Quasicristais rendem Prêmio Nobel de Química

Plantão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/10/2011

Seção do quasicristal formado pela liga AlNiCo.[Imagem: Deloudi/Steurer]

Quasicristais

Os cristais são formados por estruturas atômicas padronizadas, que se repetem ao infinito.

Nos quasicristais, essa estrutura é aperiódica, como os cristais vislumbrados por Erwin Schrodinger, em sua famosa tentativa de explicar o que é a vida.

Foi a descoberta desses quasicristais, um rico mosaico de átomos, com estruturas que nunca se repetem, que rendeu o Prêmio Nobel de Química ao cientista israelense Dan Shechtman.

Como essa estrutura era considerada impossível pelo saber da época, Shechtman foi ridicularizado, teve seu trabalho recusado pelas revistas científicas e foi expulso de seu grupo de pesquisa.

Não, isso não foi na Idade Média, aconteceu na Universidade de Haifa, em Israel, em Abril de 1982.

Shechtman não desanimou e acabou convencendo outros cientistas da área de que suas descobertas eram reais. Somente quando esses cientistas viram os dados e aceitaram assinar o artigo científico junto com ele é que seu trabalho foi publicado.

Agora, quase trinta anos depois, ele recebeu o Prêmio Nobel de Química 2011 pela sua descoberta.

Cristais aperiódicos

Os mosaicos aperiódicos descobertos por Shechtman nos então "impossíveis" quasicristais são regulares - eles seguem as regras matemáticas - mas nunca se repetem.

Eles seguem a chamada proporção áurea, ou proporção divina, usada na arte e presente em muitos outros lugares na natureza, como nas conchas dos moluscos, nas colmeias das abelhas e no ser humano.

Os quasicristais já têm várias aplicações tecnológicas, incluindo novas formas de sinterização do aço, que o tornam extremamente duro, e peças que dispensam a lubrificação:

# Ligas metálicas quasicristalinas poderão produzir equipamentos sem atrito

Um aço inoxidável nanoestruturado, fabricado graças ao conhecimento dos quasicristais, está sendo usado para fabricação de uma cadeira de rodas radical.

É interessante que a tenacidade e a capacidade de superar obstáculos de Shechtman estejam se traduzindo em aplicações de aumento de resistência dos metais e redução dos seus pontos de atrito.

# Ordem a partir da desordem: Entropia sozinha cria cristais complexos

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Brasileiro ajuda a criar LED 40 vezes mais eficiente

Energia

Com informações da Agência Fapesp - 11/12/2013

"Foi possível obter LEDs até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 2%."[Imagem: Wan Ki Bae et al./NatComm]

Efeito Auger

Um pesquisador brasileiro ajudou a desvendar um mistério cuja solução poderá resultar em um tipo de LED 10 vezes mais eficiente.

Os pontos quânticos - partículas nanométricas semicondutoras - são ótimos materiais para a fabricação de LEDs, produzindo um brilho intenso e emitindo luz em uma faixa bem estreita de comprimentos de onda, ou seja, de uma cor muito pura.

No entanto, sua utilização esbarra na baixa eficiência elétrica, da ordem de apenas 0,1% a 0,2%.

Essa ineficiência decorre de um fenômeno quântico denominado "efeito Auger", uma homenagem a um de seus descobridores, o físico francês Pierre Victor Auger (1899-1993).

No átomo, quando um elétron próximo do núcleo é removido, deixando uma vaga na camada eletrônica que ocupava, outro elétron, mais distante (portanto, dotado de um nível maior de energia cinética), vem preencher o seu lugar.

O efeito esperado é que a energia excedente desse segundo elétron seja liberada para o meio com a emissão de um fóton (a partícula associada à interação eletromagnética).

Porém, pode ocorrer que a energia seja transmitida a um terceiro elétron, que, excitado, supera a atração eletromagnética do núcleo, sendo ejetado pelo átomo. Foi esse outro desfecho possível que recebeu o nome de "efeito Auger".

- Cientistas fazem milagre da multiplicação dos elétrons

Recombinação Auger

Um fenômeno análogo - neste caso denominado "recombinação Auger" - pode ocorrer em um material semicondutor, quando, ao ocupar uma lacuna na rede atômica, em vez de liberar um fóton, o elétron transmite sua energia a outro elétron, que é ejetado pela rede.

Transformando energia elétrica em energia cinética, em vez de energia luminosa, a "recombinação Auger" faz com que a eficiência dos LEDs seja extremamente baixa.

O que foi descoberto agora pela equipe da qual participou o físico brasileiro Lázaro Padilha, da Unicamp, é que é possível controlar a influência da recombinação Auger.

"Produzimos novos materiais que possibilitaram minimizar o efeito Auger. Com eles, foi possível obter LEDs até 10 vezes mais eficientes, com uma taxa de conversão de energia elétrica em energia luminosa da ordem de 2%", disse Padilha.

"Mais do que isso: conseguimos limitar o processo de ionização do material. Essa ionização, que decorre da injeção de elétrons, acentua o efeito Auger. Quanto mais carga injetada, maior o efeito Auger. Criando uma barreira para controlar a injeção, chegamos a uma eficiência da ordem de 8%. Ou seja, aumentamos a eficiência em até 40 vezes, de 0,1% a 0,2% para 8%", acrescentou o pesquisador.

Os resultados apontam para a possibilidade real de telas de resolução muito superior à atual, embora os pesquisadores tenham trabalhado com seleneto de cádmio (CdSe), um material que enfrenta problemas para chegar à escala industrial por ser altamente tóxico.

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Bibliografia:
Controlling the influence of Auger recombination on the performance of quantum-dot light-emitting diodes
Wan Ki Bae, Young-Shin Park, Jaehoon Lim, Donggu Lee, Lazaro A. Padilha, Hunter McDaniel, Istvan Robel, Changhee Lee, Jeffrey M. Pietryga, Victor I. Klimov
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2661
DOI: 10.1038/ncomms3661

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Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"

Eletrônica

Com informações da TUWien - 19/12/2013

Só recentemente um material multiferroico permitiu controlar o magnetismo usando eletricidade a temperatura ambiente pela primeira vez.[Imagem: Ruhr Universitat]

Eletricidade e magnetismo são duas faces da mesma moeda - toda a tecnologia atual, incluindo a eletrônica, é baseada na interação entre a matéria e o eletromagnetismo.

Ondas no espaço livre, como a luz ou a radiação de um telefone celular, sempre consistem tanto de um componente magnético quanto de um componente elétrico.

Na ciência dos materiais, contudo, efeitos elétricos e magnéticos têm sido geralmente estudados separadamente - há materiais com ordenamento magnético, que reagem a campos magnéticos, e há materiais com ordenação elétrica, que podem ser influenciados por campos elétricos.

Um ímã tem um campo magnético, mas nele não há campo elétrico. Um cristal piezoelétrico, por outro lado, pode gerar um campo elétrico, mas não um campo magnético. Ter os dois ao mesmo tempo parecia impossível.

"Normalmente, os dois efeitos são criados de maneiras muito diferentes. O ordenamento magnético surge quando os elétrons alinham seus momentos magnéticos, e a ordenação elétrica vem quando cargas positivas e negativas movimentam-se umas em relação às outras," explica o professor Andrei Pimenov, da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria.

Eletromagnons

Contudo, em 2006, Pimenov encontrou indícios de excitações que pareciam ser baseadas simultaneamente nas ordenações elétrica e magnética.

Essas excitações, que ele batizou de "eletromagnons", ficaram meio no limbo, sendo contestadas por muitos outros cientistas.

Agora Pimenov finalmente conseguiu demonstrar seus eletromagnons na prática e de forma indiscutível.

Para isso, ele ligou e desligou os eletromagnons usando apenas um campo elétrico, em um material especial feito de disprósio, manganês e oxigênio (DyMnO3).

• Óxidos desconhecidos viram super-heróis da eletrônica

Este foi o complexo aparato desenvolvido por Pimenov para demonstrar que suas suspeitas iniciais estavam corretas. [Imagem: TUWien]

Magnetoelétricos

Cada elétron tem uma orientação magnética que é ligeiramente distorcida em relação à dos elétrons adjacentes - por conseguinte, os elétrons criam espirais de momentos magnéticos.

Essa espiral magnética tem duas orientações possíveis - no sentido horário ou anti-horário - e, surpreendentemente, um campo elétrico externo pode fazê-la alternar entre essas duas possibilidades.

Nesses materiais magnetoelétricos, as cargas e os momentos magnéticos dos átomos estão conectados. E no óxido de manganês e disprósio essa ligação é particularmente forte: "Quando os momentos magnéticos oscilam, as cargas elétricas se movem muito," disse Pimenov.

Nesse material, os momentos magnéticos e as cargas elétricas tomam parte simultaneamente na excitação, e, por conseguinte, os dois podem ser influenciados por um campo externo único.

Pimenov afirma haver muitas ideias para futuras aplicações dos eletromagnons: onde quer que seja desejável combinar as vantagens dos efeitos magnéticos e elétricos, os novos materiais magnetoelétricos poderão ser usados no futuro.

Isto inclui novos tipos de amplificadores, transistores ou dispositivos de armazenamento de dados, além de sensores altamente sensíveis.

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Bibliografia:
Electric Field Control of Terahertz Polarization in a Multiferroic Manganite with Electromagnons
A. Shuvaev, V. Dziom, Anna Pimenov, M. Schiebl, A. A. Mukhin, A. C. Komarek, T. Finger, M. Braden, A. Pimenov
Physical Review Letters
Vol.: 111, 227201
DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.227201

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Como funcionam as telas de LCD? – parte 2 (final)

Fonte: http://www.tecmundo.com.br/televisao/2058-como-funcionam-as-telas-de-lcd-.htm

Saiba como funcionam as famosas e cada vez mais acessíveis telas de cristal líquido.

Por Douglas Ciriaco, em 6 de Maio de 2009

Imagem: portuguese.alibaba.com

…Continuação.

Cor

As cores estão cada vez mais presentes na vida de quem utiliza um computador e por isso este é um fator extremamente importante nos monitores de LCD. Cada pixel é composto por três subpixel, sendo um vermelho, outro verde e outro azul, ou seja, o sistema de cores RGB (Red Green Blue).

Cada subpixel possui 256 variações de tonalidades, ou seja, cada um deles pode se tornar 256 cores diferentes. Isto significa que um monitor ou televisor LCD pode reproduzir 16,8 milhões de cores, somadas todas as combinações possíveis de todos os tons de cada subpixel.

Para dar suporte a esta montoeira de cor, existem também milhões de transistores gravados sobre o vidro, cada um responsável por um pixel. Se ele deixa de funcionar, aquele pixel também se apaga, gerando o que se convencionou chamar de “pixel ruim”.

Novas tecnologias LCD

Assim como tudo que envolve tecnologia nesse mundo, o LCD também possui suas inovações. Atualmente, existem diversas variações de telas de cristal líquido sendo utilizadas, como por exemplo os:

• nemáticos super torcidos (STN),
• nemáticos torcidos de camada dupla (DSTN),
• cristal líquido ferroelétrico (FLC) e
• cristal líquido ferroelétrico estabilizado por superfície (SSFLC).

Benefícios

Depois de saber um pouco mais sobre as telas de cristal líquido, é importante conhecer alguns de seus benefícios. Na questão ergométrica, eles têm larga vantagem sobre os monitores de CRT por cansarem menos a vista de quem o utiliza, emitindo pouca (ou nenhuma) radiação nociva.

Além disso, estes equipamentos consomem menos energia, o que significa menos gastos para você e uma pequena (mas importante) contribuição ecológica. Em tempos de devastação ambiental e gripe suína, todo recurso natural poupado, por menor que seja, já pode ser celebrado.

O fato de ter telas completamente planas e ocupar menos espaço, também são benefícios consideráveis. Diferentemente de monitores e televisores CRT, que além do espaço que tomavam de uma mesa, podiam causar distorções em imagens exibidas em suas telas curvas.

Adquirindo seu LCD

Se você pensa em comprar um monitor ou televisor LCD, o Baixaki possui dois artigos referentes a este assunto. Um trata de dicas para aquisição de monitores LCD de maneira específica, é o Saiba o que levar em conta na hora de comprar um monitor LCD. O outro trata sobre Como acertar na escolha da sua televisão nova, e dá diversas dicas sobre televisores de LCD e também de outras tecnologias.

OLED: Sucessor da LCD

Apesar do grande sucesso e da popularização das telas de cristal líquido, uma outra tecnologia promete desbancá-la. Ela é o diodo orgânico emissor de luz ou apenas OLED (sigla para Organic Light-Emitting Diode, em inglês). Esta difícil missão – a de superar as LCDs – tem como carro chefe o fato de telas de OLEDs serem mais leves, finas e consumirem menos energia.

Como isso é possível? Os diodos OLEDs possuem “luz própria”, ou seja, emitem luz ao receberem uma carga elétrica, o que dispensa a luz de fundo das LCDs. Ou seja, menos camadas serão utilizadas, o que tornará um aparelho com estes diodos mais leve e fino. Além disso, seu consumo de energia chega a ser 40% menor do que um LCD com as mesmas dimensões.

Outro ponto a favor do OLED é que suas telas conseguem prevenir a emissão de luz em tons de cinza e, por isso, possuem uma taxa de contraste que pode chegar até a 1.000.000:1, número várias vezes maior do que as de LCD encontradas no mercado atualmente. Além de televisores e monitores para computador, esta tecnologia deve aparecer em aparelhos celulares, reprodutores de mídia portáteis (MP3 players, MP4 players, etc.) e também videogames portáteis.

Contudo, especialistas dizem que ainda é cedo para afirmar qual das novas tecnologias existentes será a que vai superar o LCD – que já superou as telas de plasma. De qualquer modo, nos próximos anos algumas novidades deverão surgir para colocar ainda mais lenha nesta fogueira.

Obviamente ainda há muito mais o que falar sobre o desenvolvimento e o funcionamento de um aparelho complexo como os que possuem LCD. Contudo, nós tentamos usar uma linguagem simples, de modo a facilitar a compreensão de todos os nossos usuários. Espero que nosso artigo tenha alcançado este objetivo. Qualquer nova informação, compartilhem com todos através dos comentários! Uma boa semana a todos!

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Metal trincado cicatriza sozinho

Materiais Avançados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/12/2013

Os grânulos da microestrutura cristalina do níquel migram pelas bordas para fechar a trinca. [Imagem: Guoqiang Xu/Michael Demkowicz]

Cura metálica

Foi um resultado tão inesperado que Guoqiang Xu e Michael Demkowicz, do MIT, nos Estados Unidos, inicialmente pensaram que se tratava de um erro nos seus experimentos.

Quando eles pegaram um pedaço de metal previamente trincado e o colocaram sob tensão - isto é, aplicaram uma força capaz de separá-lo em dois pedaços - o efeito verificado foi justamente o contrário, fazendo com que a fenda se fechasse e as duas extremidades voltassem a se fundir.

"Nós tivemos que voltar e verificar quando, em vez de aumentar [a rachadura], ela começou a se fechar. Primeiro, descobrimos que, na verdade, nada havia de errado. A próxima pergunta foi: 'Porque isso está acontecendo?', conta Demkowicz.

O resultado surpreendente, agora já devidamente esclarecido, poderá permitir criar peças metálicas que se autoconsertem, reparando danos nos estágios iniciais, antes que eles tenham a chance de se espalhar e ameaçar a estrutura inteira.

Disclinação

A explicação do ocorrido está em um fenômeno conhecido como disclinação, quando grânulos da microestrutura cristalina de um metal interagem com uma trinca, deslocando-se pelo metal.

"Nós descobrimos que há um mecanismo que pode, em princípio, fechar rachaduras sob qualquer tensão aplicada," garante Demkowicz.

A maioria dos metais - o experimento foi feito com níquel, usado para fabricar as chamadas superligas - é formada por minúsculos grãos cristalinos cujos tamanhos e orientações podem afetar a resistência e outras características do material.

O que a dupla descobriu é que, sob certas condições, o estresse mecânico "faz com que a microestrutura mude: ela pode fazer os grânulos do contorno migrarem. Essa migração dos grânulos do contorno é a chave para a cura da trinca," explica Demkowicz.

Tendo descoberto e elucidado o mecanismo, os pesquisadores planejam agora estudar como criar ligas metálicas de tal forma que eventuais rachaduras fechem-se sob cargas típicas de aplicações específicas.

Já existem técnicas para controlar a microestrutura das ligas metálicas, de forma que parece ser apenas uma questão de descobrir como alcançar um resultado específico.

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Bibliografia:
Healing of Nanocracks by Disclinations
Guoqiang Xu, Michael J. Demkowicz
Physical Review Letters
Vol.: 111, 145501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.145501

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É realmente possível ver aura das pessoas, dizem cientistas

07/05/2012

Redação do Diário da Saúde

Os cientistas concluem que, "embora alguns curadores realmente tenham a capacidade para ver a aura das pessoas e sentir a dor dos outros devido à sinestesia", seus efeitos curadores devem-se unicamente a um "significativo efeito placebo". [Imagem: UGR]

Energias humanas

Cientistas da Universidade de Granada, na Espanha, afirmam ter comprovado cientificamente que é possível enxergar a aura das pessoas.

A aura seria um campo de radiação luminosa que circunda uma pessoa como se fosse um halo.

Embora a aura seja usada em processos de cura por místicos desde a Antiguidade, poucos cientistas se aventuraram na área justamente pelo temor de serem associados ao misticismo, por definição algo diametralmente oposto à ciência.

Contudo, à medida que os sensores e a capacidade de medir campos de energia mais tênues vão se aprimorando, as pesquisas realmente científicas na área têm avançado, sobretudo no campo do magnetismo, embora ainda devidamente enquadradas no padrão oficial da ciência acadêmica.

Aura e efeito placebo

Segundo Emilio Gómez Milán e seus colegas, algumas pessoas, geralmente conhecidos como "curandeiros", de fato conseguem perceber um campo de energia ao redor das pessoas.

Isto, segundo a pesquisa, se deve a um fenômeno já bem conhecido dos cientistas, chamado sinestesia, um fenômeno neuropsicológico que parece mesclar os sentidos.

Segundo o grupo, isto pode explicar cientificamente a alegada prática virtuosa dos curandeiros: sua visualização geraria um "significativo efeito placebo" nas pessoas doentes, dizem os cientistas, que de fato as leva à cura.

Sinestesia

Nas pessoas sinestetas - que apresentam a sinestesia - as regiões do cérebro responsáveis pelo processamento de cada estímulo sensorial são fortemente interconectadas.

Ou seja, os sinestetas têm mais conexões sinápticas do que as pessoas "normais".

"Essas conexões extras fazem com que elas automaticamente estabeleçam associações entre áreas do cérebro que normalmente não são conectadas," explica o professor Gómez Milán.

Desta forma, os sinestetas podem ver ou tatear um som, sentir sabor das cores, ou formatos das palavras, entre outras inúmeras possibilidades.

O que as pessoas que conseguem visualizar auras possuem é o que os cientistas chamam de sinestesia emocional.

Qualidades de um místico curador

Os cientistas espanhóis afirmam que "nem todos os curandeiros são sinestetas, mas há uma elevada prevalência desse fenômeno entre eles. O mesmo ocorre entre pintores e artistas, por exemplo".

Eles estudaram um médium espanhol chamado Esteban Sánchez Casas, mais conhecido como "O homem santo de Baza".

Segundo a análise dos cientistas, a capacidade de Esteban Casas ver a aura das pessoas "é, de fato, um caso claro de sinestesia".

Ainda segundo o artigo, o místico apresentaria quatro elementos básicos que explicariam seu "poder de cura".

O primeiro é a sinestesia face-cor, na qual a região do cérebro responsável pelo reconhecimento facial é associada com a região de processamento de cores.

O segundo é a sinestesia toque-espelho, quando o sinesteta, ao observar uma pessoa que está sendo tocada ou que está sentido dor, consegue sentir a mesma coisa.

O terceiro é uma elevada empatia, a capacidade de sentir o que as outras pessoas estão sentindo.

Finalmente, o místico teria esquizotipia, um conceito psicológico amplo, que descreve um contínuo de características de personalidade que vão desde estados dissociativos normais e estados imaginativos, até extremos como a psicose e a esquizofrenia.

Explicações fisiológicas

"Estas habilidades fazem com que os sinestetas tenham a capacidade de fazer com que as pessoas se sintam compreendidas, o que lhes proporciona uma emotividade especial e uma capacidade de perceber a dor [dos outros]," escrevem os cientistas em seu artigo, publicado na revista Consciousness and Cognition.

À luz de suas explicações, os cientistas concluem que, "embora alguns curadores realmente tenham a capacidade para ver a aura das pessoas e sentir a dor dos outros devido à sinestesia", seus efeitos curadores devem-se unicamente a um "significativo efeito placebo".

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Como funcionam as telas de LCD? – parte 1

Fonte: http://www.tecmundo.com.br/televisao/2058-como-funcionam-as-telas-de-lcd-.htm

Saiba como funcionam as famosas e cada vez mais acessíveis telas de cristal líquido.

Por Douglas Ciriaco, em 6 de Maio de 2009

Imagem: portuguese.alibaba.com

Apesar de ter ganho bem mais destaque nos últimos anos com o advento de monitores para computador e televisores de LCD, o cristal líquido está presente no mundo eletrônico há algum tempo.

Com certeza você possui em casa algum equipamento que use este material em sua tela, seja um relógio de pulso, uma calculadora, um forno micro-ondas ou um aparelho de rádio. Ou seja, diariamente você tem contato com esta tecnologia que se transportou para monitores e televisores.

O cristal líquido

Este termo, “cristal líquido”, soa um tanto quanto contraditório, não? Quando pensamos em cristal, nos vem à mente algo sólido, rígido, enfim, o oposto de algo líquido. Então, como é possível haver “cristal líquido”? Então, para tentar esclarecer tudo, vamos falar um pouco sobre este material.

Na verdade, ele não chega a ser nem sólido e nem líquido. Aprendemos que são três os estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso, e o cristal líquido é um meio termo entre sólido e líquido, ou seja, é um estado mesomórfico. O cristal deixa de ser sólido a uma temperatura de 145°C, que é quando atinge sua forma de aparência líquida.

Cristais líquidos são muito sensíveis à variação de temperatura, portanto isto explica o comportamento um pouco diferente de notebooks quando você está em um local muito frio ou muito quente. É justamente por esta sensibilidade que este material também é usado em termômetros.

Composição de um monitor LCD

(1) – Filme polarizador na vertical

(2) – Substrato de vidro com eletrodo ITO (óxido da lata do índio)

(3) – Cristal líquido

(4) – Substrato de vidro de eletrodo ITO com traçados horizontais para se alinhar com polarizador horizontal.

(5) – Filme polarizador na horizontal

(6) – Espelho para tornar um painel refletivo

Sistemas de LCD

Os monitores de cristal líquido podem ser apresentados em dois sistemas de LCD diferentes: matriz passiva e matriz ativa. Vamos aprender um pouco mais sobre cada um destes dois tipos de monitores de cristal líquido.

Matriz Passiva

Um sistema de LCD mais simples, que utiliza uma grade simples para fornecer energia a um pixel específico na tela, ou seja, a tensão elétrica é aplicada de maneira independente para cada ponto. Este tipo de LCD já não é utilizado em aparelhos complexos como monitores e aparelhos de televisão, pois apresenta grandes desvantagens para estes tipos de produto.

Este tipo caiu em desuso nos casos citados acima devido à utilização de cores, o que demandaria milhões de conexões individuais para cada uma das três cores que compõe o sistema RGB (vermelho, verde e azul), em cada pixel. Ou seja, uma resolução de 1280 x 1024 necessitaria de quase 4 milhões de conexões para fornecimento de energia.

Seu ângulo de visão é mais restrito, o que causa “sombras” na tela conforme você se movimenta para os lados, para cima e para baixo da tela. Além disso, o tempo de resposta de um LCD de matriz passiva é menor até mesmo que o de um monitor CRT (de tubo). Enquanto esse demora cerca de 20 milissegundos para carregar um ponto, aquele leva em torno de 250 milissegundos para fazer a mesma coisa.

Esta demora causa os “fantasmas” na tela, bastante conhecido de quem tem ou utilizou/utiliza monitores de LCD antigos. Para verificar isso na prática, movimente o mouse rapidamente ou então jogue um jogo, acesse sites, veja fotos, enfim, qualquer coisa que cause uma mudança brusca de cores na tela. Note que quando isso ocorre, a imagem demora um pouco para sumir da tela.

Apesar dos problemas apresentados em equipamentos mais complexos, aparelhos mais simples como relógios, display de calculadoras e fornos microondas se dão muito bem com este sistema, afinal, não possuem cor, não demandam contraste, brilho e nenhum outro fator do gênero.

Matriz Ativa

Construídas de maneira mais complexa, as telas de LCD de matriz ativa são utilizadas nos equipamentos mais modernos e que exigem uma maior capacidade dos displays. Sua grande diferença está na existência de um filme de transistores atrás da camada de cristal líquido, permitindo que cada pixel seja controlado individualmente, sem interferência no funcionamento dos demais.

Este filme de transistores é conhecido por TFT, acrônimo para Thin-Film Trasistors (filme fino de transistores, em português) e sua criação foi crucial para a revolução dos monitores de LCD, que hoje em dia são tão comuns e têm seus preços cada vez mais reduzidos.

As telas de matriz ativa possuem maior ângulo de visão, aproximando-se de 180°, maior contraste e um tempo de atualização bem menor do que as de matriz passiva, cerca de 45 milissegundos, aproximando-se bastante do mesmo quesito nos monitores de tubo.

…continua.

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Misticismo rompe com grilhões das igrejas e das ciências

06/12/2013

Redação do Diário da Saúde

As igrejas estão cada vez mais vazias, e as pessoas têm encontrado suas próprias formas de espiritualidade através das chamadas teologias místicas. [Imagem: Northwestern University]

Construções do Misticismo

Em contraste com os séculos anteriores, as experiências místicas de hoje não são mais exclusivamente ligadas a mosteiros e formas contemplativas de vida em locais afastados.

Em vez disso, formas místicas de experiência são cada vez mais buscadas independentemente das instituições.

O fenômeno tem chamado a atenção de inúmeros pesquisadores.

Tantos que agora eles estão organizando uma conferência internacional na Alemanha, que reunirá especialistas de todo o mundo em um evento chamado "Construções do Misticismo".

O objetivo do encontro é analisar, através das fronteiras religiosas, as raízes do misticismo desde a Antiguidade, a redescoberta do misticismo no século 20 e os rumos que essa teologia mística está assumindo no século 21.

Fenômenos místicos

Segundo os pesquisadores, o fenômeno do misticismo secular aparece na vida de um número inacreditavelmente grande de pessoas.

"Na pesquisa Religion Monitor 2013, quase a metade dos alemães do oeste e um terço dos alemães do leste afirmaram ter experiências de unidade e totalidade, ou seja, experiências que estão frequentemente relacionadas com o misticismo," relata a Dra. Annette Wilke, da Universidade de Munique e uma das organizadoras do evento.

"Muitas pessoas se sentem em harmonia com a natureza ou com o universo em tais momentos. Nem sempre a crença em Deus está envolvida com essas experiências," acrescenta.

"O misticismo atrai muitas pessoas hoje ao oferecer formas intensivas de crença pessoal e uma espiritualidade que é baseada na experiência. Isto está de acordo com a individualização da nossa sociedade," de acordo com a pesquisadora.

Também está em linha com o afastamento das pessoas em relação às religiões tradicionais e aos seus dogmas e regras, que pouco oferecem em termos de conexão direta com o "algo maior" em que essas pessoas acreditam, geralmente diferente da crença no Deus pessoal antropomorfizado preconizado pelas religiões.

"Isso também explica o apelo de religiões como o budismo e o hinduísmo, que têm a reputação de serem particularmente místicas," reconhece Wilke.

Teologia mística

Na verdade, mesmo religiões tradicionais, como a Igreja Católica, já se deram conta do fenômeno e possuem grupos de meditação em suas fileiras. Teólogos como John Main e Lawrence Freeman têm uma legião de adeptos no mundo todo, relembrando experiências que remontam a Santa Tereza de Ávila e São João da Cruz.

O Islamismo possui sua própria linhagem mística, essa muito mais antiga e disseminada, por meio do sufismo e dos dervishes.

Mas o que está chamando mais a atenção dos pesquisadores é o renascimento do misticismo, por assim dizer, "doméstico", em que as pessoas parecem ter descoberto uma maneira de lidar com o mundo moderno sem se tornarem escravas dele.

"Por um lado, isto serviu para a libertação dos 'grilhões da Igreja' e, por outro lado, dos grilhões das ciências naturais, como o filósofo Fritz Mauthner disse em 1925," resumiu Wilke.

• É realmente possível ver aura das pessoas, dizem cientistas

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PLANETAS ANÕES DO SISTEMA SOLAR

Fonte: http://hypescience.com/conheca-os-planetas-anoes-do-sistema-solar/

Conheça os planetas anões do sistema solar

Por Stephanie D’Ornelas em 12.09.2011 as 20:56

Imagem: www.mundos-fantasticos.com

Você deve ter aprendido na escola que existem nove planetas no sistema solar: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão. Pelo menos era isso o que os professores ensinavam desde a década de 1930.

Mas as coisas mudaram há quase cinco anos. O pobre e pequeno Plutão deixou de ser considerado um planeta, e os cientistas juram que não é nada pessoal.

É que em 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) rebaixou Plutão a recém-criada categoria de “planeta anão”, depois de terem sido descobertos vários corpos orbitando o sol, tão distantes quanto Plutão – Éris, em particular, que parecia ser maior do que o antigo nono planeta do sistema solar.

Com isso, a UAI criou uma nova definição de “planeta”: um corpo que circunda o sol, sem ser satélite de nenhum outro objeto, grande o suficiente para ser arredondado pela sua própria gravidade (mas não tão grande para sofrer fusões nucleares, como uma estrela) e que tenha expulsado a maioria dos outros corpos que orbitam a vizinhança.

Como Plutão divide seu espaço orbital com muitos outros objetos do Cinturão de Kuiper – o anel de corpos gelados além de Netuno – ele não satisfaz as características de um planeta. Portanto, ele passou a ser recentemente classificado como um planeta anão, que tende a ser menor do que os verdadeiros planetas e não podem “limpar a vizinhança” como eles.

Centenas, ou até milhares, de corpos do sistema solar podem, eventualmente, entrar na lista de planetas anões, mas a UAI reconhece oficialmente apenas cinco: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris. Confira aqui um breve tour espacial sobre esses cinco pequenos planetas anões.

Plutão: o excluído

Plutão foi descoberto em 1930 pelo americano Clyde Tombaugh, como parte da busca pelo mítico “Planeta X”, que imaginavam que estaria perturbando a órbita de Urano.

Embora o planeta anão seja relativamente pequeno, quando ele foi descoberto os astrônomos acreditavam que ele tinha pelo menos o tamanho da Terra. Agora os cientistas sabem que ele tem 2.352 quilômetros de diâmetro – menos de 20% do tamanho de nosso planeta, e apenas 0,2% da massa da Terra.

Plutão tem uma órbita extremamente elíptica que não está no mesmo plano que as órbitas dos oito planetas oficiais. Em média, o planeta anão cruza em torno do sol a uma distância de 5,87 bilhões de quilômetros, e demora 248 anos para completar um circuito.

Como fica muito longe do sol, Plutão é um dos lugares mais frios do sistema solar, com temperaturas da superfície oscilando em torno de -225° C.

Plutão tem quatro luas conhecidas: Caronte, Nix, Hydra e um minúsculo satélite recém-descoberto chamado de P4. Enquanto Nix, Hydra e P4 são relativamente pequenos, Caronte tem cerca de metade do tamanho de Plutão. Por causa do tamanho de Caronte, alguns astrônomos tratam Plutão e Caronte como um planeta anão duplo, ou um sistema binário.

Plutão é um corpo muito difícil de estudar por sua distância, mas os cientistas acreditam que o planeta anão tem cerca de 70% de rocha e 30% de gelo – a superfície é coberta predominantemente por gelo de nitrogênio. O planeta anão tem uma fina atmosfera, composta de nitrogênio, metano e monóxido de carbono.

Os mistérios que guardam Plutão poderão ser desvendados em alguns anos. Isso porque a sonda New Horizons, da NASA, vai fazer um voo rasante lá em julho de 2015.

Éris: o encrenqueiro

Éris foi descoberto em 2005, e foi o corpo que estimulou a UAI a tirar Plutão da lista de “planetas” e criar a categoria “planeta anão”, um ano depois.

A decisão permanece controversa ainda hoje, tornando o nome de Éris mais do que apropriado: Éris é a deusa grega da discórdia, que despertou o ciúme e a inveja entre as deusas, levando à Guerra de Tróia. A única lua conhecida de Éris não deixa por menos: é a Dysnomia, nome da filha da deusa, caracterizada pelo espírito da anarquia.

Éris tem praticamente o mesmo tamanho de Plutão, mas tem 25% mais massa, o que sugere que Éris tenha consideravelmente mais rocha (e menos gelo). No entanto, as superfícies dos dois planetas anões parecem similares, compostas principalmente por gelo de nitrogênio.

Como Plutão, Éris tem uma órbita extremamente elíptica, e é ainda mais distante, ficando em média a 10,1 bilhões de quilômetros de distância do sol – e levando 557 anos para completar uma volta em torno dele.

Haumea: o excêntrico

Haumea – um habitante do Cinturão de Kuiper que orbita um pouco além de Plutão – foi descoberto em 2004 e é um dos mais estranhos objetos do sistema solar.

Haumea tem cerca de 1.931 quilômetros de diâmetro, o que o torna quase tão grande quanto Plutão. Entretanto, ele tem apenas um terço da massa de Plutão, em parte porque não é esférico. Em vez disso, Haumea tem a curiosa forma de uma gigante bola de futebol americano.

O planeta anão completa uma rotação em menos de quatro horas, sendo um dos corpos com maior velocidade de rotação do sistema solar. Essa super rotação é responsável pela forma incomum de Haumea.

Haumea foi nomeado em homenagem a deusa havaiana do parto, e tem duas luas conhecidas: Hi’iaka e Namaka. As luas têm nomes de duas das filhas da deusa.

Os cientistas descobriram recentemente que 75% da superfície de Haumea é coberta por gelo de água cristalina, semelhante ao material que você encontra dentro do seu congelador. Haumea faz uma volta completa em torno do sol a cada 283 anos.

Makemake: o misterioso

Makemake foi descoberto em 2005. O tamanho do planeta anão ainda não é conhecido com clareza pelos astrônomos, mas eles acreditam que deva ter cerca de três quartos do tamanho de Plutão. É, portanto, provável que o Makemake seja o terceiro maior planeta anão, ficando apenas atrás de Éris e Plutão.

Makemake orbita o sol com um pouco mais de distância do que Plutão, a cerca de 6,85 bilhões de quilômetros, e completa uma órbita a cada 310 anos, ou algo próximo a isso.

Makemake é o segundo objeto mais brilhante do Cinturão de Kuiper (depois de Plutão), e pode ser visto de um telescópio amador. Como Haumea, Makemake recebeu o nome de uma divindade polinésia – neste caso, o criador da humanidade e o deus da fertilidade no panteão dos rapanui, o povo nativo da Ilha de Páscoa.

Como Plutão e Éris, Makemake parece ter uma cor avermelhada no espectro de luz visível. Os cientistas acreditam que sua superfície é coberta por uma camada de metano congelado, e ainda não foi observada nenhuma lua no mundo distante.

Ceres: o rei do cinturão de asteroides

Ceres é o único planeta anão não encontrado no frio e distante Cinturão de Kuiper. Em vez disso, ele orbita o cinturão de asteroides entre Marte e Júpiter, completando uma volta em torno do sol a cada 4,6 anos.

Ceres é de longe o maior objeto no cinturão de asteróides, compondo cerca de um terço da massa do cinturão. Ao mesmo tempo, com 950 quilômetros de diâmetro, é o menor planeta anão conhecido. Ele foi nomeado em homenagem a deusa romana da colheita e do amor materno.

Como Ceres está muito mais perto da Terra do que os outros planetas anões, ele foi descoberto muito antes dos outros, em 1801. Muitos astrônomos consideravam Ceres um planeta de verdade. Isso mudou quando ficou claro que Ceres era apenas um dos muitos corpos zunindo pelo espaço no cinturão de asteroides.

É pensado que Ceres seja diferenciado por abrigar um pouco de água – os cientistas acreditam que ele tem um núcleo rochoso cercado por um manto de gelo. Alguns pesquisadores acreditam que um oceano de água líquida possa existir abaixo da superfície de Ceres.

Os cientistas e o mundo vão passar a compreender o funcionamento de Ceres a partir de quatro anos, quando a sonda Dawn da NASA – que atualmente está orbitando Vesta, o segundo maior habitante do cinturão de asteróides – chegará a Ceres para realizar um estudo detalhado sobre o planeta anão.

[LiveScience ]

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Arroz parboilizado

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Um saco plástico com arroz parbolizado.

Denomina-se arroz parboilizado o arroz que sofreu processo de parboilização. (pré cozimento).

A palavra parboilizado tem origem no inglês "parboiled", união das palavras "partial" e "boiled", literalmente "parcialmente fervido" - descrição aproximada do processo industrial referido.

A parboilização é o processo hidrotérmico no qual o arroz em casca é imerso em água potável a uma temperatura acima de 58° C, seguidos de gelatinização parcial ou total do amido e secagem.

O arroz, durante o processo de parboilização, sofre um pré-cozimento, em que os nutrientes do pericarpo¹ são parcialmente passados para a cariopse² do grão.

O arroz parboilizado é naturalmente mais nutritivo, pois nenhum composto químico é adicionado ao processo. Seu sabor característico e seu tom amarelado são decorrentes da mudança da estrutura do amido e fixação dos nutrientes, o que indica que o arroz parboilizado tem preservadas suas propriedades nutritivas naturais.

O processo de parboilização foi descoberto, por acaso, pelo químico e nutrólogo inglês Eric Huzenlaub, no inicio do século XX. Este, percorrendo as tribos da Índia e África, cuja alimentação básica era o arroz, constatou grande ocorrência da doença beribéri, causada por insuficiência vitamínica nas populações que consumiam o produto sem a parboilização e, nenhum sintoma de anormalidade, entre aqueles que utilizavam o arroz parboilizado – na época, um processo primitivo, no qual o arroz em casca era mergulhado em potes de barro com água à temperatura ambiente. Em seguida, era secado ao sol ou em chapas aquecidas e, posteriormente, descascado.

Na década de 1940, Huzenlaub associou-se ao americano Gordon L. Harwell e fundaram, nos Estados Unidos, a Converted Rice, Inc., a primeira empresa de arroz a utilizar tecnologia na parboilização do arroz.

No Brasil, a tecnologia de parboilização foi introduzida na década de 1950. O arroz parboilizado era conhecido como arroz Malekizado e, também, como: amarelão, amarelo e macerado. Denomina-se arroz parboilizado o arroz que sofreu processo de parboilização.

Suas vantagens:

- Rico em vitaminas e sais minerais, devido ao processo de parboilização;

- Quando cozido, fica sempre soltinho;

- Rende mais na panela;

- Requer menos óleo no cozimento;

- Pode ser reaquecido diversas vezes, mantendo suas propriedades;

- Alto grau de higiene no processo de industrialização;

- Conserva-se por mais tempo.

Suas desvantagens:

-Menos nutritivo que o arroz integral;

-Menos fibras que o arroz integral

O Brasil detém a tecnologia de parboilização mais avançada do mundo! Originário da Ásia, o arroz foi atravessando fronteiras e acabou se transformando em um dos principais alimentos da cozinha brasileira. Da raiz nascem os caules. Cada caule termina em uma fluorescência, chamada espiga, que tem entre setenta a trezentos grãos.

Quando não é polido, o aspecto e composição do grão natural não são modificados: ele é apenas descascado, ficando com a fina película mais escura que o recobre. Este é o arroz integral.

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Glossário

¹- Pericarpo [De peri- + -carpo.] S. m. Bot. 1. O fruto em si, com exclusão das sementes; a parede de um fruto. [O pericarpo comporta, nos frutos bem desenvolvidos, três partes, de dentro para fora: endocarpo, mesocarpo e epicarpo (q. v.).].

^{2 –} Cariopse - [De cari(o)- + -opse.] S. f. Bot. 1. Fruto seco e indeiscente, de semente única, fundida ao pericarpo, e que é peculiar às gramíneas, como, p. ex., o milho, o trigo.

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Drones do bem vigiam o trânsito e monitoram enchentes

Robótica

Com informações do ICMC/USP - 04/12/2013

Os drones do bem vão "espionar" coisas como acidentes de trânsito, congestionamentos e rios que podem transbordar a qualquer momento. [Imagem: Fernanda Vilela/ICMC]

O site de varejo Amazon causou estardalhaço ao anunciar que está pensando em adotar drones para fazer suas entregas.

Já há algum tempo os pesquisadores na área afirmam que os quadricópteros podem substituir os carteiros e motoboys.

E eles podem fazer muito mais, segundo pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos (SP).

Duas alternativas que estão sendo testadas pelos pesquisadores brasileiros envolvem o monitoramento do trânsito e a prevenção de enchentes.

Redes veiculares

Uma rede que estabelece comunicação entre carros e sistemas de monitoramento das vias não é uma realidade muito distante: a próxima geração de veículos já prevê opcionais como sistemas de comunicação sem fio (Wi-Fi 802.11p) e tecnologia 3G ou 4G, utilizadas em redes de telefonia móvel.

Mas a equipe do professor Jó Ueyama quer fazer mais. A ideia é empregar microcópteros como agentes de trânsito, alertando sobre possíveis situações de risco.

Os microcópteros, pequenos helicópteros movidos à bateria e equipados com sensores, câmeras de alta resolução, GPS e tecnologias de redes sem fio, já são uma realidade.

Isso possibilita ao equipamento fazer voos autônomos, apenas com uma pré-programação que determine seu percurso, o que os coloca na categoria dos veículos aéreos não tripulados (VANTs), uma espécie de "drones do bem".

Os carros poderão receber as informações diretamente dos microcópteros, ou de uma central de monitoramento, por meio de tecnologias de redes conhecida como VANETs (sigla em inglês para Redes Veiculares Ad Hoc).

"Assim como há uma rede de telefone celular, podemos ter uma rede de veículos, onde eles são equipados com computador e rede sem fio. O microcóptero, neste caso, serviria como uma 'mula de dados', ou como uma ponte de comunicação entre os veículos," explica Ueyama.

As aplicações das redes veiculares possibilitam aumentar a segurança nas avenidas e rodovias, efetuar troca de informações para entretenimento ou comunicar sobre as condições de tráfego.

Os microcópteros podem fazer voos autônomos mediante uma programação que determine seu percurso. [Imagem: Fernanda Vilela/ICMC]

-Redes veiculares inteligentes diminuem congestionamentos e acidentes

Enchentes, segurança e agricultura

Ueyama afirma que os microcópteros podem ser considerados "computadores voadores", recebendo, processando e enviando dados, permitindo seu uso em outro projeto do grupo, que desenvolve sensores para alertar sobre a chegada de enchentes.

Essa rede de sensores sem fios para prevenção e alerta de enchentes já está instalada experimentalmente, e previu a enchente que atingiu a região urbana de São Carlos no último dia 22 de outubro.

Agregados a esse sistema, os microcópteros podem ajudar comunicando-se com os sensores já presentes no solo, instalados ao longo dos rios urbanos.

"Os microcópteros podem ajudar na disseminação dos dados das enchentes, auxiliando, por exemplo, no desvio do trânsito, para que os veículos evitem áreas alagadas," explicou Ueyama.

Várias outras ideias de utilização da tecnologia dos drones autônomos estão sendo consideradas pela equipe, incluindo vigilância e uso agrícola.

Para isso o grupo está fazendo parcerias com outras instituições, incluindo pesquisadores do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC).

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Telhado verde reduz temperatura e aumenta umidade

Meio ambiente

Com informações da Agência USP - 03/12/2013

Telhado verde do Edifício Matarazzo (esq.) e a laje de concreto do Mercantil/Finasa (dir.): uso de telhados verdes traz ganhos para moradores e para a natureza.[Imagem: Humberto Catuzzo]

O uso de telhados verdes comprovou-se eficiente para reduzir os impactos no microclima dos edifícios.

O conceito de telhado verde compreende o uso de vegetação como gramíneas, arbustos e árvores no topo de telhados comuns ou em laje de concreto.

Os benefícios foram aferidos por Humberto Catuzzo e Magda Adelaide Lombardo, da USP (Universidade de São Paulo).

Eles compararam dois edifícios vizinhos no centro de São Paulo, um com telhado verde e outro sem - o Edifício Conde Matarazzo, que possui um amplo telhado verde, e o Edifício Mercantil/Finasa, cuja laje é de concreto.

Os resultados indicaram que o edifício com telhado verde chegou a ficar 5,3 graus Celsius (ºC) mais frio do que o edifício de concreto; já a umidade relativa do ar foi 15,7% maior.

"O telhado verde absorveu grande parte da radiação solar emitindo uma menor quantidade de calor para a atmosfera, o que aumenta a qualidade ambiental das cidades, podendo fazer parte das políticas públicas do município como forma de ampliar as áreas verdes", disse Humberto Catuzzo.

Para monitorar as condições microambientais dos dois edifícios, Catuzzo instalou sensores a 1,5 metro do piso (padrão internacional para medição da temperatura e umidade relativa do ar) e capturou medições de 10 em 10 minutos durante um ano e onze dias.

A diferença entre as temperaturas máxima e mínima (amplitude térmica) do dia chegou a ser 6,7º C menor no telhado verde em um dia de verão. "Isso significa que ele demora mais a aquecer e a resfriar, o que mantém a temperatura do ar muito mais constante", explica o pesquisador.

Já a amplitude higrométrica chegou a ser 7,1% menor no telhado verde, o que significa que ele perde menos umidade do que o telhado de concreto ao longo do dia.

"Há ainda outros fatores que podem trazer benefícios se criarmos uma política de implantação de telhados verdes. A criação de corredores ecológicos onde pássaros e insetos possam 'migrar' entre parques e o conforto interno dos prédios que poderiam diminuir custos com ar-condicionado são exemplos de efeitos possíveis que merecem investigação", destaca Catuzzo.

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Táxi elétrico desmistifica autonomia dos veículos a bateria

Mecânica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/11/2013

O veículo elétrico foi desenvolvido para uso em regiões tropicais, com um sistema de ar-condicionado individualizado e revestimento térmico. [Imagem: TUM CREATE]

Táxi elétrico

Além de carros a hidrogênio e veículos para guiar de pé, o Salão do Automóvel de Tóquio está revelando várias novidades no campo dos veículos elétricos.

Um dos que está fazendo maior sucesso é o EVA, criado por engenheiros da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha.

O EVA é um protótipo de táxi elétrico projetado para grandes centros urbanos.

A ideia é desafiar o conceito largamente disseminado de que os veículos elétricos não têm autonomia adequada para as necessidades urbanas.

Afinal, um táxi precisa ficar rodando o dia todo, não pode ficar parado horas para recarregar, e menos ainda deixar o passageiro no meio da viagem porque acabou a bateria.

Para isso, o EVA possui um conjunto de baterias que recarregam em apenas 15 minutos, oferecendo uma autonomia de 200 quilômetros.

Os primeiros testes do táxi elétrico foram feitos em Cingapura, onde se registraram percursos de até 500 km em um dia - o que foi suprido por três recargas das baterias, feitas entre uma corrida e outra.

Um banco de baterias especial, instalado no piso do carro, oferece recarga completa em apenas 15 minutos. [Imagem: TUM CREATE]

Táxi tropical

Outro detalhe importante do projeto é que o veículo elétrico foi desenvolvido para uso em regiões tropicais, com um sistema de ar-condicionado individualizado e revestimento térmico.

A indústria automobilística não fabrica especificamente táxis, sendo que as companhias de transporte e os taxistas adaptam veículos comuns de rua para servir aos passageiros.

Contudo, os carros elétricos disponíveis até agora não servem a esse propósito, porque geralmente têm uma autonomia inadequada para o transporte profissional e tempos de recarga não realísticos para frotas.

A ideia dos engenheiros alemães foi superar esses problemas criando um carro elétrico que já nasceu para ser táxi, mostrando que autonomia e tempo de recarga não são empecilho para a adoção de formas mais verdes de transporte.

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Descoberto o silício negro. Revolucionário.

Materiais Avançados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2003

Amostra de silício negro criada sobre uma pastilha de silício normal, que é cinza.[Imagem: Mazour Group/Harvard]

De novo o acaso

Um novo tipo de material, descoberto acidentalmente em um laboratório de física da Universidade de Harvard (Estados Unidos), poderá ser a chave para a construção de equipamentos mais eficientes para a conversão da luz solar em energia elétrica, para a comunicação pela luz e para o monitoramento do meio-ambiente.

O material veio à luz quando alguns estudantes de graduação e seu orientador, Eric Mazur, decidiram tratar uma pastilha de silício com laser de alta-intensidade. O silício é a substância com a qual todos os chips são construídos; sem ele, não haveria computadores, nem Internet, nem telefones celulares e nem qualquer outro aparelho eletrônico.

Silício negro

Os estudantes e seu professor estavam estudando a natureza das alterações químicas que ocorrem quando um laser é aplicado sobre metais como a platina. Eles decidiram colocar um chip de silício em uma câmera de vácuo, adicionar um gás halogenado e aplicar sobre o chip pulsos de laser ultra-rápidos e ultra-intensos.

Cada pulso de laser não dura mais do que 100 milionésimos de bilionésimos de segundo. Entretanto, a energia de um único pulso é equivalente a se focar toda a luz do Sol que chega à Terra em um espaço de cerca de um centímetro quadrado. Após mais de 500 pulsos, o silício, que é cinza, tornou-se negro. Mas, em vez de se queimar, a superfície ficou coberta por uma infinidade de picos pontiagudos, uma verdadeira floresta de agulhas.

O mais interessante é o comportamento dessa floresta de agulhas. Quando a luz incide sobre essa superfície, a luz se reflete continuamente entre os picos, indo e vindo entre cada um deles, de forma tão intrincada que praticamente não há nenhuma reflexão de volta. Ou seja, a luz entra mas não sai da floresta de agulhas. Daí o nome do novo material, silício negro, porque praticamente nenhum luz escapa dele.

O Dr. Mazur e sua equipe rapidamente se deram conta de que um material que absorve a luz de tal forma poderá se tornar uma excelente célula solar, convertendo muito mais luz do Sol em eletricidade do que qualquer outro equipamento hoje disponível.

A floresta de agulhas do silício negro também absorve calor, na forma de radiação infravermelha, tornando-o um excelente detector de poluição, vapor d'água e outros líquidos que alteram a qualidade do ar e influenciam o clima global.

Há ainda a possibilidade de que o silício negro possa ser utilizado para a construção de computadores extremamente finos e outros dispositivos eletrônicos, por exemplo, para inserção de medicamentos através da pele.

"Além de, por um feliz acaso, estarmos fazendo algo maravilhoso e inesperado, nós estamos sendo bombardeados com consultas de empresas acerca de suas muitas aplicações práticas," disse Mazur.

Momento Mágico

Durante a experiência, o Dr. Mazur e os estudantes de graduação Claudia Wu e Tsing-Hua Her estavam tentando capturar o que é chamado de momento mágico em ciência. Eles queriam observar o nascimento de uma nova molécula na superfície de um metal atingido por um intenso feixe de luz. Muitas dessas reações são importantes e de interesse tanto para a indústria quanto para quem se preocupa como o monitoramento do meio-ambiente.

"Quando, ao contrário, nós criamos um chip de silício tão negro quanto fuligem, nós nos perguntamos, 'O que é isto?'," conta Mazur. "Olhando em sua superfície com um microscópio eletrônico, nós vimos uma perfeita floresta de agulhas, regular em tamanho e espaçamento." As agulhas medem cerca de dois centésimos de polegada na base, chegando a pontas extremamente finas, de cerca de um centésimo da dimensão de um fio de cabelo humano.

"Para alcançar esse padrão é essencial que os pulsos de laser sejam muito curtos e intensos," explica Mazur. "Também o tipo de gás que envolve o silício é crítico." Gases halogenados como cloro ou hexafluoreto de enxofre funcionam bem, mas as agulhas não se formam com nitrogênio ou hélio. Isto sugere que o padrão de agulhas é formado por reações químicas - ativadas pela luz - entre o gás e o silício.

O silício normal, que é cinza, absorve cerca de 60 por cento da luz que incidir sobre sua superfície, refletindo o restante de volta para o ar. Tratada corretamente, o silício negro absorve entre 96 e 98 por cento da luz que a atinge.

Células solares comerciais, normalmente feitas de silício, as chamadas células fotovoltaicas, têm cerca de 30 por cento de eficiência na conversão de luz solar em energia elétrica. O recorde pertence ao National Renewable Energy Laboratory (Estados Unidos) e chega a 32,3%. Uma instalação solar típica para uma casa (nos Estados Unidos) custa entre U$15.000,00 e US$20.000,00. Este preço deverá cair para cerca de US$6.000,00, tornando-se competitiva com soluções de aquecimento baseadas em óleo ou gás natural.

Comunicação pela luz

Outra potencial aplicação do silício negro envolve a telecomunicação pela luz ao longo de fibras óticas. O silício comum não absorve luz em comprimentos de onda, de 1 a 2 micra, críticos para tais comunicações. O silício negro absorve.

"Sendo capaz de utilizar um material que é barato e abundante e que a indústria já aprendeu como processar, oferece uma tremenda oportunidade em um mercado de bilhões de dólares," comenta Mazur.

Monitoramento do meio-ambiente

O silício negro também absorve luz na faixa do infravermelho, importante para o monitoramento do meio-ambiente. A NASA está especialmente interessada em materiais que possam ser utilizados para detectar a quantidade de calor absorvido por qualquer coisa na atmosfera, de nuvens a minúsculas partículas de fuligem e poeira.

Outras aplicações

Aplicações, mais especulativas, mas teoricamente possíveis, já estão sendo consideradas pelo pesquisador, que já está patenteando o método de produção do silício negro.

O novo material pode ser também utilizado para emitir luz. As pontas extremamente finas de suas agulhas podem criar linhas extremamente finas em formatos cuidadosamente definidos. Sua utilização em telas, como as de TV e computadores, poderão levar a dispositivos extremamente eficientes em termos de consumo de energia.

Também, as agulhas, muito mais finas do que qualquer outra agulha disponível comercialmente, poderão fornecer um meio adequado para a inserção contínua de medicamentos através da pele humana. O corpo se adapta melhor a pequenas doses de drogas do que a quantidade grandes injetadas através das tradicionais seringas.

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