colocaram a centrífuga no chão por segurança, caso algo dê errado com o frasco super-quente. Nós a desligamos. Vamos abri-la. E podemos retirar. Temos monocristais de ferro-boro-neodímio, separados do líquido extra, O que a centrífuga fez levando-o a 100 Gs. O resultado de todo esse preparo e giros? Um ímã poderoso que usa menos

neodímio - esperamos. Parece que você está dizendo que você está tentando usar o mínimo possível de terra rara. - Absolutamente. - Por que? Eu pensei que os terras raras não fossem realmente raros. Os terras raras não são raros, mas são difíceis de separar. E isso aumenta o custo. Mesmo com a ajuda de Paul, parece que os terras raras vão permanecer escassos, ao menos por enquanto. Em parte, porque os cientistas continuam descobrindo novas e surpreendentes formas de usar esses metais estranhos. Como o biólogo marinho e conservacionista Patrick Rice. Se ele tem algo a dizer sobre isso

é: "os terras raras podem chegar em breve num anzol perto de você". Ah, essa é sua pequena piscina infantil, onde você leva as crianças para nadar? Este é o nosso pequeno tanque, onde temos... ...um par de pequenos tubarões-martelo e um pequeno tubarão lixa, aqui. Rice estava em busca do próximo grande repelente de tubarões, quando fez uma descoberta acidental que parece ser uma boa notícia, tanto para o homem quanto para o peixe. Nós tinhamos tubarões em tanques como este, e uma bomba quebrou em um dos tanques, quando nós estávamos brincando com esse ímãs e colocamos

os ímãs dentro do tanque para consertar a bomba, e quando pusemos os ímãs no tanque, os tubarões se afastaram. De algum modo, os tubarões dentro do tanque sentiram a presença de ímãs fora do tanque, e, quando isso aconteceu, suas barbatanas reagiram. Patrick se ofereceu para demonstrar o estranho efeito repelente. Ele me entregou uma maleta com ímãs super potentes. Então, isso está, na verdade, cheio de velhos e comuns... Oh sim, bem mais do que ímãs de geladeira. Exatamente, sim. E você está dizendo que isso, de alguma forma, irá repelir os tubarões. OK, aí vem

um pequenino. É um pequeno tubarão-lixa - deve funcionar com ele. - Diga-me quando chegar... - Três... ...dois, um... Oh, céus. É como se tivesse jogado isso em sua cabeça. Sim, você viu, não é? Sim, ele meio que vem: dun dun dun, uau! - Ele o botou para correr. - Exatamente, sim. O tubarão não consegue ver o ímã, mas ele, obviamente, sente o efeito. E ele não está feliz. Um, dois, três, agora! Bum, você o pegou! - Sério? - Sim, você o pegou. - Isso é loucura! - Não é incrível? Patrick pensou que ele poderia, de

algum modo, usar esse efeito para salvar os tubarões de serem capturados, inadvertidamente, por pescadores comerciais. Mas havia uma pegadinha, por assim dizer. Nós pusemos o ímã bem em cima do anzol, na linha. E o que aconteceu foi que os anzóis se viraram e ficaram presos aos ímãs. Isso pode acontecer. Então, não pegou tubarão algum, mas tampouco pegou outras coisas. Mas ele não estava disposto a se render. Ele decidiu que precisava encontrar o ímã mais fraco possível que ainda afetasse os tubarões. O primeiro passo foi criar um patamar comparativo, expondo os tubarões a materiais não-magnéticos. Ele

se oferece para recriar seu experimento. Sabe, eu não tenho seguro para isso. Tenha cuidado. Pode ser escorregadio. Você está me alertando sobre escorregar? Cara, tem 3 tubarões aqui dentro! Não, mas eles são legais. OK, eu só quero dizer, para registrarem, Que eu estou em um tanque cheio de tubarões. Exatamente. Isso é como "Tubarão 7: A Piscina Infantil". Primeiro passo: capture um tubarão. Cara, você pegou um tubarão com suas próprias mãos. A seguir, vire o tubarão de ponta-cabeça, o que induz um estado de transe, chamado imobilidade tônica. Quando o tubarão está calmo, nós testamos sua reação

a um pedaço de chumbo comum - não-magnético. Gostaria que eu espetasse a cabeça dele com isso? Cubra os olhos dele. Então, não é algo visual. Usando um escudo para garantir que o tubarão não veja o metal, eu o aproximo. - Não há reação. - Nenhuma. Conforme esperado. A seguir, um pedaço de samário - não-magnético: um elemento terra rara. A expectativa era de que, por não ser magnético, não haveria reação. Oh, céus! Ela não gostou nadinha. Isso é como criptonita para tubarões. - Sim, é sim. - Uau, é incrível. Ele simplesmente a acordou e a deixou

doida. Sim. Então, a idéia seria fazer o quê, com esse tipo de coisa? Bem, a idéia é de que, por não ser magnético, então, poderíamos incorporá-lo em anzóis de pesca. E, assim, você obtém algo que repele os tubarões, mas que não possui propriedades magnéticas, então, ele não irá emaranhar as linhas, e coisas do tipo. A descoberta de que terras raras não-magnéticos têm efeito repelente em tubarões surgiu totalmente ao acaso. E ele também funciona com outros metais terras raras. Mas por que? O que os tubarões têm contra esses elementos em particular? Acreditamos que eles criam um

pequeno choque elétrico. - Um pequeno choque elétrico? - Sim, sim. - Um choque no tubarão. - Um choque no tubarão. Patrick demonstra, usando um copo de água do mar, um pedaço de samário, um voltímetro, e uma verdadeira barbatana de tubarão. Quando ele imerge o samário e a barbatana de tubarão na água salgada, flui uma corrente elétrica. - Oh, meu Deus! - É quase uma bateria. Está brincando: realmente fizemos uma bateria? Correto. Como um grupo, os terras raras doam seus elétrons externos com muita facilidade. Na água salgada, os átomos de samário se soltam do disco metálico

e doam um ou mais de seus elétrons mais externos. Os átomos tornam-se positivamente carregados, e são atraídos para a barbatana do tubarão, a qual, como muitos materiais biológicos, tem uma carga levemente negativa. O movimento dos átomos carregados cria uma corrente elétrica. Uau, está fluindo bem... Exatamente como em uma bateria. É uma bateria. É um circuito fechado completo, e o voltímetro está medindo isso. - É bem impressionante. - É sim. Mas o efeito será, na verdade, forte o suficiente para afastar um tubarão de sua refeição? Bem, nós apenas fizemos nosso pequeno teste... Há um experimento final

que podemos fazer para descobri-lo. O que nós iremos fazer agora... - Obrigado. - Disponha. Esse foi apenas para os erros de gravação. Gostamos de ter um pouco de material... Como eu estava dizendo, há um experimento final que podemos fazer para descobri-lo. O que nós iremos fazer aqui é um pequeno experimento, jamais feito antes. - Vocês nunca o fizeram antes? - Nunca o fizemos antes. Vocês esperaram até ter uma câmera de TV transmitindo? Há um tubarão-limão de 3 m nessa lagoa, e é hora do almoço. Vamos ao teste. Iremos suspender dois pedaços idênticos de atum. Um

estará preso abaixo de um pedaço de chumbo - é o nosso controle. O outro está sob um pedaço de samário. Siga em frente e ponha-os lá. - Assim? - É. Abaixe-a. Se o teste for bem-sucedido, o tubarão deverá evitar o pedaço com samário, mas não a comida próxima ao chumbo. Lá vem ela. Oh, ela não gostou nada. Ela estava mirando nele e, de repente, "ugh". Essa foi uma excelente resposta. Note os outros peixes: não há efeito sobre eles. Certo, espere aí, agora ela vem rumo ao chumbo. - E aí está o controle. - Ela adorou

o de chumbo. Nenhum problema com o controle, então, isso é incrível. Desde que fez essa incrível descoberta, Patrick experimentou modelos para anzóis de pesca com repelentes de tubarões, e ele tem visto alguns resultados promissores. No último experimento feito, nós lançamos 46.000 anzóis e nós reduzimos a captação pelos tubarões em 27%. Pegue seu 'chapa' fresco aqui! Descarga em tubarões é apenas o aspecto mais recente na lista crescente das curiosas habilidades dos terras raras. Mas, talvez, o mais chocante é que esses 15 elementos foram, durante muito tempo mal compreendidos, tendo suas identidades mascaradas por suas camadas eletrônicas

mais externas idênticas. Mas esses não são os únicos átomos fora de vista. Os cientistas agora sabem que a maioria dos elementos aparecem em mais de uma versão. As versões diferentes são chamadas isótopos. Consideremos o carbono - a espinha dorsal da vida. Ele tem três isótopos naturais, ou versões. Todos eles têm seis prótons e seis elétrons - isso torna a todos carbonos. A diferença entre eles é o número de nêutrons no núcleo. Os nêutrons são partículas eletricamente neutras que agem como cola para manter os átomos juntos. O que nós consideramos como carbono normal é chamado carbono-12:

seis prótons e seis nêutrons. Mas cerca de 1% dos átomos de carbono têm um nêutron extra, ficando com sete. Ele é chamado carbono-13. E cerca de 0.0001% tem 8 nêutrons - é o carbono-14. E essa rara versão do carbono provou ser uma ferramenta fundamental para desvendar o passado. Várias vezes ao ano, o cientista Scott Stine viaja para as margens do Lago Mono, perto do Parque Nacional Yosemite. Então, este é o Lago Mono. Sim, é o Lago Mono. Bem aqui, aos pés de Sierra Nevada. Ele estuda a longa história das secas na Califórnia, tentando determinar

com que frequência elas ocorrem e quanto tempo elas duram. Ao longo dos milênios, o nível da água subiu e caiu, conforme a área passou por ciclos úmidos e secos. Então, aquela área de areia deveria ser o nível? Durante a época em que o clima estava seco, o nível do Lago Mono cai, expõe as terras da costa e permite que árvores e arbustos cresçam. Quando os períodos de seca terminam e o nível da água sobe, as árvores se afogam, marcando o fim das secas. Desde então, os resquícios dessas árvores têm sido bem preservados no clima

árido. Essas secas duraram muito tempo. Para determinar há quanto tempo essas secas ocorreram, Scott está usando carbono-14 para datar as árvores. Ao contrário dos outros isótopos naturais do carbono, o carbono-14 é instável. Ao longo do tempo, seus átomos começam a se deteriorar. Um de seus nêutrons se transforma em próton, e elimina um elétron. Agora, com 7 prótons ao invés de 6, ele se converte em nitrogênio. Esse processo é chamado decaimento radioativo, e cientistas sabem, exatamente, quanto tempo levará para a metade de qualquer quantidade de carbono-14 decair. Os cientistas chamam esse tempo de meia-vida. Organismos vivos

constantemente repõem o carbono em seus corpos - os animais, com alimentos; as plantas, com a atmosfera. Mas, após a morte, esse processo pára. A quantidade de carbono-12 permanece a mesma, mas o carbono-14 decai a uma taxa constante, tornando o carbono-14 uma bomba-relógio atômica. Para saber há quanto tempo essa árvore antiga morreu, precisamos apenas contar os átomos de carbono em uma pequena amostra. Coisa de criança... ...se você for esse cara. Bem, esses são fragmentos de tocos de árvores no Lago Mono, e eu sei que você é o mestre na datação por carbono. O físico Tom Brown

trabalha no programa de datação por carbono no Laboratório Nacional Lawrence Livermore. Na verdade, se não estou enganado, a datação por carbono, na verdade, surgiu antes dos dados da Internet. Muito antes. O carbono-14 pode ser usado para datar amostras com até 40.000 anos de idade. Ele foi usado para descobrir as idades de diversas múmias egípcias e outros artefatos antigos. Então, como a madeira se revela com a datação por carbono? A madeira intacta é um material muito bom para se datar. Ele retém o carbono de quando aquela matéria morreu, e nós somos capazes de extrai-lo e purificá-lo,

e obter um material muito bom para a datação. Tom precisa apenas de uma pequena quantidade de madeira. Até essa pequenina amostra é um exagero. Uma técnica de laboratório o limpa e o transforma em um pó fino. Oh, cara, essa coisa enorme? Esse é o seu "datador carbonômetro 3000"? A verdadeira contagem dos átomos ocorre aqui, no acelerador do datador de carbono. Vejo que você comprou a versão industrial. Temos 1 mg de carbono daquela amostra de madeira, basicamente nesse buraco. Nesse minúsculo buraco? É onde está o 1 mg de carbono daquela amostra. Não muitas lascas. Colocamos cerca

de 64 desses recipientes em uma dessas rodas. O acelerador aplica uma poderosa carga elétrica aos átomos - basicamente um raio - dando-lhes a velocidade e a energia de que precisam para atingir um detector com força o bastante para ser contabilizado. A relação entre os íons de carbono-14 e a quantidade de carbono-12 na amostra nos diz o quão antiga é a amostra. Quanto menos carbono-14, mais antiga é? Exato. Com o seu acelerador, Tom estima que nossa árvore morreu há cerca de 150 anos. Deve ser quando acabou a última seca da Califórnia - um pedaço fundamental de

informação para compreender os ciclos climáticos da região. O carbono-14 ajudou a abrir grandes noções a respeito do passado, mas é apenas um de centenas de isótopos radioativos - ou seja, de elementos que decaem. De fato, na base da tabela periódica, começando com o número 84 - polônio, todos os elementos e seus isótopos são radioativos, incluindo o elemento que representa tanto as promessas quanto os perigos da radioatividade - urânio. 92 prótons, 92 elétrons e 146 nêutrons. Antes da era nuclear, pensava-se que o urânio fosse o final da tabela periódica. Mas nos últimos 70 anos, os cientistas

deixaram a natureza para trás, e criaram 26 novos elementos. A era dos átomos artificiais começou na primeira metade do século XX, quando os pesquisadores começaram a bombardear elementos com nêutrons. Às vezes, o nêutron é simplesmente absorvido, criando um novo isótopo. Mas, às vezes, o núcleo não resiste ao processo. Ele se torna instável e se parte em 2 átomos menores, em uma poderosa reação, chamada fissão, a qual libera uma enorme quantidade de energia. Para aprender mais, eu vim ao Museu Nuclear em Albuquerque, Novo México... Sim, esse é um projeto de ciências maluco. ...onde o cientista atômico

Matt Dennis se ofereceu para demonstrar como funciona um reator nuclear. Você fazem muitas piadas sobre "Gone Fission"? Eu, na verdade, tenho uma camisa com átomos, que diz algo sobre esse efeito. Eu sabia! Eu sabia! OK, bem, a olho nu, isso parece exatamente um reator nuclear. As semelhanças são: ratoeiras são os átomos de urânio e as bolas brancas de ping-pong são nêutrons. onde você usa uma para começar uma reação em cadeia. Em um reator, um nêutron quebra um átomo de urânio, o que libera energia e 2 ou 3 nêutrons a mais, os quais, por sua vez,

quebram mais átomos, liberando mais nêutrons, e assim por diante, causando uma reação em cadeia. Assim, você obtém cada vez mais nêutrons e, portanto, a reação em cadeia segue acontecendo. Olá, senhoras e senhores, lá vai a bola laranja de ping-pong. Seu papel essa noite: estará retratando o nêutron. É só jogá-la aqui dentro? Em algum canto? Jogue-a aí dentro... ...iremos começar a reação... -Lá vai nêutron! Lamento, Matt. A câmera estava desligada. Pode prepará-la novamente? De um único nêutron, uma resposta em escalada. Nosso reator de ratoeiras não possui muitos átomos, então, a reação acaba rapidamente. Mas empacote vários

átomos de urânio fissuráveis, bastante próximos um do outro, e a coisa toda pode sair de controle bem rapidamente. E, às vezes, esse é o objetivo. Esse museu tem a maior coleção pública do mundo de artefatos que ilustram o lado negro da energia nuclear. Bem, ali em cima, temos um Trident Z-3. Ele é enorme. Vocês, pessoal, estão rodeados por bombas. Eu me sinto uma criança em uma 'loja da morte'. Em 1945, os EUA desenvolveram duas armas atômicas. Ambas foram usadas contra o Japão. A primeira foi preenchida por um isótopo chamado urânio-235. Essa bomba foi chamada Little

Boy. Esta é a bomba Little Boy. - Essa é a... - É ela? Eu acho que não deveria ter batido nela, não é? Bem, essa é uma cópia atual, semelhante. Apenas se parece com ela. Dentro desse grande casco, havia um duto e muitos explosivos nas extremidades, de modo a prensar os pedaços enriquecidos de urânio, a uma velocidade supersônica. O exército construiu apenas uma bomba de urânio, porque separar o raro U-235 do U-238 - mais comum - o qual não funciona nas reações de fissão, é um processo muito difícil. Assim, na segunda bomba, chamada Fat Man,

eles usaram um elemento totalmente diferente: plutônio - 94 prótons, 94 elétrons e 150 nêutrons. O plutônio foi o primeiro elemento criado pelo homem. Ele foi primeiramente criado como um subproduto acidental nos primeiros reatores nucleares. Mas ninguém o conhecia, até que o plutônio foi identificado em 1940 pelo químico Glenn Seaborg, ao bombardear átomos de urânio com prótons e nêutrons, até alguns deles ficarem presos. Durante sua longa carreira, Seaborg conseguiu isolar ou criar mais 9 elementos artificiais, incluindo o amerício, o qual existe, em quantidade mínima, nos alarmes de fumaça em nossas casas. Ele esticou o final da

tabela periódica até o elemento 106, o qual chama-se seabórgio, em sua homenagem. Eu comecei aqui, no laboratório, usando esses contadores com bastante frequência... Ken Moody é um químico no Lawrence Livermore Lab. Mas ele desenvolveu uma paixão por enormes átomos suculentos como estudante de graduação no laboratório de Seaborg, nos anos 70. Posteriormente, seu primeiro trabalho foi analisar detritos radioativos, produzidos em testes subterrâneos com armas nucleares. E era nosso trabalho ir e coletar amostras, e informar aos físicos sobre a eficácia do dispositivo. Acho que sou muito esperto para saber que esses fragmentos seriam, provavelmente, radioativos. Sim. Eles

não seriam perigosos? Bem, não andávamos por aí com eles nos bolsos. Desde o final da Guerra Fria, o objetivo de Ken foi expandir a tabela periódica. Ele se juntou a um laboratório russo, e, juntos, eles tiveram êxito em criar 6 novos elementos nesse cíclotron. Mas havia um problema. Eles só produziram poucos átomos de cada, e todos eles são tão instáveis que eles desaparecem tão logo são criados. Com todo o respeito, nenhum dos seis elementos que você descobriu estão, de fato, no mundo agora. Exatamente. Então, eles contam? Não parece muito, mas, para um químico, Uma atividade

de 10 segundos, na verdade, permite que você faça alguma coisa com ele, mas não é o suficiente para que você o engarrafe e o ponha sob a lareira para admirá-lo no dia seguinte. Ainda assim, Ken tem grandes esperanças no futuro. Ele acredita que, em algum lugar, além dos maiores elementos artificiais atuais, os cientistas encontrarão uma ilha de estabilidade na tabela periódica, onde alguns átomos\N super-grandes serão tanto estáveis, quanto úteis, satisfazendo, talvez, as necessidades de nossa civilização futura. É incrível pensar que algo tão complexo como o universo físico possa ser colocado em uma única tabela. E

a partir de cerca de 90 elementos básicos, o homem e a natureza se uniram para criar a incrível variedade de coisas em nossas vidas. E a história está longe de acabar. Enquanto os cientistas continuam a buscar os segredos dos elementos, quais novos conhecimentos e tecnologias vindouros só podem ser imaginados. Tradução: Marcio Vianna e VitDoc Sincronia: VitDoc

EM BUSCA DOS ELEMENTOS - Documentário (2012)