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Andre Geim tirou grafeno do grafite com fita adesiva

Uma rã levitada rendeu o Ig Nobel de 2000; as mesmas noites de sexta levaram ao grafeno e ao Nobel de Física de 2010.

Fita adesiva sobre um bloco de grafite

Em outubro de 2000, o físico Andre Geim recebeu em Harvard o Ig Nobel de Física, o prêmio para pesquisas que primeiro fazem rir. Em outubro de 2010, a Academia Real de Ciências da Suécia anunciou o nome dele como ganhador do Nobel de Física (registros do Improbable Research e da Fundação Nobel).

O Ig Nobel veio por uma rã. Em 1997, no laboratório de campo magnético alto de Nijmegen, na Holanda, Geim pôs uma rã viva dentro de um eletroímã de cerca de 16 teslas, um campo centenas de milhares de vezes mais forte que o da Terra. A rã flutuou no ar, sem encostar em nada, e saiu inteira do tubo.

O truque tem nome técnico: diamagnetismo. A água do corpo da rã reage ao campo forte criando um campo contrário, fraco, mas suficiente para equilibrar a gravidade dentro do tubo. Toda matéria faz o mesmo em algum grau. Ninguém tinha posto um bicho vivo no ímã para ver.

Geim não era especialista em magnetismo de seres vivos. Nasceu em 1958 em Sochi, na União Soviética, estudou física em Moscou e trabalhava com semicondutores. A rã saiu de um hábito: reservar as noites de sexta para experimentos fora da própria área, sem verba própria e sem promessa de artigo.

Ele chamava essas sessões de Friday night experiments (experimentos de sexta à noite). A maioria não dava em nada. Algumas davam em piada, e a piada da rã correu o mundo em fotos e vídeos de laboratório.

Em 2001 ele já dava aula na Universidade de Manchester, na Inglaterra, e levou o hábito junto. Numa dessas sextas, a pergunta era simples: qual é a camada mais fina de grafite, o material da ponta do lápis, que dá para isolar e medir no laboratório?

A resposta saiu em 22 de outubro de 2004, na revista Science, num artigo assinado por Geim, pelo ex-aluno Konstantin Novoselov e mais cinco colegas. A ferramenta principal custava pouco: um rolo de fita adesiva.

Os dois prêmios, o da piada e o da física, saíram do mesmo horário da semana.

A seguir: o viés que prende o especialista ao caminho que já conhece, a sexta à noite que produziu o grafeno e um teste para abrir uma janela parecida na sua agenda.

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I  O Viês da Semana

O especialista preso ao próprio caminho

Antes de 2004, a física tinha um motivo forte para não procurar o grafeno. Nos anos 1930, Lev Landau e Rudolf Peierls argumentaram que um cristal de duas dimensões, com um átomo de espessura, seria instável e se desfaria. A teoria do grafeno existia desde 1947, num cálculo de Philip Wallace, mas como exercício de papel.

Os especialistas em carbono sabiam tudo sobre grafite. Justamente por saber, não gastavam tempo tentando tirar dele uma folha que a teoria dizia impossível. Geim chegou ao problema de fora, sem o hábito de desistir dele.

O VIÉS DA RECEITA CONHECIDA

A psicologia tem nome para a armadilha: efeito Einstellung (do alemão, algo como atitude ou disposição). É a tendência de repetir a solução que já funcionou, mesmo quando existe outra mais simples ou melhor na frente.

O psicólogo Abraham Luchins mediu o efeito em 1942 com problemas de jarras de água. Os participantes resolviam uma série de exercícios com a mesma fórmula longa. Depois vinham problemas que aceitavam um atalho de um passo. Quem tinha treinado a fórmula longa seguia com ela, e uma parte nem enxergava o atalho. O grupo sem o treino achava o caminho curto.

O FORASTEIRO COM MÉTODO

O forasteiro não leva vantagem por ser ignorante. Geim conhecia física de materiais a fundo. A vantagem estava em entrar num problema alheio sem a lista de becos que o especialista daquela área carrega na cabeça.

Ele mesmo descreveu o padrão na palestra do Nobel, Random Walk to Graphene (Caminhada aleatória até o grafeno), de 2010: mudou de tema várias vezes na carreira e tratava cada mudança como um recomeço controlado. Antes do grafeno vieram a rã e uma fita adesiva inspirada na pata da lagartixa, publicada na Nature Materials em 2003.

O mesmo mecanismo aparece longe do laboratório. O contador experiente monta a planilha do jeito de sempre e não testa a função nova do programa. A médica com vinte anos de plantão reconhece o quadro comum e demora a pensar no diagnóstico raro. O pai que sempre resolveu a birra com castigo nem cogita a conversa.

Luchins chamou o efeito de mecanização. A experiência acumulada vira trilho, e o trilho poupa esforço até o dia em que o destino muda de lugar.

II  Na Prática

A fita adesiva de Manchester

O grafeno não saiu de um laboratório caro. Saiu de uma sexta à noite, de um aluno com uma tarefa ingrata e de um rolo de fita que ia para o lixo.

A PRIMEIRA TENTATIVA: POLIR ATÉ SOBRAR POUCO

Segundo a palestra do Nobel, Geim pediu a um aluno de doutorado chinês, Da Jiang, que polisse um bloco de grafite até a menor espessura possível. Jiang gastou semanas na máquina e entregou uma lasca de cerca de 10 micrômetros. Era fina para a mão, grossa demais para a física: milhares de camadas.

A SEGUNDA TENTATIVA: O LIXO DO VIZINHO

O pesquisador Oleg Shklyarevsky, que trabalhava com microscópios no mesmo prédio, lembrou de um hábito do setor. Para limpar a superfície do grafite antes de cada medida, os técnicos colavam fita adesiva sobre o bloco e puxavam a camada de cima. A fita usada ia para a lixeira, cheia de flocos de grafite.

Geim e Novoselov pegaram a fita. Colaram de novo, puxaram de novo, e repetiram o gesto até os flocos ficarem mais finos a cada dobra. Alguns chegavam a uma única camada de átomos de carbono, arrumados em hexágonos como uma tela de galinheiro.

A TERCEIRA TENTATIVA: ENXERGAR O INVISÍVEL

Uma folha de um átomo some no microscópio comum. A equipe descobriu que, sobre uma lâmina de silício coberta por uma camada de óxido de espessura certa, o grafeno mudava a cor da luz refletida e aparecia como uma mancha pálida. Com o floco à vista, deu para ligar eletrodos e medir a corrente.

O caminho cabe em três passos:

O artigo de 2004 mostrou que o grafeno conduzia eletricidade muito bem e respondia a um campo elétrico externo. Em poucos anos, milhares de grupos no mundo repetiram o método da fita. Em 2010, Geim e Novoselov dividiram o Nobel de Física. Geim segue como o único a ter recebido o Ig Nobel e o Nobel.

As sextas não pararam depois da rã. Em 2001, Geim chegou a pôr o hamster de estimação como coautor de um artigo sobre levitação, com assinatura disfarçada de nome holandês.

III  Teste Rápido

Uma sexta por mês fora da área

O teste serve para quem sente a semana inteira tomada pelo trilho de sempre: o mesmo tipo de projeto, o mesmo jeito de resolver, a mesma lista de quem consultar.

Geim não largava a física de materiais para brincar. Ele separava um horário pequeno, fixo e sem cobrança. O teste copia essa moldura para uma rotina comum.

Um exemplo de casa: quem cozinha o mesmo arroz há anos separa uma sexta para testar a técnica de outra cozinha, a do arroz japonês lavado três vezes. Duas horas e um pacote de arroz respondem se a técnica entra na rotina.

Um exemplo de trabalho: a analista de vendas que nunca abriu os dados do atendimento pede o arquivo dos chamados de um mês e procura a palavra mais repetida. Se a palavra bater com o produto que mais perde clientes, o teste ganhou a próxima sexta.

O teste tem limite. A maioria das sextas termina sem descoberta, e o próprio Geim contava muito mais tentativas mortas do que rãs voando. A regra das duas horas existe para manter a perda pequena.

Manter a sexta no trilho da semana, onde o resultado é previsível e o esforço rende o esperado, ou gastá-la num teste fora da área, com a maior chance de não dar em nada. As duas agendas estão descritas acima.

Reme contra. Adversus flumen.

CONTRA MARÉ

Nade na sua própria direção