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sábado, 30 de maio de 2015

Instituto de Engenharia é Destaque do Ano

POR INSTITUTO DE ENGENHARIA

Publicado em 26 de maio de 2015
Em nome do Instituto de Engenharia, o presidente Camil Eid foi ao Rio de Janeiro, em 19 de maio, receber a homenagem Destaque do Ano do Ibec – Instituto Brasileiro de Engenharia de Custos – pelos trabalhos realizados com a Comissão de Estudos Especiais de Elaboração do Orçamento e Formação de Preços de Empreendimentos de Infraestrutura e Edificações (ABNT/CEE 162). O trabalho dessa comissão apresenta os fundamentos que devem reger a elaboração técnica de orçamentos de obras e serviços nos mais variados segmentos da engenharia.

Os trabalhos foram divididos em seis grupos: terminologia, procedimentos gerais, elaboração de projetos e gestão de empreendimentos, execução de obras, concessão de serviços e edificações.

Como o assunto é de fundamental importância para o mercado da construção, hoje totalmente carente de regulamentações e normas que possam orientar os profissionais da área, no dia 25 de junho, haverá a reunião dos relatores dos grupos para finalizar o documento. Posteriormente, em 2 de julho, os trabalhos serão expostos à ABNT e depois ficarão disponíveis para consulta pública.

Essa homenagem faz parte das comemorações de 37 anos de fundação do Ibec e do Dia do Engenheiro de Custos. 

quinta-feira, 28 de maio de 2015

Chip brasileiro detectará colisões no LHC

Por Inovação Tecnológica

Com informações da Agência USP - 28/05/2015
Chip brasileiro detectará colisões no LHC
O chip mede 9 x 9 milímetros. [Imagem: Agência USP/Marcos Santos]

Detector do Big Bang
Em meados de julho deste ano, uma equipe de físicos e engenheiros da USP deverá concluir a segunda versão do protótipo de um chip que será fundamental em um dos experimentos do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Colider).
Apelidado de SAMPA, o chip de apenas 9 milímetros x 9 milímetros integrará o experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), um dos quatro grandes detectores do LHC - os outros três grandes detectores são ATLAS, CMS e LHCb.
"No início deste ano, o LHC retomou suas atividades e está previsto um novo upgrade para o ano de 2020", conta o professor Marcelo Munhoz um dos responsáveis pelo desenvolvimento do chip.
De acordo com o pesquisador, no experimento ALICE serão realizadas medições das colisões de íons pesados - íons de chumbo - para estudar o chamado Plasma de Quarks e Glúons, que corresponde a um estado composto pelos elementos mais básicos da matéria.
"A ideia é reproduzir em laboratório um novo estado da matéria que teria existido poucos microssegundos após a grande explosão ou Big Bang," explica Munhoz.
Será justamente nesta estrutura que o chip SAMPA será fundamental para compor os equipamentos que irão fotografar com precisão o momento exato de tais colisões.
Chip brasileiro detectará colisões no LHC
Chip Sampa montado na placa de testes. [Imagem: Agência USP/Marcos Santos]
Chip Sampa
O chip SAMPA também vem sendo estudado pelo grupo para outras aplicações, como na medição de nêutrons emitidos em reatores nucleares e na utilização para sistemas de raios X "coloridos", onde se registra uma imagem detalhando a frequência do raio X emitido.
Esse sistema, baseado no chip SAMPA, tem a grande vantagem de propiciar imagens grandes em um curto intervalo de tempo, o que significa uma baixa exposição à radiação, ao contrário dos sistemas mais comumente utilizados atualmente para essa aplicação.
O chip SAMBA está sendo desenvolvido por uma equipe coordenada pelos professores Marcelo Gameiro Munhoz e Marco Bregant (Instituto de Física), Wilhelmus Van Noije, Hugo Hernandez e Brunos Sanches (Poli).
Protótipos
"Até o ano de 2018 deveremos produzir e entregar 80 mil chips que serão utilizados em dois detetores do experimento ALICE," contou Munhoz. "O primeiro protótipo foi entregue no final do ano passado. O novo, que é a segunda versão, deverá ser produzido em julho e ainda aguardamos a aprovação do projeto para a produção dos chips finais."
Toda a produção dos protótipos é feita em Taiwan, já que no Brasil ainda não existem indústrias capazes de produzi-los.
O desenvolvimento dos primeiros protótipos conta com um investimento da ordem de R$ 1 milhão, com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A expectativa é que o protótipo definitivo seja concluído em 2016.

quarta-feira, 27 de maio de 2015

Chip de madeira inaugura eletrônica biodegradável

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/05/2015

Chip de madeira aponta caminho da eletrônica biodegradável
O "chip de madeira" usa um circuito eletrônico real, enquanto experimentos anteriores precisaram usar materiais adaptados às técnicas de reciclagem. [Imagem: Yei Hwan Jung]

Eletrônicos biodegradáveis
Depois dos microprocessadores que dissolvem na água e dos circuitos eletrônicos com botão de autodestruição, agora é a vez dos chips feitos de madeira.
A ideia de Yei Hwan Jung, da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, é substituir a maior parte dos processadores e chips em geral por um material biodegradável ou mesmo reaproveitável.
E a solução apresentada é, de longe, a mais próxima da realidade entre todas as tentativas feitas até agora para lidar com o crescente problema do descarte de circuitos integrados obsoletos.
"A maioria do material em um chip é suporte. Nós usamos menos de dois micrômetros para tudo o mais. [Com a nossa solução] os chips são tão seguros que você poderia colocá-los na floresta e os fungos iriam degradá-lo. Eles se tornaram tão seguros quanto um fertilizante," explicou o professor Zhenqiang Ma, líder da equipe.
Chip de madeira aponta caminho da eletrônica biodegradável
O experimento também demonstrou o potencial da eletrônica flexível, com circuitos produzidos na forma de películas para posterior aplicação sobre um substrato, como um carimbo. [Imagem: Yei Hwan Jung et al. - 10.1038/ncomms8170]
Chip de madeira
Para demonstrar as possibilidades da técnica, Jung usou um substrato de madeira para criar um chip de 5 x 6 milímetros, com 1.500 transistores de arseneto de gálio, um material padrão na indústria eletrônica para a fabricação de circuitos integrados de comunicação wireless.
O protótipo construído pela equipe apresentou um desempenho comparável aos circuitos integrados usados pela indústria.
Embora se refiram ao seu substrato biodegradável como "madeira", o material é na verdade feito com fibras de celulose reduzidas à escala nanométrica, por isso chamadas de nanofibrilas de celulose.
Esse polímero de origem natural é prensado e recoberto com uma resina, para evitar a expansão termal e reduzir a hidroscopia, a tendência natural da madeira para atrair umidade do ar, o que a faria inchar e danificaria o circuito.
Chip de madeira aponta caminho da eletrônica biodegradável
O circuito integrado degradou-se quase completamente em 60 dias. [Imagem: Yei Hwan Jung et al. - 10.1038/ncomms8170]
Eletrônica flexível
O experimento também demonstrou a potencial da fabricação de circuitos eletrônicos na forma de películas flexíveis, que podem ser aplicadas a diferentes superfícies - o circuito foi produzido na forma de uma película e depois aplicado sobre a camada de suporte de nanocelulose.
"A atual fabricação em massa dos circuitos integrados semicondutores é tão barata que pode levar algum tempo até que a indústria se adapte ao nosso projeto. Mas a eletrônica flexível é o futuro," avaliou o professor Ma.
Bibliografia:

High-performance green flexible electronics based on biodegradable cellulose nanofibril paper
Yei Hwan Jung, Tzu-Hsuan Chang, Huilong Zhang, Chunhua Yao, Qifeng Zheng, Vina W. Yang, Hongyi Mi, Munho Kim, Sang June Cho, Dong-Wook Park, Hao Jiang, Juhwan Lee, Yijie Qiu, Weidong Zhou, Zhiyong Cai, Shaoqin Gong, Zhenqiang Ma
Nature Communications
Vol.: 6, Article number: 7170
DOI: 10.1038/ncomms8170

terça-feira, 26 de maio de 2015

Descobertos ímãs que "incham"

POR Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/05/2015

Descoberta nova classe de ímãs
Os ímãs que incham apresentam "células" magnéticas periódicas, que se repetem com uma precisão nunca antes vistas em materiais magnéticos. [Imagem: Harsh Deep Chopra/Temple Unibersity]

Magnetorrestrição
Acaba de ser descoberto um novo tipo de ímã que expande seu volume quando posto sob a ação de outro campo magnético.
De acordo com Harsh Chopra e Manfred Wuttig, a "descoberta transformadora" tem potencial não apenas para alavancar as tecnologias atuais, como também para criar aplicações totalmente novas devido à combinação incomum de propriedades magnéticas.
"Nossas descobertas mudam fundamentalmente uma forma de pensar sobre um determinado tipo de magnetismo que está em vigor desde 1841," disse Chopra, referindo-se a James Prescott Joule, que descobriu que ímãs baseados em ferro mudam seu formato, mas não seu volume, quando postos sob ação de um campo magnético.
Esse fenômeno é conhecido desde então como "magnetorrestrição de Joule", e tem sido usado para caracterizar todos os ímãs. Ao menos até agora, com a descoberta dos "ímãs que incham".
"Nós descobrimos uma nova classe de ímãs, que chamamos de 'ímãs não-joulianos', que apresentam uma grande variação de volume sob campos magnéticos," continuou Chopra. "Além disso, estes ímãs não-joulianos possuem a capacidade notável de capturar ou converter energia com uma perda mínima na forma de calor."
O comportamento inusitado surgiu quando a dupla tratou uma liga à base de ferro a 760º C por 30 minutos, e então resfriou-a rapidamente até a temperatura ambiente. Esse tratamento térmico criou no interior do material estruturas cristalinas microscópicas não observadas em outros materiais magnéticos.
Atuadores e geradores
Os pesquisadores observam que os ímãs convencionais só podem ser usados como atuadores para exercer forças em uma direção, já que são limitados pela magnetorrestrição de Joule - atuadores magnéticos bidirecionais são possíveis, mas exigem aparatos grandes, pesados e pouco eficientes.
Contudo, como os magnetos não-joulianos expandem-se espontaneamente em todas as direções, eles permitirão a construção de atuadores onidirecionais compactos e de alta eficiência, já que perdem pouquíssima energia na forma de calor.
O potencial de aplicação inclui microatuadores compactos para as indústrias aeroespacial, automotiva, biomédica, espacial e robótica, mas a dupla está especialmente entusiasmada com a aplicação dos seus novos ímãs na geração de energia, sobretudo na colheita de energia a partir do ambiente.
Bibliografia:

Non-Joulian magnetostriction
Harsh Deep Chopra, Manfred Wuttig
Nature
Vol.: 521, 340-343
DOI: 10.1038/nature14459

sexta-feira, 22 de maio de 2015

Memória óptica: Material solidifica e brilha ao ser tocado

POR Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/05/2015

Memória óptica: Material solidifica e brilha ao ser tocado
O processo retratado na sequência de imagens dura cerca de quatro segundos. [Imagem: Universidade de Michigan]

Toque amarelo
Ele se mantém líquido mesmo resfriado mais de 90º C abaixo do seu ponto esperado de congelamento.
E então, basta um leve toque para que ele se cristalize na forma de brilhantes cristais amarelos, que fluorescem intensamente sob luz ultravioleta.
Esse material estranho e promissor foi criado por Kyeongwoon Chung e seus colegas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, que afirmam que o novo material é cerca de um milhão de vezes mais sensível do que qualquer outra molécula capaz de mudar de cor em resposta à pressão.
A equipe está trabalhando de olho na indústria eletrônica, muito interessada em materiais à base de carbono - conhecidos como orgânicos - por serem mais baratos e mais fáceis de trabalhar do que materiais cristalinos, como o silício.
Semicondutores orgânicos
Chung estava trabalhando como uma família de moléculas orgânicas usadas em LEDs, células solares e transistores.
Essas moléculas têm um núcleo "rígido", de onde brotam duas cadeias laterais mais flexíveis. Se essas cadeias forem curtas, é o núcleo que determina como será a cristalização do material; se as cadeias forem longas, elas interagem, induzindo a formação de um tipo diferente de cristal.
Quando a equipe manipulou as moléculas para elas tivessem cadeias laterais de tamanhos diferentes, apareceu o comportamento inesperado, com o núcleo e as cadeias laterais operando em sentidos opostos e alterando completamente o processo de cristalização.
Como resultado, o material permanece líquido muito abaixo do seu ponto de congelamento, mas se cristaliza rapidamente em um vidro de forte cor amarela quando tocado.
Usos possíveis
Segundo a equipe, o comportamento inusitado leva o material para outros terrenos além da área da eletrônica orgânica, podendo ser útil em biossensores para diagnóstico médico.
A capacidade de escrever e apagar informações luminescentes também sugere o potencial para usar o material em memórias que codifiquem informações com luz em vez de magnetismo, embora essa "memória óptica" necessite ainda de muito desenvolvimento.
Bibliografia:

Shear-Triggered Crystallization and Light Emission of a Thermally Stable Organic Supercooled Liquid
Kyeongwoon Chung, Min Sang Kwon, Brendan M. Leung, Antek G. Wong-Foy, Min Su Kim, Jeongyong Kim, Shuichi Takayama, Johannes Gierschner, Adam J. Matzger, Jinsang Kim
ACS Central Science
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acscentsci.5b00091

quinta-feira, 21 de maio de 2015

Este pode ser o sistema de energia solar mais eficiente do mundo

Por instituto de engenharia co informações de GIZMODO

Publicado em 19 de maio de 2015


Uma companhia sueca afirma que este pequeno sistema de energia solar concentrada — que faz uso de ideias de um clérigo escocês do século XIX — converte 34% de luz do sol em energia. Isso pode fazer dele o sistema solar mais eficiente do mundo. 

De acordo com informações do The Guardian, o sistema — atualmente passando por testes feitos pela empresa criadora, a RiPasso Energy, no deserto do Kalahari — usa pratos de 100 m² para focar a luz do sol em um único ponto. O calor movimenta um motor Stirling de combustão externa, originalmente desenvolvido por Robert Stirling em 1816, que alterna entre aquecimento e resfriamento de um volume fechado de gás para movimentar um pistão e um pêndulo para gerar eletricidade. Os pratos solares movem os eixos durante o dia para capturar o máximo de luz possível. 

Testes mostram que cada prato solar pode gerar de 75 a 85 megawatt-hora de energia por ano. Para se ter ideia, a mesma eletricidade gerada por usinas de energia movidas à carvão criam 81 toneladas métricas de CO2. A afirmada eficiência de 34% acaba ganhando de outras técnicas de captação de energia solar: as tradicionais células fotovoltaicas conseguem um máximo de 23%. 

Mas o preço dessa inovação ainda não foi mencionado — e ele provavelmente é proibitivo. Só que a RiPasso alega ter fundos o suficiente para a primeira instalação de larga escada. Será interessante acompanhar o caso para saber se os o 34% de eficiência afirmados serão alcançados.

quarta-feira, 20 de maio de 2015

Rede captura óleo e deixa passar a água

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/05/2015

Rede captura óleo e deixa passar a água
A malha para recolhimento de vazamentos de óleo poderá ser fabricada por cerca de R$30,00 o metro quadrado.[Imagem: Jo McCulty/The Ohio State University.]

Rede para vazamentos de óleo
Lidar com vazamentos de petróleo ou outros combustíveis no mar, em rios ou lagoas não é uma tarefa fácil porque é necessário usar "esponjas" para sugar de volta o óleo, que se espalha por todos os cantos.
Depois disso, as esponjas sujas de óleo precisam ser descartadas, o que de certa forma apenas desloca o problema, ou cuidadosamente limpas para retirada do óleo, o que encarece o processo.
Uma solução melhor seria uma peneira que pudesse simplesmente deixar passar a água e reter o óleo - a água voltaria limpa ao seu leito e o óleo voltaria puro aos seus tanques.
Pois um protótipo de peneira que faz exatamente isso está pronto, graças ao trabalho de Philip Brown e Bharat Bhushan, da Universidade do Estado de Ohio, nos Estados Unidos.
A peneira é formada por uma malha de fios de aço inoxidável recobertos por um material que repele o óleo, formando um filtro muito eficiente que deixa passar a água e retém o óleo.
"Se você fabricar esta malha em grandes tamanhos, você pode potencialmente capturar um vazamento de óleo com uma rede," disse o professor Bhushan.
Nanotecnologia bioinspirada
A tela foi construída com uma nanotecnologia inspirada na natureza, mais especificamente nas folhas de lótus, que repelem a água, mas não o óleo.
Para fazer o oposto, a dupla recobriu os fios de aço inoxidável com uma fina camada de nanopartículas de sílica, para tornar a superfície rugosa. A seguir, essa superfície foi recoberta com um polímero misturado com moléculas de surfactante - essencialmente um sabão.
Como nenhum dos elementos usados é tóxico, a dupla afirma que a tela para recolhimento de vazamentos de óleo poderá ser fabricada por cerca de R$30,00 o metro quadrado.
Bibliografia:

Mechanically durable, superoleophobic coatings prepared by layer-by-layer technique for anti-smudge and oil-water separation
Philip S. Brown, Bharat Bhushan
Nature Scientific Reports
Vol.: 5, Article number: 8701
DOI: 10.1038/srep08701

Nanomechanical behavior of MoS2 and WS2 multi-walled nanotubes and Carbon nanohorns
Dave Maharaj, Bharat Bhushan
Nature Scientific Reports
Vol.: 5, Article number: 8539
DOI: 10.1038/srep08539

terça-feira, 19 de maio de 2015

Célula solar "buraco negro" atinge 22,1% de eficiência

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/05/2015

Célula solar de silício negro bate recorde de eficiência
Isto não é um buraco negro: é uma célula solar de silício negro. [Imagem: Aalto University]

Silício negro
Não, isto não é um buraco negro e nem uma imagem construída digitalmente.
É uma célula solar real, feita de silício negro, uma forma do semicondutor descoberta há pouco mais de dez anos.
O preto profundo ajuda a capturar mais luz, o que colaborou para que esta célula solar batesse de longe o recorde de eficiência de sua categoria - benefícios adicionais foram obtidos levando todos os contatos metálicos para a parte de trás da célula.
O protótipo construído por pesquisadores da Universidade Aalto, na Finlândia, atingiu 22,1% de eficiência de conversão energética, mais de quatro pontos percentuais acima do recorde anterior.
E a professora Hele Savin, responsável pela criação da célula solar recordista, explica que a eficiência energética não é o único parâmetro que torna a célula solar de silício negro um rival difícil de bater.
A capacidade de capturar a radiação solar incidente de ângulos muito pequenos faz com que a quantidade de eletricidade gerada ao longo de um dia também seja maior.
Do laboratório para o mercado
E, apesar do recorde, parece haver espaço para melhorias, já que a célula solar foi fabricada usando silício do tipo positivo, que apresenta uma degradação maior devido a impurezas.
"Não há razões para que não alcancemos eficiências ainda maiores usando silício tipo 'n' ou estruturas de células mais avançadas," disse Savin.
O protótipo da célula solar de silício negro tem 9 cm2, o que é enorme para escala laboratorial, indicando uma maior facilidade para transposição da tecnologia para o ambiente industrial.
A equipe pretende agora testar o silício negro em outras estruturas de células solares, em particular as de filme fino e as multicristalinas.
Bibliografia:

Black silicon solar cells with interdigitated back-contacts achieve 22.1% efficiency
Hele Savin, Paivikki Repo, Guillaume von Gastrow, Pablo Ortega, Eric Calle, Moises Garín, Ramon Alcubilla
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2015.89

sexta-feira, 15 de maio de 2015

Esferas inanimadas comportam-se como coisas vivas

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/05/2015

Esferas inanimadas comportam-se como coisas vivas
Mesmo em repouso, as esferas biomiméticas seguem um padrão de movimento análogo ao movimento das bactérias, espermatozoides e algas. [Imagem: Jeremie Palacci et al. - 10.1126/sciadv.1400214]

Agora esse feito foi simplificado por outra equipe, que usou apenas esferas microscópicas.
Em 2013, uma equipe britânica criou um tecido sintético com várias características dos tecidos vivos.
Jeremie Palacci e seus colegas da Universidade da Califórnia acreditam que seu experimento é um passo importante para a fabricação de microssistemas biomiméticos capazes de detectar e reagir a alterações ambientais, com importantes usos em medicina.
Partículas quase vivas
A vida é difícil de definir, mas ela reúne ao menos três elementos essenciais: o metabolismo, a mobilidade e a capacidade de replicação.
As esferas biomiméticas definitivamente não são vivas, não têm partes biológicas e menos ainda sistemas neurais, mas elas replicam dois desses elementos - elas só não são capazes de se reproduzir.
Elas consistem em pequenos cubos de hematita - um mineral de óxido de ferro - quase totalmente revestidos por um polímero incolor, restando apenas uma saliência da hematita para o lado de fora.
Deixadas em um fluido, as partículas seguem as correntes como qualquer outro material inerte ou inanimado. Contudo, sob luz azul a hematita conduz eletricidade e, quando mergulhadas em peróxido de hidrogênio, as esferas usam a luz para catalisar uma reação química que separa o oxigênio do hidrogênio.
Essa reação produz gradientes químicos, ou fluxos osmóticos, nos quais as gotas biomiméticas surfam de maneira ativa, mesmo contra a corrente, seguindo a direção das saliências de hematita que se projetam para fora do polímero.
Gradientes químicos
Em uma solução em repouso, as esferas biomiméticas seguem trajetórias vacilantes similares ao movimento térmico das moléculas de água. Esse padrão de movimento, chamado passeio aleatório persistente, é análogo ao movimento das bactérias, espermatozoides e algas.
Se uma pipeta cheia de peróxido de hidrogênio é virada sobre a solução, criando um fluxo, as gotas surfam contra a corrente até que seu movimento para cima seja contrabalançado pelo fluxo vindo da pipeta.
"O que é muito legal é que o mecanismo que usamos para fazer as partículas navegarem contra a corrente realmente existe na natureza, e é utilizado por alguns parasitas para ir contra os fluxos de descarga para colonizar a bexiga," disse Palacci.
Na verdade, a migração ao longo de um gradiente químico é algo largamente encontrado na natureza, incluindo a migração vertical do plâncton marinho em direção ao Sol e a busca de alimento das bactérias e outros micróbios.
"Se pudermos projetar partículas que possam sentir seu ambiente estaremos um passo mais próximos de 'partículas inteligentes' que poderiam dirigir-se no sentido de órgãos específicos, você poderia pensar em partículas que nadam contra a corrente sanguínea para consertar artérias obstruídas," vislumbra Palacci.
Bibliografia:

Artificial rheotaxis
Jérémie Palacci, Stefano Sacanna, Anaïs Abramian, Jérémie Barral, Kasey Hanson, Alexander Y. Grosberg, David J. Pine, Paul M. Chaikin
Science Advances
Vol.: 1 no. 4 e1400214
DOI: 10.1126/sciadv.1400214

quarta-feira, 13 de maio de 2015

Engenheiro diz ter criado "material mais eficiente do Universo"

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/05/2015

Material mais eficiente do Universo
Modelo da célula da espuma Isomax, que seu criador diz ser o "material mais eficiente no Universo".[Imagem: Sonia Fernandez]

Material mais eficiente no Universo
Um engenheiro da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara afirma ter fabricado "o material mais eficiente no Universo".
Embora corra o risco do exagero, o Dr. Jonathan Berger alega que seu protótipo, que ele chamou de Isomax, é leve, flexível, de alta qualidade e altamente resistente.
O que Berger mostra na verdade é uma célula de uma espuma que, segundo suas projeções em computador, apresentará a mais alta rigidez em relação à leveza dentre todos os materiais conhecidos.
Isto significa que, para a sua densidade relativamente baixa, a espuma terá uma rigidez que permitirá que ela resista a forças de esmagamento e de cisalhamento que achatariam ou rasgariam materiais mais densos e mais pesados.
Em vez de experimentos químicos e mistura de compostos, a espuma Isomax foi projetada com outra ferramenta bem mais básica: a geometria.
Super espuma
A espuma tem uma topologia ordenada e regularmente espaçada de células com duas formas básicas - um triângulo e uma cruz. Essas células parecem-se com pirâmides contíguas, algumas com três faces diagonais e uma base, e outras com quatro faces diagonais reforçadas com "paredes" ortogonais.
Cada formato, segundo Berger, foi escolhido devido a propriedades únicas que apresenta. As paredes das cruzes tridimensionais de interseção são ideais para resistir a forças de esmagamento perpendiculares, enquanto as formas piramidais, há muito conhecidas por sua estabilidade, resistem às forças de cisalhamento.
Combinadas em um padrão repetitivo, essas células suportam forças vindas de todas as direções, mantendo a baixa densidade típica das espumas, o que a torna ideal como um material estrutural.
"Como ela tem determinadas simetrias e alinhamentos e alcança os limites teóricos para a rigidez, não há outro material como ela," afirma Berger para justificar sua alegação de "material mais eficiente no Universo".
O material ainda está nos primeiros estágios de desenvolvimento - agora Berger precisará desenvolver uma técnica para fabricar a espuma formada precisamente por essas células. Mas, com todo este entusiasmo, ele já fundou sua empresa para comercializar o invento.

segunda-feira, 11 de maio de 2015

Lente de 10 centavos transforma celular em microscópio

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/05/2015

Lente de 10 centavos transforma celular em microscópio
A lente é posta diretamente na câmera do celular, sem a necessidade de qualquer aparato adicional. [Imagem: University of Houston]

Microscópio no celular
Já existem kits para transformar as câmeras dos telefones celulares em microscópios, e até em telescópios.
Mas Yu-Lung Sung, da Universidade de Houston, nos Estados Unidos, mostrou que sempre dá para fazer as coisas melhores e menores.
Sung criou uma lente cujo material custa apenas R$0,10 e que dá à câmera de um celular uma capacidade de ampliação de 120 vezes.
Outra vantagem é que a lente pode ser acoplada diretamente à lente da câmera, sem a necessidade de aparatos adicionais, o que torna imbatíveis seu custo e sua simplicidade.
Além de usos educativos e para hobbies, a equipe afirma que um microscópio baseado em um celular pode ter aplicações clínicas, sobretudo em exames de laboratório para áreas isoladas ou que não dispõem de laboratórios e técnicos especializados.
PDMS
A lente é feita de PDMS (polidimetilsiloxano), o mesmo material usado para fabricar lentes de contato. O material, que tem uma consistência gelatinosa, é pingado sobre uma superfície pré-aquecida para curar.
A curvatura da lente e, por decorrência, sua capacidade de ampliação, depende do tempo e da temperatura em que o PDMS é aquecido.
"Nossa lente pode transformar uma câmera de smartphone em um microscópio simplesmente colocando a lente no lugar, sem quaisquer anexos ou mecanismos de apoio," escreveram os pesquisadores. "A adesão forte, mas não permanente, entre o PDMS e o vidro, permite que a lente seja facilmente retirada após o uso. Uma resolução de imagem de 1 micrômetro, com uma ampliação óptica de 120X, foi alcançada."
Bibliografia:

Fabricating optical lenses by inkjet printing and heat-assisted in situ curing of polydimethylsiloxane for smartphone microscopy
Yu-Lung Sung, Jenn Jeang, Chia-Hsiung Lee, Wei-Chuan Shih
Journal of Biomedical Optics
Vol.: 20(4), 047005
DOI: 10.1117/1.JBO.20.4.047005

sexta-feira, 8 de maio de 2015

Leis de Newton podem dispensar matéria escura?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2015

Leis de Newton podem dispensar matéria escura?
Sem a matéria escura, as velocidades das estrelas deveriam decrescer com a distância a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias. Mas as velocidades são notavelmente constantes. [Imagem: M. Cappellari/Sloan Digital Sky Survey]




Velocidades constantes
Astrônomos mediram pela primeira vez com precisão a velocidade de estrelas em órbitas circulares em torno de galáxias espirais e de galáxias elípticas.
Seguindo a hipótese da matéria escura, essas velocidades deveriam diminuir com a distância da galáxia, a taxas diferentes para os dois tipos de galáxias.
Em vez disso, porém, os dados mostraram que as velocidades são praticamente as mesmas para as diversas localizações das estrelas nos dois tipos de galáxias.
Uma das descobertas mais marcantes do século 20 foi que as galáxias espirais, como a nossa Via Láctea, giram muito mais rapidamente do que o esperado. Os cientistas então levantaram a hipótese da "matéria escura", uma substância desconhecida e invisível que geraria a gravidade necessária para explicar porque essas galáxias não se esfacelam, arremessando suas estrelas para o espaço.
Mas os dados deste estudo não se encaixaram naturalmente nessa ideia, e tentar forçá-los levou a uma esquisita proposta de "conspiração da matéria escura".
Conspiração da matéria escura
A equipe tentou ajustar seus dados ao modelo da matéria escura, o mais aceito pela comunidade científica atualmente.
Depois de usar a Lei da Gravidade de Newton para traduzir as medições de velocidade em quantidades de matéria distribuídas dentro das galáxias, eles concluíram que existe uma espécie de "conspiração da matéria escura".
"Uma das descobertas surpreendentes deste estudo é que as galáxias espirais mantêm uma velocidade de rotação notavelmente constante ao longo de seus discos," disse Michele Cappellari, da Universidade de Oxford. "Isto significa que as estrelas e a matéria escura conspiram para se redistribuir para produzir este efeito, com as estrelas dominando as regiões do interior das galáxias, e uma mudança gradual nas regiões exteriores para um domínio da matéria escura."
Em outras palavras, a massa das estrelas - e dos demais corpos celestes - na porção mais central das galáxias seria suficiente para explicar a gravidade, mas haveria uma ausência crescente de matéria comum conforme se caminha para a borda externa das galáxias, o que exigiria um gradiente de matéria escura no interior da galáxia, que teria uma densidade crescente conforme se caminha do interior para a borda das galáxias.
Falhas na teoria científica da conspiração
Mas mesmo esta "teoria científica da conspiração" da matéria escura não se ajusta perfeitamente aos dados e a esse hipotético gradiente de densidade.
Por isso, alguns astrônomos estão sugerindo que, em vez de ser devido à matéria escura, o efeito medido pelas observações pode ser devido à Lei da Gravidade de Newton tornando-se progressivamente menos precisa a grandes distâncias.
Notavelmente, décadas depois de ter sido proposta, essa teoria alternativa - que dispensa a matéria escura - ainda não pode ser conclusivamente excluída, ao mesmo tempo em que todas as tentativas para detectar a matéria escuram falharam até agora.
Bibliografia:

Small Scatter and Nearly Isothermal Mass Profiles to Four Half-light Radii from Two-dimensional Stellar Dynamics of Early-type Galaxies
Michele Cappellari, Aaron J. Romanowsky, Jean P. Brodie, Duncan A. Forbes, Jay Strader, Caroline Foster, Sreeja S. Kartha, Nicola Pastorello, Vincenzo Pota, Lee R. Spitler, Christopher Usher, Jacob A. Arnold
The Astrophysical Journal Letters
Vol.: 804 L21
DOI: 10.1088/2041-8205/804/1/L21

quinta-feira, 7 de maio de 2015

Músculo artificial de cebola é o mais versátil já feito

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/05/2015

Músculo artificial de cebola é o mais versátil já feito
As células epidermais da cebola, tendo naturalmente o que os pesquisadores estavam tentando construir artificialmente, tornaram-se a base de uma nova classe de músculos artificiais. [Imagem: Shih Lab/National Taiwan University]

Pronto na natureza
Pesquisadores de Taiwan usaram cebola para criar músculos artificiais com vantagens que estão fazendo os roboticistas rirem, em vez de chorar.
O músculo artificial de cebola pode se expandir ou se contrair, enquanto os materiais disponíveis hoje só conseguem fazer uma coisa ou outra - nos músculos artificiais disponíveis hoje, um dos movimentos é ativo, acionado eletricamente, enquanto o outro é passivo, ocorrendo quando a corrente é desligada.
Além disso, o músculo artificial de cebola pode se mover em diferentes direções, bastando para isso variar a tensão elétrica aplicada para controlá-lo.
"O objetivo inicial era desenvolver uma microestrutura nos músculos artificiais para aumentar a deformação de atuação [o quanto o músculo pode se dobrar ou esticar quando acionado]," contou Wen-Pin Shih, da Universidade Nacional de Taiwan.
"Então, um dia descobrimos que a estrutura celular da cebola e suas dimensões eram similares ao material que estávamos tentando projetar," acrescentou ele.
Músculo artificial de cebola é o mais versátil já feito
Uma tesoura construída com os músculos artificiais de cebola. [Imagem: Chien-Chun Chen et al. - 10.1063/1.4917498]
Músculo artificial de cebola
A equipe tratou a epiderme da cebola - aquela pele translúcida encontrada logo abaixo da superfície do bulbo - com ácido para remover a hemicelulose, uma proteína que torna as paredes celulares rígidas. A seguir, eles recobriram os dois lados do material com uma fina camada de ouro.
Quando uma corrente elétrica flui pelos eletrodos de ouro, as células da cebola dobram ou esticam como um músculo.
"Nós intencionalmente fizemos os eletrodos superiores e inferiores de diferentes espessuras, de modo que a rigidez das células torna-se assimétrica de cima para baixo," contou Shih.
Essa assimetria permite controlar a resposta do músculo artificial: uma baixa tensão faz com que ele se expanda e dobre-se para baixo, em direção à camada inferior mais espessa. Uma alta tensão, por outro lado, faz com que as células se contraiam e virem-se para cima, no sentido da camada superior mais fina.
Para demonstrar essa funcionalidade, a equipe construiu uma tesoura com dois músculos artificiais.
"Nosso próximo passo será reduzir a tensão de acionamento e aumentar a força de atuação," concluiu Shih.
Bibliografia:

Onion artificial muscles
Chien-Chun Chen, Wen-Pin Shih, Pei-Zen Chang, His-Mei Lai, Shing-Yun Chang, Pin-Chun Huang, Huai-An Jeng
Applied Physics Letters
Vol.: 106, 183702
DOI: 10.1063/1.4917498

quarta-feira, 6 de maio de 2015

NASA testa avião elétrico com 10 motores

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

NASA testa avião elétrico com 10 motores
O avião elétrico possui 8 motores nas asas e dois na cauda.[Imagem: NASA Langley/David C. Bowman]

Avião VTOL
A NASA realizou os primeiros testes de voo livre do protótipo Grease Lightning or GL-10.
O avião do tipo VTOL (Vertical Takeoff and Landing, aterragem e pouso verticais) possui nada menos que 10 motores elétricos.
O nome do avião (Grease Lightning) é uma referência ao óleo vegetal usado nos motores a biodiesel do protótipo original, responsáveis por gerar a eletricidade. São dois motores diesel, de 8 hp cada um.
Mas agora a NASA anunciou que está trabalhando em uma versão menor a bateria. O protótipo original, diesel-elétrico, tem 6,1 metros de envergadura de asas, enquanto a versão a bateria tem exatamente a metade disso, e pesa 28,1 quilogramas.
Toda a fuselagem do protótipo foi construída por impressão 3D.
NASA testa avião elétrico com 10 motores
Esta imagem dá uma ideia melhor da real dimensão do protótipo. [Imagem: NASA Langley/David C. Bowman]
Misto de helicóptero e avião
A intenção é desenvolver um avião não-tripulado - ou VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) - que possa decolar como um helicóptero mas que atinja a eficiência em voo de um avião.
Para a decolagem e pouso, as asas e a cauda apontam para cima e as 10 hélices fazem com que o avião ascenda como um helicóptero.
Uma vez no ar, as asas e a cauda voltam à horizontal para um voo típico de um avião, com a diferença de que as duas hélices traseiras aumentam a manobrabilidade do GL-10.