As primeiras telas de plasma eram monocromáticas, como esta, usada nos terminais do sistema PLATO

A matéria pode se organizar de diferentes formas e apresentar-se nos estados sólido, líquido ou gasoso, dependendo da temperatura e da pressão a que está submetida. Esses estados também são conhecidos como ‘fases’ ou ‘estados de agregação’ da matéria. Na fase sólida, as partículas estão fortemente unidas e mais juntas entre si do que em outras fases. À temperatura ambiente, uma moeda de alumínio se apresenta no estado sólido. Já na fase gasosa, as partículas estão fracamente unidas e bem separadas, apresentando a tendência de ocupar todo o volume disponível. À temperatura ambiente, o ar está nessa fase. Na fase líquida, temos uma situação intermediária entre a fase sólida e gasosa.

Além dos três estados já citados, existe um outro, o plasma – o “quarto estado da matéria”. A nomenclatura 'plasma' foi utilizada pela primeira vez em 1926, pelos físicos I. Langmuir e H. Mott-Smith. Na verdade, chamar o plasma de quarto estado da matéria não é justo, de certo ponto de vista. Deveríamos chamá-lo de “primeiro estado da matéria”, pois nele está cerca de 99% de toda a matéria visível do universo!

Mas o que é um plasma?

Para responder a essa pergunta, devemos relembrar alguns conceitos básicos: o átomo é constituído de um núcleo com carga positiva e uma eletrosfera negativa. Quando o número de cargas positivas é igual ao número de cargas negativas, o átomo é dito eletricamente neutro. Quando ele ganha elétrons (íon negativamente carregado), é chamado de 'ânion'. Quando perde elétrons (íon positivamente carregado), o chamamos ‘cátion’. Os elétrons que se desligaram do átomo são chamados de ‘elétrons livres’. O Plasma é um gás que contém uma mistura variada de átomos neutros, íons e elétrons livres em constante interação elétrica.

Quando partículas portadoras de carga elétrica se mantêm em movimento, estabelece-se uma corrente elétrica. Em sólidos, esses portadores de carga são os elétrons, mas nos líquidos e gases, além dos elétrons, os íons também são portadores de carga. Apesar de os íons terem carga líquida positiva ou negativa, o plasma, como um todo, é eletricamente neutro, pois nele existem iguais quantidades de cargas positivas e negativas, exatamente como em um gás constituído somente de moléculas neutras.

Então qual a diferença entre um gás formado por moléculas neutras e um plasma?

Um plasma tem a capacidade de conduzir facilmente corrente elétrica. Além disso, absorve certos tipos de radiação que passariam sem interagir em um gás formado por moléculas neutras. Normalmente, são criados aquecendo-se um gás a uma temperatura muito elevada, o que faz com que alguns elétrons recebam energia suficiente para se desligar dos átomos a que estavam presos, resultando em cátions e elétrons livres.

A lâmpada fluorescente, os letreiros de néon, as lâmpadas de vapor usadas em vias públicas, a aurora boreal, o maior alcance das ondas de rádio do tipo AM do que as FM são alguns exemplos de fenômenos que envolvem o plasma e suas características.

Quanto à televisão de plasma, surpreendentemente, ela não é uma invenção tão recente quando parece. Foi criada na universidade americana de Illinois, na década de 60 do século passado – as primeiras telas de plasma eram monocromáticas, nas cores laranja ou verde. Elas se tornaram coloridas, da forma como as conhecemos hoje, na década de 70

A idéia da televisão de plasma é fazer brilhar pequenos pontos, que se comportam como se fossem pequenas lâmpadas fluorescentes formadas pelas cores primárias do espectro luminoso (verde, azul e vermelho). Dois eletrodos criam uma diferença de potencial que gera uma corrente elétrica através de um gás. O gás ionizado (plasma) mantém a descarga para excitar um gás neutro, que deverá emitir luz ultravioleta. A radiação ultravioleta, por sua vez, interage com um elemento fosforescente, presente no interior da célula, que libera a energia na forma de luz visível.

Cada célula é formada por três partes que emitem cores diferentes e a mistura dessas cores, em diferentes intensidades, gera todos os tons que vemos na tela. A vantagem da televisão de plasma é que o imenso tubo de raios catódicos dos televisores tradicionais não é necessário, o que permite a construção de um equipamento muito fino. Além disso, na televisão tradicional, os raios catódicos varrem a tela, e os pixels (células unitárias que compõem a imagem) não acendem todos juntos; na de plasma, todos os pixels acendem juntos, permitindo uma imagem de melhor qualidade.

Para entender esses fenômenos em todos os seus detalhes, leia o artigo “Plasma: dos antigos gregos à televisão que você quer ver”, publicado na revista Física na Escola V. 9 n. 1. Para contextualizar a explicação da formação do plasma e suas aplicações, os autores Felipe Damasio, do Colégio São Bento, de Criciúma, SC, e Gilberto Calloni, do Colégio São José, de Caxias do Sul, RS, começam traçando um histórico das idéias sobre a constituição da matéria, desde Tales de Mileto, que viveu na Grécia há 2500 anos, até as modernas teorias atômicas – passando pelo longo obscurantismo aristotélico e pela retomada do caráter de indivisibilidade pelo inglês John Dalton.