Receba atualizações!!!



quinta-feira, 26 de fevereiro de 2015

O espelho que coloca você dentro da loja

Por Inovação Tecnológica

Com informações da Universidade de Bristol - 26/02/2015
Interface de realidade aumentada
Veja com os olhos e com os dedos - sem tocar. [Imagem: Universidade de Bristol]

Você é tão ligado - ou ligada - em roupas que se sente frustrado(a) quando não pode experimentar os novos modelos porque a loja está fechada?
Visualização mesclada
Pesquisadores ingleses acreditam que esse é um problema tão real que inventaram uma solução para ele.
Ansiedades consumistas à parte, a nova tecnologia poderá ser usada em outras formas de interação e colaboração em espaços públicos, como museus ou parques de diversão.
A técnica baseia-se na capacidade de um espelho para mapear uma reflexão para um ponto específico atrás do próprio espelho, independentemente da localização do observador que está à sua frente.
Basta então fazer um espelho não totalmente reflexivo, para que as pessoas na frente de uma vitrine vejam seu reflexo dentro da vitrine sobrepondo o mesmo ponto exato por trás do vidro.
Com um espelho assim colocado na frente da vitrine de um museu, por exemplo, o visitante pode "tocar" cada detalhe do objeto exposto, o que dispara janelas pop-up em telas próximas mostrando informações adicionais sobre as peças.
Interface de realidade aumentada
Aplicações médicas e educativas também estão na mira do novo sistema de realidade aumentada. [Imagem: Universidade de Bristol]
Realidade aumentada
"Este trabalho oferece possibilidades interativas emocionantes que podem ser usadas em muitas situações. Superfícies semitransparentes estão em toda parte ao nosso redor, em cada banco e vitrine de loja. Um exemplo é quando as pessoas não podem acessar a loja porque ela está fechada. No entanto, seu reflexo seria visível dentro da vitrine da loja, o que lhe permitiria experimentar roupas usando sua reflexão, pagar o item usando um cartão de débito ou crédito e, em seguida, tê-lo entregue em sua casa," arrisca o Dr. Diego Martinez, da Universidade de Bristol, um dos criadores da tecnologia.
Talvez, mas a combinação dessa interface com diferentes telas e tecnologias de visualização de fato oferece possibilidades interessantes para criar visualizações mescladas ou realidades aumentas.
Por exemplo, colocando um projetor no alto do gabinete interno, as pontas dos dedos podem funcionar como pequenas lâmpadas para iluminar e explorar objetos escuros e sensíveis. Ou, quando a reflexão da mão "entrar" através do objeto, as projeções na mão do visitante podem ser usadas para revelar o interior do objeto, que seria então visível para todos que estivessem próximos.

terça-feira, 24 de fevereiro de 2015

Supercorda de carbono suspenderá elevador mais alto do mundo

Por Inovação Tecnológica

Com informações da BBC - 23/02/2015
Supercorda de carbono suspenderá elevador mais alto do mundo
[Imagem: Kone Corp./Divulgação]
Elevando o elevador

Até o final desta década, será quebrado o recorde de edifício mais alto do mundo, algo com que a maioria das pessoas já se acostumou.
Mas há algumas coisas que a maioria de nós simplesmente não imagina: por exemplo, que prédios recordistas exigem elevadores recordistas, que atinjam alturas onde nenhum elevador jamais foi antes.
O problema é que, para isso, a tecnologia está tendo que ser empurrada para cima na força.
"Embora os elevadores tenham permitido a ascensão dos arranha-céus, a tecnologia tinha atingido seu limite de altura," explica Santeri Suoranta, diretor da fabricante de elevadores Kone.
"Elevadores que viajem distâncias de mais de 500 metros não eram viáveis, uma vez que o peso das cordas [de aço] torna-se tão grande que eram necessárias mais cordas para levantar as próprias cordas," detalha Suoranta.
Mas a busca da empresa por uma solução deu os seus frutos.
Após nove anos de testes rigorosos, ela lançou a Ultrarope, uma ultracorda, um material composto de fibra de carbono recoberto por um revestimento antiatrito.
A supercorda pesa o equivalente a apenas 15% dos cabos de aço, tem o dobro da vida útil e, principalmente, pode carregar os elevadores a até um quilômetro de altura.
Supercorda de carbono suspenderá elevador mais alto do mundo
Estima-se que haja mais de 20 prédios com mais de 500 metros de altura sendo projetados ou construídos em todo o mundo. [Imagem: CTBUH/BBC]
Maiores elevadores do mundo
Outros fabricantes de elevadores, como Toshiba, Mitsubishi, Otis, Schindler et al., todas já anunciaram estar trabalhando duro em suas próprias soluções.
Estão todas no páreo para criar elevadores que consumam menos energia, sejam menos caros para operar, mais fáceis de instalar e subam mais alto e mais rapidamente.
Mas a supercorda já foi escolhida para ser instalada naquele que está destinado a se tornar o edifício mais alto do mundo.
Quando concluído, em 2020, The Kingdom Tower (A Torre do Rei), em Jeddah, na Arábia Saudita, terá um quilômetro de altura e contará com o elevador mais alto do mundo, subindo 660 metros - puxado pelas cordas de carbono.
E será um elevador duplo, com duas cabines, uma sobre a outra, viajando a 10 metros por segundo.

sexta-feira, 20 de fevereiro de 2015

Diamantes ocupam novos espaços na tecnologia quântica

Por Inovação Tecnológica

Com informações da APS - 20/02/2015
Diamantes quânticos viram memória e repetidor
Estruturas conhecidas como vacâncias de nitrogênio permitem que nanocristais de diamante funcionem como depósito de qubits de estado sólido. Além disso, existem verdadeiros transistores de luz prontos dentro dos diamantes.[Imagem: Cortesia Element Six]

O diamante é bastante popular entre as equipes que desenvolvem computadores quânticos porque ele é um hospedeiro natural e muito eficiente de qubits - e também serve como máquina de teletransporte
.Memória e repetidor
E agora duas equipes demonstraram quase ao mesmo tempo que o diamante pode ser usado para construir outras peças fundamentais para a computação quântica.
Duncan England e seus colegas do Conselho Nacional de Pesquisas do Canadá demonstraram que é possível armazenar e recuperar fótons nas vibrações das redes atômicas internas do diamante.
Isto significa a criação de uma memória quântica que funciona a temperatura ambiente e em alta velocidade, sem os complicados esquemas de fabricação exigidos por outras abordagens.
Hideo Kosaka e Naeko Niikura, da Universidade de Yokohama, no Japão, por sua vez, descobriram que um fóton pode ser entrelaçado com o spin de uma vacância de nitrogênio no interior do diamante - vacâncias de nitrogênio são defeitos na rede cristalina do diamante que estão sendo usados como qubits.
Isto permite criar um repetidor quântico, uma espécie de reforçador de sinais que permitirá transferir o fenômeno do entrelaçamento do fóton que chega para um fóton mais forte que continuará o caminho.
Tecnologia quântica
As duas equipes colocaram o diamante em dois pontos cruciais da tecnologia quântica: enquanto o grupo canadense desenvolveu uma técnica útil para as operações de alta velocidade - na faixa dos terahertz - no interior dos processadores quânticos, a equipe japonesa criou um esquema que permite o uso do diamante nas comunicações quânticas de longa distância.
A expectativa é que, de posse das duas novas ferramentas, os pesquisadores possam avançar alguns passos significativos rumo ao tão esperado computador quântico.

Bibliografia:

  • Storage and Retrieval of THz-Bandwidth Single Photons Using a Room-Temperature Diamond Quantum Memory
    Duncan G. England, Kent A. G. Fisher, Jean-Philippe W. MacLean, Philip J. Bustard, Rune Lausten, Kevin J. Resch, Benjamin J. Sussman
    Physical Review Letters
    Vol.: 114, 053602
    DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.053602

    Entangled Absorption of a Single Photon with a Single Spin in Diamond
    Hideo Kosaka, Naeko Niikura
    Physical Review Letters
    Vol.: 114, 053603
    DOI: 10.1103/PhysRevLett.114.053603

quinta-feira, 19 de fevereiro de 2015

Folhas solares geram eletricidade verde

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/02/2015

Folhas solares geram eletricidade verde
[Imagem: Antti Veijola]

Quem disse que painéis solares precisam ser escuros
, planos e ficarem em cima do telhado?
Eletricidade verde
Tirando proveito dos avanços no campo das células solares orgânicas, Tapio Ritvonen e seus colegas do Centro de Pesquisas Técnicas da Finlândia estão criando painéis solares que não são exatamente painéis.
Como as células solares orgânicas são flexíveis, transparentes e fabricadas sobre materiais plásticos, é possível usá-las para recobrir qualquer superfície, incluindo vidros de janelas e objetos decorativos.
Embora fazer isso como curiosidade não seja exatamente um desafio, Ritvonen desenvolveu uma técnica para fabricar em escala industrial esses elementos de design com capacidade de geração de eletricidade.
Folhas solares geram eletricidade verde
[Imagem: Antti Veijola]
Folhas solares
As "folhas solares" foram as que mais chamaram a atenção pelo seu apelo às "tecnologias verdes" para geração de eletricidade.
Cada folha tem uma superfície útil - recoberta com células solares - de 0,0144 m2. Cerca de 70 folhas formam um painel solar ativo de 1 m2, capaz de gerar 3,2 amperes de eletricidade com 10,4 watts de potência, segundo Ritvonen.
Cada painel solar flexível é impresso em um material plástico transparente, atingindo meros 0,2 milímetro de espessura - incluindo os eletrodos para retirada da eletricidade -, o que permite seu uso para revestir outros materiais.
Tendo sido testada em uma fábrica modelo existente dentro da Universidade, a tecnologia já está sendo licenciada para parceiros da indústria.

quarta-feira, 18 de fevereiro de 2015

Ponte em arco pré-fabricado vai durar 300 anos

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/02/2015

Ponte em arco pré-fabricada vai durar 300 anos
A estrutura flexível pode ser construída, armazenada e transportada na forma de uma peça plana. [Imagem: QueensUBelfast]

Engenheiros escoceses desenvolveram uma técnica inovadora para construir e transportar arcos para a construção de pontes e viadutos.
Arco pré-fabricado
As pontes em arco são uma solução de baixo custo quando os vãos inferiores não precisam ser largos, suportando uma quantidade de carga muito elevada e não exigindo praticamente nenhuma manutenção em toda a sua vida útil.
O que encarece seu custo é que, ao contrário das pontes lineares comuns, não é possível fabricá-las em série e transportá-las.
Ou melhor, não era possível até agora.
A equipe do Dr. Adrian Long, da Universidade de Belfast, desenvolveu uma técnica que permite construir o arco na forma de pequenas seções interligadas em um dos lados.
Ponte em arco pré-fabricada vai durar 300 anos
[Imagem: QueensUBelfast]
Como a estrutura é flexível, ela pode ser construída, armazenada e transportada na forma de uma peça plana.
Quando chega ao local da obra, o arco pré-fabricado novamente dobra-se assim que é erguido por um guindaste, assumindo a forma necessária para sua instalação.
Ponte duradoura
Uma demonstração desta tecnologia, batizada de FlexiArch, foi realizada em uma ponte com 16 metros de comprimento, constituída por 17 seções de concreto pré-fabricadas de um metro de largura cada uma.
A ponte ficou pronta em um dia e, segundo o Dr. Long, deverá durar 300 anos.

terça-feira, 17 de fevereiro de 2015

Demonstrada nova técnica para geração de eletricidade

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/02/2015

Nova técnica para geração de eletricidade
[Imagem: Aapo Varpula et al. - 10.1038/srep06799]

Engenheiros do Centro de Pesquisas Técnicas da Finlândia (VTT) demonstraram uma nova técnica para geração de energia elétrica.
Funções de trabalho
Aapo Varpula e seus colegas geraram energia utilizando um fenômeno de acúmulo de cargas elétricas que ocorre naturalmente entre dois corpos com diferentes funções de trabalho.
Função de trabalho é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um sólido e que está na base, por exemplo, do conhecido efeito fotoelétrico.
Quando dois corpos condutores com diferentes funções de trabalho são conectados um ao outro eletricamente, eles acumulam cargas opostas. Movendo estes dois corpos um em relação ao outro gera-se energia devido à força eletrostática atrativa entre as cargas opostas.
No experimento, a energia gerada por este movimento foi convertida em energia elétrica utilizável ligando os dois objetos a um circuito externo.
Colheita de energia
Segundo a equipe, a nova técnica de conversão de energia também funciona com semicondutores, o que é importante por causa das aplicações que se tem em mente.
Devido às baixas correntes produzidas, o novo método é adequado para a chamada "colheita de energia", produzindo eletricidade a partir das vibrações mecânicas do ambiente, das batidas do coração ou do molejo do nosso andar.
Coletores de energia desse tipo estão sendo testados em sensores e implantes médicos, onde eles podem substituir as baterias, tornando-se auto alimentados.
Mais no futuro, os coletores de energia poderão abrir novas oportunidades em campos como os aparelhos eletrônicos de vestir.
Bibliografia:

Harvesting Vibrational Energy Using Material Work Functions
Aapo Varpula, Sampo J. Laakso, Tahvo Havia, Jukka Kyynarainen, Mika Prunnila
Nature Scientific Reports
Vol.: 4, Article number: 6799
DOI: 10.1038/srep06799

segunda-feira, 16 de fevereiro de 2015

Como evitar desperdício de água na indústria

Postado por: Indústria Hoje, Vivian Fiorio em: 11, fev, 2015

Na atual situação hídrica do país, a economia desse recurso deve vir de todos os âmbitos, mas os processos industriais podem promover mudanças ainda mais significativas se não houver desperdício de água na indústria.
Como evitar desperdício de água na indústria
A indústria nacional é responsável por cerca de 22% do consumo total de água no Brasil. Para você ter ideia do montante, apenas 6% são destinados a uso pessoal. Na atual situação hídrica do país, a economia desse recurso deve vir de todos os âmbitos, mas é importante frisar que os processos industriais podem promover mudanças significativas nesse quadro. Se não houver desperdício de água na indústria, é claro.
A seguir você vai conferir algumas dicas práticas de especialistas que podem ser aplicadas à indústria para reduzir o altíssimo consumo de água. Trata-se de identificar os pontos de maior consumo e aplicar soluções simples.

5 formas de evitar desperdício de água na indústria

1. Equipamentos de baixa qualidade

Um jeito de evitar o consumo exacerbado de água é optar por máquinas e equipamentos de alta qualidade, afinal, a chance de ocorrer algum vazamento ou outro tipo de problema que cause o desperdício é bem menor quando o material usado tiver sua qualidade devidamente comprovada, a partir de testes feitos após sua produção.
E já que estamos falando de equipamentos, vale ressaltar que a substituição de sistemas de refrigeração de água por sistemas de ar refrigerado traz resultados ótimos para o consumo consciente, visto que o uso de água para resfriar equipamentos aquecidos gera um consumo maior do que o necessário. Portanto, pesquise quais opções são mais ecologicamente corretas antes de comprar equipamentos variados.

2. Erros nas especificações

Ao cometer erros nas especificações de uso de um equipamento, você abrirá as portas para o risco de problemas que provoquem desperdício de água no seu trabalho. Por conta disso, é fundamental ter os conhecimentos necessários para lidar com dados referentes à utilização de água no dia-a-dia. Além disso, é imprescindível ter o máximo de atenção, com a finalidade de evitar distrações.
O mesmo vale para quem vai manejar os equipamentos que contam com a presença de água. Sendo assim, a sua equipe de trabalho precisa ser bastante capacitada e instruída para agir de forma responsável, assim como você. Se determinado profissional for terceirizado ou não conhecer os processos industriais em questão, faça palestras ou apenas reuniões para se certificar que tais pessoas não desperdiçarão água.

3. Falta de reaproveitamento

Em vez de sempre recorrer a peças novas, que tal abusar do reaproveitamento de peças? Pois é, esse tipo de medida é bem simples, mas pode fazer uma grande diferença no consumo de água diário na indústria. Lembre que a água pode ser reutilizada em muitas situações, por exemplo, a água suja de pias pode passar por uma filtragem e ser usada no resfriamento de máquinas.

4. Vazamentos não fiscalizados

A ausência de fiscalização de possíveis vazamentos é um risco enorme para o consumo de água no local onde você atua. Mais do que isso, é indispensável agir de maneira rápida assim que um vazamento for identificado. Caso você demore para solucionar o problema, mais água será jogada fora. Os vazamentos podem acontecer em tubulações, válvulas, bombas, derrames de recipientes, torneiras, etc.

5. Contaminação de água

Os cuidados básicos para que a água não fique contaminada também contribuem para evitar desperdício, afinal de contas, quando a água é contaminada, a alternativa mais comum é jogar o líquido fora, o que significa um desperdício que poderia não ter ocorrido.
Em tempo, as etapas acima podem ser aplicadas a diferentes linhas de produção e sua aplicação não prejudica os resultados finais.

domingo, 15 de fevereiro de 2015

Brasil produz cachaça com qualidade de uísque 12 anos

Por Inovação Tecnológica

Com informações da Agência Fapesp - 11/02/2015
Brasil produz cachaça com qualidade de uísque 12 anos
O segredo do processo produtivo está na dupla destilação da cachaça...[Imagem: Agência FAPESP]

Além de passar por um processo de dupla destilação, a bebida desenvolvida no Laboratório de Tecnologia e Qualidade da Cachaça, na Esalq de Piracicaba (SP), apresenta outro diferencial: o envelhecimento de dois anos em tonéis novos de carvalho.
Com métodos adequados de produção, é possível obter uma cachaça com pureza e complexidade de aromas e sabores semelhantes às de um uísque ou conhaque de primeira qualidade.
"Cerca de 60% do sabor de uma bebida envelhecida vem da madeira. Os outros 40% dependem da forma como a destilação e a fermentação são conduzidas e da matéria-prima. O processo de produção, portanto, tem muito mais influência na qualidade final do destilado do que o tipo de matéria-prima do qual é feito," disse André Ricardo Alcarde, coordenador do projeto.
Dupla destilação
Desta forma, coube aos pesquisadores brasileiros garantirem que os 40% nos quais os produtores podem atuar fossem feitos com o máximo possível de rendimento e qualidade.
"A cachaça produzida no Brasil, de maneira geral, passa por apenas uma destilação. Mas nós precisávamos de uma bebida feita de maneira tão criteriosa quanto um uísque ou um conhaque reconhecido internacionalmente," afirmou André.
A dupla destilação ajuda a eliminar compostos indesejáveis, como o cobre, alguns aldeídos que podem causar dor de cabeça e o carbamato de etila - substância potencialmente cancerígena. Também são eliminados certos tipos de ácidos orgânicos responsáveis pela sensação de "arranhar" a garganta.
"Com a dupla destilação, conseguimos eliminar quase 99% do carbamato de etila. O líquido fica muito mais puro, com teor acertado de álcool e menos prejudicial à saúde pública", comentou o pesquisador.
Brasil produz cachaça com qualidade de uísque 12 anos
... mas o segredo do sabor da bebida está no processo de envelhecimento por dois anos em tonéis novos de carvalho francês. [Imagem: Agência FAPESP]
Envelhecimento da cachaça em carvalho
De acordo com André, a madeira libera durante o envelhecimento uma série de compostos que melhoram as características sensoriais da bebida, como, por exemplo, a vanilina. A cada novo uso do barril, porém, o processo de extração desses elementos se torna mais demorado e menos homogêneo.
"Como o carvalho não é uma madeira disponível no Brasil, o custo de importação é alto e a legislação brasileira não especifica regras para o envelhecimento de cachaça, muitos fabricantes recorrem a tonéis já extensivamente utilizados na produção de vinho ou de uísque", afirmou André.
Aline Marques Bortoletto, responsável pelos experimentos, conta que a madeira antes passou por um processo de tosta interna para aumentar a liberação dos compostos aromáticos. "O carvalho francês é mais caro que o norte-americano, pois a árvore demora mais para crescer. Testamos a diferença entre os dois e o perfil aromático do francês é diferenciado," disse.
Cachaça com qualidade e preço de uísque
Todos os meses, durante dois anos, os pesquisadores mediram nas duas amostras o teor de 11 compostos químicos considerados marcadores de envelhecimento.
Por meio de uma técnica conhecida como cromatografia líquida, foram medidos os teores de ácido gálico, ácido elágico, sinapaldeído, siringaldeído, vanilina, coniferaldeído, ácido vanílico, ácido siríngico, guaiacol, furfural e hidroximetilfurfural.
Após um ano e meio de envelhecimento, a relação dos compostos observada na cachaça envelhecida já estava equivalente - no caso de algumas substâncias até superior - à relação descrita na literatura para um uísque envelhecido por 12 anos.
"Obviamente que seria um produto para ser vendido por valores semelhantes ao de um bom uísque ou conhaque. O público para essa cachaça é diferente, mas, com certeza, existe um mercado para a bebida", opinou André.

terça-feira, 10 de fevereiro de 2015

Óculos comuns viram óculos de sol ao seu comando

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/02/2015

Óculos comuns viram óculos de sol ao seu comando
Os tons de cinza que colorem as lentes podem ser alterados variando a mistura dos polímeros eletrocrômicos utilizados. [Imagem: Anna M. Osterholm et al. - 10.1021/am507063d]

Óculos com lentes que escurecem em ambientes mais claros estão no mercado há décadas.
Transição sob comando
Mas que tal ter controle total sobre o escurecimento, tornando-o instantâneo ou desativando-o totalmente, ou evitando que as lentes clareiem quando você coloca um boné?
Isto é o que promete Anna Osterholm, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos.
Osterholm criou um novo tipo de lente que alterna em segundos de totalmente transparente para um escuro típico dos óculos de Sol mais escuros, e de volta para transparente também muito rapidamente.
Em vez de depender da iluminação externa, o próprio usuário controla a pequena corrente elétrica que induz as mudanças nas lentes, colocando os óculos no nível de escurecimento que achar mais confortável.
Óculos comuns viram óculos de sol ao seu comando
Os polímeros eletrocrômicos criados pela equipe permitirão fabricar óculos de quaisquer cores. [Imagem: Rob Felt]
Polímeros eletrocrômicos
A corrente elétrica altera a mistura de um grupo de polímeros eletrocrômicos - que mudam de cor sob ação da eletricidade - presentes entre as duas camadas de vidro que formam a lente. A passagem de luz pela lente altera de 10 para 70%, e vice-versa, em poucos segundos.
"Nós demonstramos a capacidade de criar virtualmente qualquer cor que quisermos misturando diferentes polímeros eletrocrômicos, da mesma forma como misturamos tintas," disse Osterholm.
Os pesquisadores ressaltam que a maioria das lentes transicionais não responde bem a brilhos incômodos, como do mar, da praia e da neve, um problema que deixa de existir com seu projeto.
Como foram financiados pela BASF e usaram apenas processos que podem ser realizados em escala industrial, eles esperam que suas lentes de escurecimento controlado estejam no mercado rapidamente.
Bibliografia:

Four Shades of Brown: Tuning of Electrochromic Polymer Blends Toward High-Contrast Eyewear
Anna M. Osterholm, D. Eric Shen, Justin A. Kerszulis, Rayford H. Bulloch, Michael Kuepfert, Aubrey L. Dyer, John R. Reynolds
ACS Applied Materials & Interfaces
Vol.: 7 (3), pp 1413-1421
DOI: 10.1021/am507063d

segunda-feira, 9 de fevereiro de 2015

China terá o maior terminal de passageiros em aeroporto

Postado por: Indústria Hoje em: 8, fev, 2015

Projeto do Beijing New Airport Terminal Building, de Zaha Hadid
aeroporto zahha china
São Paulo – O escritório da renomada arquiteta Zaha Hadid divulgou imagens do que poderá ser o maior terminal de passageiros de aeroporto do mundo. Feito em parceria com o escritório especializado em arquitetura de aeroportos ADP Ingeniérie, o terminal do Beijing New Airport Terminal Building será construído em Pequim, na China.
Quando ficar pronto, o novo aeroporto deve receber 45 milhões de passageiros por ano. O projeto será sustentável e adaptável, operando em diferentes configurações de acordo com as diferentes necessidades diárias.
aeroporto zahha china
As informações oficiais a respeito da construção ainda são poucas, mas o site Gizmodo afirma que a área do lugar poderá ser de 700 mil metros quadrados. Segundo a publicação, a inauguração é prevista para o ano de 2018 e o projeto deve custar quase 14 bilhões de dólares (38,6 bilhões de reais).
aeroporto zahha china
Luciana Carvalho, de EXAME.com

domingo, 8 de fevereiro de 2015

Nariz eletrônico identifica madeiras e plásticos para reciclagem

Com informações da Agência Fapesp - 06/02/2015

Nariz eletrônico identifica madeiras e plásticos para reciclagem
O sensor, ainda em forma de protótipo de laboratório, consegue diferenciar um tronco de mogno de um de cedro, por exemplo.[Imagem: Ag.Fapesp]

"A tecnologia é muito simples, barata e tem diversas aplicações", disse Jonas Gruber, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), coordenador do projeto.
Pesquisadores brasileiros construíram "narizes eletrônicos" capazes de identificar e classificar - pelo odor - diferentes tipos de madeira e de plásticos, além de detectar precocemente a contaminação de laranjas por fungos.
Os "narizes" são formados por um conjunto de sensores de gases que mudam a condutividade elétrica de alguns dos materiais de que são feitos (entre eles, polímeros condutores, um tipo de plástico que conduz eletricidade), na medida em que interagem com vapores de substâncias voláteis, como aminas, álcoois, cetonas e compostos aromáticos.
A variação da condutividade elétrica do sensor gera um sinal elétrico específico, que é convertido em sinal digital. Um programa de computador lê o sinal e, em questão de segundos, identifica o tipo de substância volátil em contato com o dispositivo.
Polímeros condutores
Um feito em especial permitiu o desenvolvimento desses narizes. A equipe sintetizou e caracterizou novos polímeros condutores, derivados de duas classes específicas de polímeros - PPV (poli-p-fenilenovinilenos) e PPX (poli-p-xililenos).
"Fomos os primeiros a empregar PPV em sensores de gases", disse Gruber. "As vantagens são o baixo custo de produção e de consumo de energia e a facilidade de variar as características dos dispositivos mediante a introdução de mudanças estruturais nas cadeias poliméricas."
A técnica de construção de sensores adotada pelos pesquisadores consiste em depositar um filme de polímero condutor da ordem de centenas de nanômetros (bilionésima parte do metro) sobre uma placa do tamanho de um chip de celular, com dois eletrodos metálicos interdigitados (entrelaçados, mas sem contato entre si), de modo a formar um filme conectando ambos.
Quando o filme é exposto a vapores de uma substância volátil, sua resistência elétrica muda em conformidade com as características das moléculas de cada substância, o que permite a caracterização dos materiais sendo cheirados.
"Cada sensor custa R$ 1 e usamos, em média, entre quatro e sete sensores nos narizes eletrônicos", disse Gruber.
Nariz eletrônico identifica madeiras e plásticos para reciclagem
Desenvolvido por outra equipe da USP, este nariz eletrônico identifica cocaína e maconha no ambiente. [Imagem: Matheus Manoel Teles de Menezes]
Identificação de madeira
Um desses dispositivos foi desenvolvido para identificar e classificar diferentes tipos de madeira. A ideia é que ele possa ser utilizado em ações de fiscalização e combate à extração ilegal de madeira de espécies de árvores ameaçadas de extinção nas florestas brasileiras.
Muitas vezes é difícil distinguir madeiras cuja exploração é proibida, como o mogno (Swietenia macrophylla), de outras semelhantes, como o cedro (Cedrela odorata), cuja exploração é permitida. Como as duas espécies são semelhantes, o mogno acaba sendo extraído e vendido como cedro, explicou Gruber. "Ao olhar as árvores do mogno e do cedro é possível diferenciá-las. Mas, depois de cortadas, só se consegue diferenciá-las por meio de análises histológicas [dos tecidos vegetais] feitas em laboratório por um botânico", disse.
O nariz eletrônico facilita o trabalho de identificação desses e de outros tipos de madeira - como imbuia (Ocotea porosa) e canela-preta (Ocotea catharinensis). É preciso apenas raspar um pedaço do tronco para que ele libere compostos voláteis que são identificados em menos de um minuto pelo conjunto de sensores.
"Como o cedro e o mogno são espécies diferentes e pertencem a gêneros distintos, o nariz eletrônico é capaz de identificá-los com 100% de acerto", disse o pesquisador. "Já no caso da canela e da imbuia - madeiras de espécies diferentes, mas que pertencem a um mesmo gênero -, a dificuldade é um pouco maior. Mesmo assim, o índice de acerto é de 95%."
Nariz eletrônico identifica madeiras e plásticos para reciclagem
A tecnologia dos sensores avançou a ponto de permitir a construção de um nariz eletrônico capaz de detectar cheiros desconhecidos. [Imagem: NIST]
Cachaça, plásticos e laranja
O nariz eletrônico para identificação de madeira acabou despertando o interesse de pesquisadores do do Instituto de Química de São Carlos, para diferenciar cachaças envelhecidas em tonéis de carvalho ou em tonéis de madeiras menos nobres.
Segundo Gruber, as cachaças de tonéis de carvalho têm sabor e odor mais apreciados pelos consumidores e, consequentemente, são vendidas a preços mais altos. Importada do Canadá, no entanto, a comercialização da madeira de carvalho é controlada. Com isso, cachaças envelhecidas em tonéis de madeira nacional, feitos de jatobá, jacarandá, jequitibá ou imbuia, podem estar sendo comercializadas no mercado brasileiro como se tivessem sido envelhecidas em carvalho, contou o pesquisador.
Os pesquisadores também desenvolveram um dispositivo para a identificação de plásticos para reciclagem.
De acordo com Gruber, os diversos tipos de plásticos, como PVC, polietileno e polipropileno, não podem ser misturados ao serem destinados para reciclagem porque possuem resinas incompatíveis entre si.
Uma das técnicas utilizadas para identificar e classificar plásticos, segundo o pesquisador, é a aplicação de análises espectroscópicas no infravermelho em amostras de plástico dissolvidas em solventes apropriados, o que demanda laboratório e profissionais especializados.
A equipe construiu uma pequena câmara de combustão na qual é colocada uma amostra da ordem de 300 miligramas do plástico para ser incinerada. O nariz eletrônico cheira a fumaça emitida na queima e aponta o tipo de plástico pelos compostos voláteis gerados na combustão.
O último protótipo detecta precocemente a contaminação de laranjas (após a colheita) pelo fungo Penicillium digitatum. O nariz eletrônico consegue detectar a contaminação de laranjas por esse fungo enquanto as frutas estão nos silos, antes que o problema seja visível.
De acordo com Gruber, alguns dos narizes eletrônicos desenvolvidos por seu grupo estão protegidos por patentes. A ideia é que empresas interessadas licenciem a tecnologia para produzi-los e comercializá-los.
Bibliografia:

A conductive polymer based electronic nose for early detection of Penicillium digitatum in post-harvest oranges
Jonas Gruber, Henry M. Nascimento, Elaine Y. Yamauchi, Rosamaria W. C. Li, Carlos H. A. Esteves, Gustavo P. Rehder, Christine C. Gaylarde, Márcia A. Shirakawa
Materials Science and Engineering: C
Vol.: 33, Issue 5, 1 July 2013, Pages 2766-2769
DOI: 10.1016/j.msec.2013.02.043

New composite porphyrin-conductive polymer gas sensors for application in electronic noses
Carlos H.A. Esteves, Bernardo A. Iglesias, Rosamaria W.C. Li, Takuji Ogawa, Koiti Araki, Jonas Gruber
Sensors and Actuators B: Chemical
Vol.: 193, 31 March 2014, Pages 136-141
DOI: 10.1016/j.snb.2013.11.022

Cristal de luz captura energia solar e ilumina-se por inteiro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/02/2015

Cristais de luz capturam energia solar e se iluminam por inteiro
Amostra de cristal de perovskita de 1 centímetro. [Imagem: Jinsong Huang]

Mas parece que a perovskita é ainda mais impressionante do que os cientistas tinham se dado conta a princípio - perovskita é uma família de semicondutores com a fórmula (CH3NH3)PbX3, onde o X pode ser iodo, bromo ou cloro.
As células silars de perovskita vieram para ficar, ainda mais que esse material pouco conhecido pode funcionar como célula solar de dia e tela à noite.
Cristal de luz
Imagine um painel solar feito de cristais puros e simples, visualmente sem diferença alguma de um pedaço plano de vidro - sem junções semicondutoras, sem transistores ou nenhum outro dispositivo parecido com as tradicionais células solares.
A luz atinge a superfície desse cristal e é absorvida, empurrando elétrons ao longo do material. Esses elétrons viajam facilmente através do cristal, até chegar a contatos elétricos instalados na sua parte inferior, onde são recolhidos na forma de corrente elétrica. Em outras palavras, um painel solar absolutamente "elegante", simples e transparente.
Agora imagine a sequência no sentido inverso - ao alimentar o material com eletricidade, pelos mesmos eletrodos, injeta-se elétrons no cristal e a energia é liberada na forma de luz. Em outras palavras, a folha de cristal brilha por inteiro, como uma lâmpada plana que pode ser feita em qualquer dimensão ou formato.
Esta é a possibilidade real traçada agora por duas equipes, que usaram técnicas diferentes e relataram seus resultados na revista Science.
Cristais de luz capturam energia solar e se iluminam por inteiro
Modelo atômico da estrutura híbrida - orgânica-inorgânica - dos cristais semicondutores de perovskita. [Imagem: Heno Hwang/Ivan Gromicho/King Abdullah University]
Cristais de perovskita
Dong Shi e seus colegas das universidades de Toronto (Canadá) e Rei Abdullah (Arábia Saudita) desenvolveram uma técnica para cultivar cristais de perovskita grandes e puros, o que permitiu estudar pela primeira vez em detalhes o que ocorre quando os elétrons movem-se pelo material, seja acionados pelos fótons e saindo como eletricidade, seja entrando como eletricidade e produzindo fótons.
"Nosso trabalho identifica a fronteira final para o potencial de coleta de energia solar das perovskitas. Tem havido uma corrida para tentar obter eficiências recordes com esses materiais, e nossos resultados indicam que o progresso está fadado a continuar sem diminuir de ritmo," resumiu Riccardo Comin, membro da equipe.
Wanyi Nie e colegas do Laboratório Los Alamos, nos Estados Unidos, usaram uma técnica diferente para cultivar cristais planos de perovskita de grande área, que alcançaram 18% de eficiência na conversão da luz solar em eletricidade sem qualquer trabalho adicional.
As células solares de perovskitas, em configurações mais complexas, já alcançaram a faixa dos 20% de eficiência, o que as coloca nos calcanhares das células solares de silício.
A equipe afirma que agora vai tentar bater novos recordes de eficiência juntando cristais de perovskita, excelentes absorvedores de luz visível, com pontos quânticos, excelentes absorvedores de luz infravermelha, de forma a aproveitar melhor todo o espectro da luz solar.
Outra área de atuação deverá ser o desenvolvimento de técnicas para ampliar a produção dos cristais de perovskita de grandes áreas, para que as promessas relatadas pela equipe possam começar a sair do laboratório.
Bibliografia:

Low trap-state density and long carrier diffusion in organolead trihalide perovskite single crystals
Dong Shi, Valerio Adinolfi, Riccardo Comin, Mingjian Yuan, Erkki Alarousu, Andrei Buin, Yin Chen, Sjoerd Hoogland, Alexander Rothenberger, Khabiboulakh Katsiev, Yaroslav Losovyj, Xin Zhang, Peter A. Dowben, Omar F. Mohammed, Edward H. Sargent, Osman M. Bakr
Science
Vol.: 347 no. 6221 pp. 519-522
DOI: 10.1126/science.aaa2725

High-efficiency solution-processed perovskite solar cells with millimeter-scale grains
Wanyi Nie, Hsinhan Tsai, Reza Asadpour, Jean-Christophe Blancon, Amanda J. Neukirch, Gautam Gupta, Jared J. Crochet, Manish Chhowalla, Sergei Tretiak, Muhammad A. Alam, Hsing-Lin Wang, Aditya D. Mohite
Science
Vol.: 347 no. 6221 pp. 522-525
DOI: 10.1126/science.aaa0472

quinta-feira, 5 de fevereiro de 2015

Invento evita evaporação de represas e gera energia

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/02/2015

Invento evita evaporação de represas e gera energia
O aparato funciona como uma capa protetora para a superfície da água, diminuindo o fluxo de evaporação.[Imagem: RePower Design]

Se as chuvas não enchem as represas, pode ser possível evitar que uma parte da água evapore, restando mais para abastecer a população ou gerar energia.
Antievaporadores
Esta é a ideia de Moe Momayez e Nathan Barba, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos.
Eles desenvolveram uma estrutura, que batizaram de Hexocover, que não apenas retarda a evaporação da água, como também pode servir de suporte para a geração de energia.
O dispositivo é formado por painéis hexagonais flutuantes que conectam bolas de 10 centímetros de diâmetro, formando uma capa protetora para a superfície da água, diminuindo o fluxo de evaporação.
Os dois inventores afirmam que o Hexocover - cuja estrutura é toda feita de plástico - pode suportar painéis solares, que aproveitariam a área para gerar eletricidade.
Simplificação
O protótipo é repleto de acessórios para ajudar a vender a ideia, incluindo sistema de propulsão, GPS e conexão sem fios, que permitem que os painéis sejam movimentados ou rearranjados à distância.
Mas talvez o grande teste a ser aplicado pelo mercado seja o do custo: cobrir grandes represas é uma ótima ideia para preservar os recursos hídricos, mas não pode sair mais caro do que construir outra represa.
A tecnologia já foi licenciada para uma empresa privada, que pretende abrir seu mercado atendendo as necessidades de empresas mineradoras, que precisam manter represas altamente controladas para evitar o vazamento de rejeitos tóxicos ou poluentes - e não conseguem ampliá-las facilmente.