ENEM 2017 / QUESTÃO 94 (Caderno de Prova Azul) - Ensinano
Pesquisadores conseguiram estimular a absorção de energia luminosa em plantas graças ao uso de nanotubos de carbono. Para isso, nanotubos de carbono "se inseriram" no interior dos cloroplastos por uma montagem espontânea, através das membranas dos cloroplastos. Pigmentos da planta absorvem as radiações luminosas, os elétrons são "excitados" e se deslocam no interior de membranas dos cloroplastos, e a planta utiliza em seguida essa energia elétrica para a fabricação de açúcares. Os nanotubos de carbono podem absorver comprimentos de onda habitualmente não utilizados pelos cloroplastos, e os pesquisadores tiveram a ideia de utilizá-los como "antenas", estimulando a conversão de energia solar pelos cloroplastos, com o aumento do transporte de elétrons.
(a) Utilização de água
(b) Absorção de fótons (resposta correta)
(c) Formação de gás oxigênio
(e) Captação de dióxido de carbono
Os cloroplastos não conseguem absorver toda luz solar que captam, sendo que apenas 10% da luz absorvida é utilizada no processo de conversão em energia (ATP). Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) nos Estados Unidos, inseriu nanotubos de carbono dentro dos cloroplastos das plantas (batizadas de plantas biônicas) para aumentar a absorção da luz solar. Quanto mais luz for absorvida pela planta, maior será o fluxo de elétrons nos cloroplastos, resultando em uma maior produção de energia. Com isso, eles conseguiram aumentar para 30% a eficiência o rendimento do processo de fotossíntese. Algo realmente revolucionário. Tanto que o artigo foi publicado na revista Nature, umas das mais prestigiadas revistas científicas do mundo.
Bibliografia (referência):
Nature Materials – Vol.: Published online – DOI: 10.1038/nmat3890
Link: https://www.nature.com/articles/nmat3890
Os nanotubos de carbono (CNT, do inglês carbon nanotube) são estruturas tubulares formadas somente por átomos de carbono, como representado esquematicamente na figura. O seu diâmetro é da ordem de poucos nanômetros (1D – uma das dimensões é nanométrica) e o seu comprimento pode chegar a vários micrômetros.
Então, para que servem os nanotubos de carbono? Uma resposta rápida e direta seria: para quase tudo! Os nanotubos de carbono apresentam propriedades eletrônicas, óticas e mecânicas muito interessantes, sendo até 1000 vezes mais eficiente na transmissão de eletricidade do que os fios de cobre utilizados atualmente. Devido às suas dimensões reduzidas, vem sendo estudados para a construção de nano processadores, abrindo caminho para substituir os chips produzidos atualmente feitos à base de silício, que já estão atingindo o limite máximo da redução de tamanho. Além disso, o uso de nanotubos nos circuitos eletrônicos minimizaria os impactos ambientais relacionados à necessidade de mineração do silício. Recentemente, cientistas conseguiram produzir um chip "híbrido", usando silício e nanotubos de carbono com desempenho muito superior aos convencionais e novamente, caminham para uma redução ainda maior do tamanho (miniaturização) dos componentes que integram os circuitos eletrônicos.