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quarta-feira, 28 de setembro de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (63): Dando nó na luz

A galera de antanho tinha uma expressão muito peculiar para definir alguém com grande capacidade de resolver problemas: dar nó em fumaça. Claro que era apenas um eufemismo, mas o que vou mostrar a seguir é real, por mais incrível que pareça.






Cientistas dão nó na luz
Cientistas conseguiram pela primeira vez dar um nó na luz. E não um nó em uma fibra óptica ou qualquer meio por onde a luz esteja passando, mas um nó em um feixe livre e puro de luz.  A proeza parece mais notável em razão do senso comum de que a luz sempre viaja em linha reta. De fato é isso o que acontece na maior parte das vezes. Mas frequentemente não significa sempre.

"Em um raio de luz, o fluxo de luz que viaja através do espaço é semelhante ao fluxo da água que flui em um rio. Embora ela frequentemente flua em uma linha reta - saindo de uma lanterna, de uma fonte de laser etc. - a luz também pode fluir em turbilhões e redemoinhos, formando estruturas no espaço chamadas vórtices ópticos," explica o Dr. Mark Dennis.

Dennis, da Universidade de Bristol, na Inglaterra, foi um dos responsáveis pelo feito de dar nós na luz, que contou ainda com a participação de seus colegas das universidades de Glasgow e Southampton. O experimento foi publicado neste domingo na revista Nature Physics.
A compreensão precisa das propriedades da luz, permitindo seu controle a ponto de lhe dar nós, tem implicações importantes para a tecnologia dos raios laser, usados em uma ampla gama de indústrias, na medicina, nas telecomunicações e em outras pesquisas científicas.  Mas, para entender os nós na luz, é preciso retornar aos vórtices óticos. Ao longo dessas "linhas" - desses redemoinhos de luz - a intensidade da luz é zero, o que significa que não há iluminação, fica tudo escuro. Toda a luz ao nosso redor é repleta dessas linhas escuras - porém, por serem escuras, nós obviamente não podemos vê-las.

É possível criar vórtices óticos artificialmente e de forma controlada usando hologramas, que direcionam o fluxo de luz.  Os pesquisadores britânicos empregaram a Teoria dos Nós, um ramo da matemática inspirado nos nós que amarram e embaraçam cordas e cadarços de sapato, para criar hologramas especialmente projetados para dirigir os vórtices ópticos, fazendo-os criar nós não de cordões, mas de luz.
Com isto, além dos interesses na área do laser e da fotônica em geral, a nova pesquisa demonstra uma aplicação física de um ramo da matemática anteriormente considerado completamente abstrato.

"O sofisticado holograma necessário para este experimento de 'amarrar' a luz demonstra uma capacidade de controle óptico extremamente avançada, que sem dúvida poderá ser usada em dispositivos a laser no futuro," diz o Dr. Miles Padgett, que coordenou os estudos.  "O estudo dos vórtices ópticos começou com o Lord Kelvin por volta de 1867, em sua busca por uma explicação dos átomos", acrescenta Dennis. "O nosso trabalho abre um novo capítulo nessa história".

Aí você pode me perguntar qual aplicações práticas tal malabarismo pode nos trazer. E eu respondo: leia o texto a seguir e ponha a sua imaginação para funcionar...



Processador de luz fará cálculos simultâneos usando cores diferentes
Do outro lado do Atlântico norte, pesquisadores da Universidade de Toronto, no Canadá, descobriram novos comportamentos da luz no interior de cristais fotônicos que poderão ser explorados para a construção de processadores ópticos que superam largamente os atuais processadores eletrônicos. E com a vantagem de não superaquecerem.

"Descobrimos que, ao esculpir um vácuo artificial específico no interior de um cristal fotônico, podemos controlar inteiramente o estado eletrônico dos átomos artificiais dentro desse vácuo", diz Xun Ma, que fez a descoberta sob a orientação do Dr. Sajeev John.  "Esta descoberta poderá viabilizar a construção dos computadores fotônicos, que são [potencialmente] mais de cem mais rápidos do que seus equivalentes eletrônicos, sem os problemas de dissipação de calor e outros gargalos atualmente enfrentados pela computação eletrônica," diz Ma.

Os pesquisadores estavam tentando entender o chaveamento óptico, uma etapa fundamental para a construção de um transístor que funcione inteiramente com luz, em contraposição aos transistores atuais, que funcionam com base na passagem de corrente elétrica.  Vários grupos de cientistas já demonstraram a viabilidade dos transistores ópticos. No início de 2009, pesquisadores suíços apresentaram um transístor totalmente óptico com excelentes perspectivas.  Mas, como a área é de fronteira, ainda não está claro qual será a solução tecnológica que sairá vencedora. Outros avanços recentes incluem a comunicação nanofotônica no interior de um chip e até um mais versátil transístor a laser, que possui uma saída elétrica e outra óptica.

Ao tentar construir sua própria versão de uma chave liga-desliga que funcione inteiramente com luz, os pesquisadores canadenses depararam-se com um novo e inesperado mecanismo de chaveamento óptico. A descoberta exigiu a correção de uma das mais fundamentais equações da óptica quântica, conhecida como Equações de Bloch.

Usando rotas com poucos nanômetros de largura, os pesquisadores fizeram com que a luz passasse por um ponto de "vácuo."  "Um vácuo para a luz não é completamente vazio e pode até mesmo ser esvaziado ainda mais. Não se trata de um vácuo no sentido tradicional," explica John.  Ao passar por esse vácuo óptico, os pesquisadores verificaram que o comportamento da luz depende do seu comprimento de onda - da sua cor - variando abruptamente de uma cor para outra.

Neste vácuo, o estado de cada átomo - ou ponto quântico - pode ser manipulado com feixes de laser, cujas funções são determinadas pela sua cor. A variação nas cores permite a mudança do átomo de um estado excitado para um estado de baixa energia em um trilionésimo de segundo.

"Estes pontos quânticos podem, por sua vez, controlar outros feixes de pulsos ópticos, permitindo o processamento óptico de informações," diz Ma - tudo o que é necessário para que os feixes ópticos cruzados funcionem como um transístor.  Esse novo mecanismo permite que transistores ópticos totalmente integrados, na escala dos micrômetros, executem operações lógicas, usando canais de múltiplas frequências, em trilionésimos de segundo, com níveis de potência na faixa dos microwatts, cerca de um milionésimo da energia necessária para alimentar uma lâmpada comum", resume John.

A operação com múltiplas frequências de luz, referidas pelo pesquisador, significa que, ao contrário dos circuitos eletrônicos atuais, que têm seu funcionamento baseado na passagem de um único "canal de energia" - o próprio fluxo da corrente elétrica - um processador fotônico baseado no fenômeno agora descoberto poderá operar simultaneamente com inúmeros canais de luz, com cores diferentes, elevando exponencialmente a capacidade de cálculo.

A demonstração é, por enquanto, apenas uma prova de conceito, realizada em condições de laboratório. Os cientistas não se arriscam a prever quanto tempo levará para que os "computadores de luz" tornem-se uma realidade. 

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Depois que, no ano retrasado, os cientistas conseguiram criar uma espécie de processador usando gotas d'água, fico na expectativa das próximas novidades, sempre imaginando como integrá-las nas linhas de pesquisa de meu interesse. E aí, designers, vamos inovar?

quinta-feira, 18 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (69): Novidades da Internet - parte 04 - Internet das coisas

Dando continuidade ao papo da terça passada, leiam mais este artigo e ponderem.  Daí vamos dar uma considerada na possibilidade de uma imersão mais intensa em ambientes virtuais e em paralelo termos a Internet como algo além dos dispositivos que consideremos como tradicionais hoje.  O resultado?  Pois é...


Internet das Coisas ganha linguagem e site de aplicativos

Até agora, a Internet tem sido uma arena reservada para as pessoas.  Mas agora mais e mais objetos físicos estão sendo conectados à Internet: lemos e-mails em nossos celulares, nossos medidores de eletricidade podem ser lidos automaticamente, monitores de pulso e tênis de corridas publicam informações sobre nossas atividades diárias diretamente nos nossos blogs.




Os eletrodomésticos e os sistemas das nossas casas inteligentes são os próximos da fila.  Um despertador não está mais limitado a tocar uma campainha - ele pode também ligar a máquina de café, acender as lâmpadas do quarto e ser programado pela Internet.  O fato é que, cada vez mais, os objetos que as pessoas usam no seu dia a dia têm capacidade para serem conectados à Internet.  Mas o que é necessário para garantir que a Internet das Coisas opere da forma mais eficiente possível?

Há grandes desafios. Um deles é encontrar soluções efetivas para que produtos diferentes trabalhem em conjunto ou, pelo menos, em harmonia.  Atualmente não existem ferramentas padronizadas ou plataformas de distribuição nesta área.  É nisto que está trabalhando um grupo de pesquisadores noruegueses.  Em um projeto de pesquisa chamado Infraestrutura para Serviços Integrados (ISIS - Infrastructure for Integrated Services), eles criaram uma plataforma para desenvolvimento e distribuição de aplicativos pela Internet das Coisas.  A plataforma inclui uma ferramenta de programação para desenvolvedores, chamada Arctis e o site ISIS Store, para download de aplicativos, inspirada na Apple Store.

Já há vários aplicativos para download gratuito no site, mas os desenvolvedores acreditam que a plataforma inteira só irá decolar se os usuários começarem a concordar em pagar por eles - isto é essencial para que os desenvolvedores se interessem em "programar coisas".  Tudo começa com uma nova linguagem de programação, voltada para fazer programas para as coisas da Internet das Coisas. 
A linguagem Arctis foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia.


"Objetos 'inteligentes' e aplicativos do dia a dia frequentemente precisam ser conectados a diferentes sensores e outros componentes e serviços de comunicação. Ao mesmo tempo, eles precisam responder rapidamente às mudanças e as ações dos usuários. Isto requer um controle muito bom da concorrência no sistema, o que pode ser difícil de conseguir com a programação normal," explica Frank Alexander Kraemer, um dos desenvolvedores da linguagem Arctics.  O Dr. Kraemer acredita que a ferramenta irá tornar mais fácil o processo de criação de novas aplicações, de sua adaptação às aplicações existentes e da atualização de software quando necessário.  "A criação de um aplicativo simples com Arctis pode ser tão fácil como encaixar dois blocos de montar, mas aplicativos mais avançados também podem ser criados, dependendo do que você está precisando," continua o pesquisador.

Para que esses aplicativos e os próprios 'objetos inteligentes' conversem entre si os pesquisadores criaram o ICE (ICE Composition Engine).  "É o sistema colaborativo ICE que irá reger a coisa toda e permitir que os objetos falem uns com os outros," explica Martin Reidar Svendsen, outro membro do grupo.  O ICE pode tanto gerenciar a comunicação entre objetos em sua casa quanto manter o controle de todas as atualizações de software e hardware.

O sistema é instalado usando um modem, um decodificador ou um adaptador, fornecendo ao usuário um gateway local que garante que a Internet das Coisas continue a funcionar mesmo quando o usuário estiver offline.  Todo o projeto tem um direcionamento eminentemente prático: o protótipo está sendo bancado pela empresa de telecomunicações norueguesa Telenor, que pretende fazer com que a ideia decole imediatamente.

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Que tal pensarmos um fórum para debater esses assuntos, hein designers?

terça-feira, 16 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (68): Novidades da Internet - parte 03 - Rede baseada na Natureza

Numa época de fervilhante pensamento ecológico e cuja evolução tecnológica caminha a passos exponenciais, nada como combinar ambas as vertentes para obtermos uma inovação que poderá beneficiar o mundo inteiro.

Internet precisa imitar natureza para acompanhar super crescimento

A internet precisa de uma revisão geral.  A opinião é do prof. Antonio Liotta, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, na Holanda.  Liotta acredita que a solução reside nas redes inteligentes capazes de aprendizagem, inspiradas em parte pela natureza, o que inclui as formigas, as abelhas e o cérebro humano

O tráfego de dados na Internet cresceu por um fator de 15.000 nos últimos 15 anos. Mas, ao longo desse mesmo período, não houve nenhuma atualização significativa da própria internet: os pacotes de dados ainda são transportados do mesmo jeito, seguindo fórmulas que, segundo Liotta, dificilmente poderiam ser chamadas de inteligentes.  Mas isso precisa mudar rapidamente, diz ele, porque o crescimento da internet será ainda maior no futuro próximo por causa de tendências como a emergência dos vídeos em HD, da computação em nuvem e da "Internet das Coisas".

Ao longo dos quinze anos estudados por Liotta, o número de usuários da internet passou de 36 milhões para 2 bilhões.  Como a população da Terra se aproxima dos 7 bilhões de pessoas, isso significaria uma queda na taxa de crescimento futuro da internet?  Não, simplesmente porque a grande horda de futuros novos usuários da internet não consistirá de pessoas, mas de coisas.  Equipamentos e sistemas serão cada vez mais conectados. E os PCs e smartphones de hoje em breve serão seguidos pelos carros, geladeiras, termostatos, sensores médicos, sistemas de segurança e até mesmo brinquedos, para citar apenas alguns exemplos.

Isso vai transformar a internet naquilo que já está sendo chamado de a "Internet das Coisas", onde os usuários serão objetos com identificação única.  Com isto, o número de dispositivos conectados atingirá rapidamente a casa dos bilhões, levando a novos fluxos de dados de tamanho fenomenal.  Isto virá se somar a todo o tráfego extra de dados causado pelo aumento do uso de streamings de vídeo de alta qualidade - sem contar o aumento do número de usuários que passam a postar vídeos, devidamente munidos de suas câmeras HD.

Há também a tendência para a nuvem de computação: pessoas e empresas não mais comprarão hardwares e softwares caros, eles usarão sistemas de terceiros aos quais estarão conectados pela internet.   Apenas um exemplo disto são todas as ferramentas oferecidas pelo Google. Como resultado, o tráfego de dados que anteriormente esteve restrito aos muros de sua casa ou escritório será cada vez mais transportado através da internet.

Mas até agora só falamos sobre fatores de crescimento de coisas que já conhecemos, adverte Liotta.  Quem saberia falar sobre as novas aplicações que ainda estão por surgir, trazendo com elas um tráfego de dados ainda maior? - apenas como lembrete: há sete anos, o YouTube não existia.  Liotta então se expressa mais claramente: os protocolos de rede que controlam o tráfego de dados hoje, tanto em sentido literal quanto figurado, pertencem ao século passado.  Logo se alcançará um ponto quando eles já não conseguirão lidar com o crescimento do tráfego de dados.

Para o pesquisador, a internet já é atualmente muito mais complexa do que o cérebro humano. Mas o protocolo que ela usa é muito mais simplório. Por exemplo, todos os pacotes de dados na internet são tratados da mesma forma: um streaming de vídeo têm exatamente a mesma prioridade que um e-mail.  E, enquanto não importa muito se um e-mail levar um minuto para chegar ao seu destino, uma diferença de menos de um segundo em um fluxo de vídeo é suficiente para causar irritação.  Um problema adicional é que o transporte de dados está longe de ser perfeito: atualmente, 1 em cada 10 pacotes de dados nunca chega ao seu destino, e tem de ser reenviado.

Então as coisas têm que mudar. Mas como?  Liotta acredita que a solução está nas "redes cognitivas" redes inteligentes, capazes de aprendizagem.  Uma das coisas das quais ele tira sua inspiração é o conhecimento sobre as redes biológicas e neurais, que são o resultado de milhões de anos de evolução.  Por exemplo, um fator comum entre as redes evoluídas naturalmente é a utilização de percursos curtos, para que os dados não precisem passar por mais do que um punhado de nós para chegar ao seu destino.  Pode-se recorrer a diferentes domínios do conhecimento para criar melhores protocolos de rede. A auto-regulação, ou "redes autonômicas" é uma delas.  Um bom exemplo é o sistema nervoso autônomo humano, que controla as funções fisiológicas inconscientes, sem necessidade de qualquer intervenção consciente - a respiração e os batimentos cardíacos, por exemplo.

Outra fonte é a "aprendizagem de máquina", em que os sistemas são programados de tal forma que eles aprendem a desempenhar melhor as suas funções através de tentativa e erro.  Outra área na qual as soluções podem ser encontradas é nas redes biologicamente inspiradas.  Como a natureza organiza as redes? Um exemplo é a maneira pela qual as abelhas e formigas são capazes de navegar. E a maneira pela qual todos os vagalumes entram em sincronia, acendendo ao mesmo tempo. Estes também são exemplos de estruturas de rede.

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Quando me lembro de um certo episódio, ocorrido em 2000, quando disse em um restaurante da COPPE que um dia teria o meu próprio canal de vídeo pela Internet, alguns engenheiros caíram na risada - um deles, literalmente, sentou no chão para rir - e hoje o que temos aí a disposição de qualquer um?

Então considere com atenção as possibilidades que se desenham, inclusive aquelas que para uma mente menos flexível possam parecer impossíveis.  Se você tiver essa postura poderá adquirir vantagens nas mudanças que estão por vir.  Lembrem-se: quem vê o invisível pode fazer o impossível.

quinta-feira, 11 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (67): Novidades da Internet - parte 02 - Recorde de velocidade!

Enquanto que por aqui a Banda Larga ainda é uma anedota, em outros países a coisa vem sendo levada muito a sério.  Torço para que sirva de incentivo para o Governo Federal realmente investir e administrar o que lhe compete para que toda a população brasileira possa usufruir de algo que é indispensável para a consolidação do pensamento de inovação que vem sendo apresentado à sociedade.

Batido recorde mundial de velocidade na transmissão de dados

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, na Alemanha, conseguiram codificar dados a uma taxa de 26 terabits por segundo, em um único feixe de laser, transmiti-los a uma distância de 50 km, e então descodificá-los corretamente.  Este é o maior volume de dados já transportados por um único feixe de raio laser.  O processo desenvolvido pelo grupo permite transmitir o conteúdo de 700 DVDs em apenas um segundo, ou transmitir até 400 milhões de chamadas telefônicas ao mesmo tempo.

Com este experimento, a equipe do professor Jürg Leuthold bateu seu próprio recorde de velocidade de transmissão de dados, obtido em 2010, quando eles superaram o limite mágico de 10 terabits por segundo.  O novo sucesso do grupo foi obtido graças a um novo processo de decodificação de dados.  O método de decodificação opto-elétrico é baseado em um cálculo puramente óptico, a fim de quebrar a alta taxa de dados em taxas de bits menores, que podem ser processadas eletricamente.

A redução óptica inicial das taxas de bits é necessária, já que não existe nenhum método de processamento eletrônico disponível para uma taxa de dados de 26 terabits por segundo.  Para codificar os dados, a equipe usou a técnica chamada multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM: orthogonal frequency division multiplexing), um processo que tem sido usado com sucesso em comunicações móveis. 
"Nosso resultado demonstra que os limites físicos ainda não foram ultrapassados mesmo com taxas extremamente elevadas de dados," disse Leuthold.

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Ok, agora vamos somar essa faixa de transmissão com a capacidade exponencial de processamento e, voilá!, olha a tão sonhada capacidade de criarmos mundos virtuais com a qualidade de Matrix já batendo na nossa porta...


Sistema T.AR.D.I.S. INOVA Design Fundamental (T menos 3)

terça-feira, 9 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (66): Novidades da Internet - parte 01 - ZumbiNet

Deparei-me recentemente com essa notícia e a reparto com vocês, para que tenham a possibilidade de desenhar uma imagem mental do que é - ou pode ser - o ciberespaço onde cada vez mais viveremos, trabalharemos e nos divertiremos.

Descoberta rede de computadores zumbis praticamente indestrutível

Especialistas em segurança descobriram uma rede de "computadores zumbi" - também chamada de "botnet" - que infectou mais de 4 milhões de computadores e é quase "indestrutível".  A rede "botnet" - termo que define uma série de computadores infectados e controlados remotamente por meio de um vírus - conhecida como TDL, tem como alvo as máquinas que usam o sistema operacional Windows e é muito difícil de ser detectada e fechada.

O código que sequestra os computadores para o uso nessa rede se esconde em locais em que os programas de segurança raramente fazem buscas. Além disso, a rede é controlada com um sistema de criptografia criado exclusivamente para ela. Cerca de 4,5 milhões de computadores foram infectados por esta rede "botnet" nos últimos três meses, depois do surgimento de uma quarta versão do vírus TDL.  Recentes fechamentos de outras redes semelhantes fizeram com que os controladores da rede TDL a tornassem mais difícil de investigar.

Os pesquisadores Sergey Golovanov e Igor Soumenkov fizeram uma análise detalhada do vírus e escreveram um relatório para a companhia de segurança Kasperky. Segundo eles, as mudanças do TDL-4 fizeram com que essa versão do vírus seja a "ameaça mais sofisticada da atualidade".  "Os donos do TDL estão, essencialmente, tentando criar uma botnet 'indestrutível' que é protegida contra ataques, competidores e companhias de antivírus", escreveram os especialistas.

Recentes operações recentes e bem-sucedidas de companhias de segurança online e de ciberinvestigadores alvejaram as redes "botnet". Com isso, o nível de envio de spam caiu cerca de 75%, segundo análises da Symantec.  No caso das redes "botnet", além de permitir o uso remoto dos computadores infectados, os controladores dessas redes também roubam informações dos computadores das vítimas ou usam esses computadores para enviar spam ou fazer outros ataques.

O vírus TDL, por sua vez, se espalhou por meio de sites com armadilhas e infecta um computador ao explorar seus pontos vulneráveis. O vírus foi encontrado em sites de pornografia e filmes piratas, além de sites que deixam os usuários guardar vídeos e arquivos de imagem.  A maioria das vítimas do vírus (28%) está nos Estados Unidos, mas há também usuários infectados na Índia (7%) e na Grã-Bretanha (5%). Cerca de 3% foram encontrados na França, na Alemanha e no Canadá.

"Para todos os interesses e propósitos, (a TDL-4) é muito difícil de remover", afirmou Joe Stewart, diretor de pesquisa na Dell SecureWorks. "É, definitivamente, uma das 'botnets' mais sofisticadas que existe."  No entanto, toda a sofisticação da TDL-4 pode ajudar na tentativa de derrubá-la, segundo os pesquisadores da Kaspersky, que encontraram problemas em seu código complexo.  Os problemas permitem que os pesquisadores sondem as bases de dados, para saber quantas infecções do TDL-4 ocorreram, e também ajudam os especialistas a investigar quem são os criadores da rede.

quinta-feira, 4 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (65): Novidades sobre células solares

Com esse papo furado idiota de sequestro de carbono, os ambientalistas acabaram auxiliando a calhordagem petrolífera ao invés de fazerem pressão política pela adoção em regime de urgência urgentíssima de fontes alternativas de energias, dentre elas a mais abundante que é a matriz solar.

A seguir, apresento duas novidades sobre o assunto que espero possam contribuir para o desenvolvimento da mentalidade brasileira a respeito das matrizes energéticas que desejamos para o nosso País e para o mundo.




Células solares são impressas por jato de tinta
As impressoras jato de tinta, uma tecnologia de baixo custo que está presente em virtualmente todas as casas e escritórios, poderá em breve oferecer seus benefícios para o futuro da energia solar. Engenheiros descobriram uma maneira de fabricar um tipo especial de célula solar, conhecida como CIGS, usando a tecnologia da impressão por jato de tinta - bastando substituir a tinta pelas soluções semicondutoras adequadas.

A técnica reduz o desperdício de matéria-prima em 90 por cento em relação ao processo tradicional, o que poderá reduzir significativamente o custo de produção dessas células solares flexíveis.  "Isto é muito promissor e pode ser uma importante nova tecnologia no campo da energia solar", disse Chang Chih-Hung, engenheiro da Universidade do Estado de Oregon, nos Estados Unidos. "Até agora, ninguém tinha sido capaz de criar células solares CIGS funcionais com tecnologia jato de tinta."

As células solares CIGS já são produzidas em larga escala, mas por outros meios.  Um "painel" de célula solar CIGS mais se parece com uma folha plástica, totalmente flexível, em comparação com os rígidos painéis solares feitos com células solares de silício.  O termo CIGS vem das iniciais dos elementos químicos que compõem o material fotossensível: cobre, índio, gálio e selênio.  O material geralmente é produzido a partir do mineral calcopirita, um sulfeto de cobre com pequenas quantidades de metais como índio e gálio, além de enxofre e selênio.

O composto CIGS tem eficiência fotoelétrica excepcional - uma camada de calcopirita com um ou dois micrômetros de espessura pode capturar a energia dos fótons de forma tão eficiente quanto uma camada de 50 micrômetros de espessura de silício.  As células solares CIGS são compostas de várias camadas, normalmente depositadas sobre vidro ou sobre um plástico flexível - daí a possibilidade de uso da impressão por jato de tinta.

Em vez de depositar compostos químicos sobre o substrato com a técnica tradicional de deposição de vapor químico, que desperdiça a maioria do material no processo, a tecnologia jato de tinta pode ser usada para criar padrões precisos, depositando apenas o material necessário.  "Alguns dos materiais com os quais queremos trabalhar para fazer células solares mais avançadas, como o índio, são relativamente caros," explica Chang. "Não podemos realmente nos dar ao luxo de desperdiçá-lo, e a abordagem jato de tinta quase elimina o desperdício."





Célula solar de amplo espectro captura luz visível e infravermelha
Pesquisadores canadenses criaram um novo tipo de célula solar que é perfeita para a fabricação de revestimentos de baixo custo que convertem os raios do sol em eletricidade.  Esses revestimentos poderiam ser aplicados a qualquer superfície, principalmente em edifícios, mas também em carros, aparelhos eletrônicos e até roupas.

A equipe do Dr. Ted Sargent criou primeira a célula solar eficiente baseada em pontos quânticos coloidais (CQD: Colloidal Quantum Dots).  "O dispositivo é uma pilha de duas camadas absorvedoras de luz - uma ajustada para captar os raios visíveis do Sol, a outra projetada para a colheita da metade da energia do Sol que se encontra no infravermelho", explica Xihua Wang, líder da pesquisa.

Cientistas de todo o mundo trabalham com afinco em busca da chamada célula solar de amplo espectro, capaz de capturar uma faixa maior da energia do Sol.  Até agora, os diversos tipos de células solares construídas são otimizadas para faixas estreitas do espectro. Unir várias delas para construir uma célula solar híbrida também não é uma ideia nova, mas não é fácil conectar dispositivos tão diferentes. O grande feito dos pesquisadores canadenses está justamente na construção de uma interface entre duas junções, uma que capta os fótons visíveis e outra que capta os fótons do infravermelho.

"A equipe projetou uma cascata - realmente uma cachoeira - de materiais com espessura na casa dos nanômetros para transportar os elétrons entre as camadas visível e infravermelha," diz Sargent.  Ao capturar uma gama tão ampla de ondas de luz, as células solares de pontos quânticos podem, em princípio, chegar a até 42 por cento de eficiência.  As melhor células solares de junção única estão hoje na casa dos 31 por cento de eficiência - em condições de laboratório. Na realidade, as células solares que estão nos telhados das casas e nos produtos de consumo têm uma eficiência entre 14 e 18%.  Os pesquisadores estimam que a nova célula solar de dupla junção consumirá ainda cerca de cinco anos de desenvolvimento para que possa chegar ao mercado.



Carregador de celular público é alimentado a energia solar




Estudantes da Sérvia criaram o primeiro carregador público de celulares alimentado por energia solar.  O aparelho estoca energia por até um mês para uso em períodos de pouca luminosidade.  Os criadores do dispositivo são todos estudantes da Universidade de Belgrado.  Com a criação, eles se tornaram também os mais jovens e únicos representantes de um país não-integrante da União Europeia a receber um prestigioso prêmio entregue aos principais inventores da Europa.

terça-feira, 2 de agosto de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (64): Pele robótica

E vamo que vamo, avançando na tecnologia ao nível da Ficção Científica!  Já pensou usar uma dessas em substituição ao Botox?  Forever young, baby!!!



Pele robótica é construída célula por célula
Um pesquisador alemão apresentou as primeiras "células" de um novo conceito de pele artificial para robôs.   O objetivo é fornecer informações táteis para um robô e, assim, completar a sua "percepção", sobretudo a sua visão artificial, suprida pelos "olhos" das câmeras.

Tal como acontece com a pele humana, quando tocada, a pele artificial poderá, por exemplo, simular um ato reflexo do robô, fazendo-o afastar-se, ou gerar um movimento espontâneo, fazendo com que a máquina use seus olhos-câmera para procurar e identificar a fonte de contato.



Esse tipo de comportamento é especialmente importante para robôs assistentes, ajudantes robóticos de pessoas idosas ou mesmo de robôs exploradores, ajudando a reconhecer novos ambientes. A peça central da nova pele robótica é uma placa hexagonal de circuito impresso de 5 centímetros quadrados, que faz as vezes de uma célula da pele artificial.  Para simular o sentido do tato, cada placa contém quatro sensores infravermelhos, que detectam qualquer coisa que se aproxime a menos do que 1 centímetro.

"Nós, portanto, simulamos o toque", explica Philip Mittendorfer, da Universidade Técnica de Munique. "Isso corresponde a um toque suave nos pêlos em nossa pele." Há também seis sensores de temperatura e um acelerômetro em cada placa hexagonal.  Isso permite que a máquina registre com precisão o movimento dos seus membros individuais, por exemplo, de seus braços e, assim, saiba quais partes do seu próprio corpo acabaram de se mover - úteis quando os membros robóticos são movidos por um impacto ou por uma ação externa.

"Nós tentamos integrar várias modalidades sensoriais diferentes no menor espaço possível," explica o engenheiro. "Além disso, é fácil expandir as placas de circuito para incluir outros sensores, por exemplo, sensores de pressão."  A ideia é miniaturizar as placas, que poderão então ser colocadas lado a lado, formando uma pele com uma estrutura em formato de favo de mel.  Os sinais de cada uma das células dessa pele robótica serão enviados para o computador central do robô, que fará as vezes do seu cérebro, por meio das células adjacentes.  Isso permitirá que os sinais viagem por rotas alternativas se alguma conexão falhar.

Por enquanto, está pronto apenas um pequeno pedaço da pele robótica. Estes 15 sensores, no entanto, pelo menos um em cada segmento de um braço robótico, já mostram que o princípio funciona.  Apenas um tapinha leve é suficiente para fazer o braço robótico reagir.  O próximo passo é cobrir inteiramente a superfície do braço robótico com as células sensoriais, formando uma pele artificial completa, dando ao robô uma sensação completa de toque, mesmo no escuro.

quinta-feira, 30 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (63): Médicos implantam prótese que ‘cresce’ em menina no Texas




Médicos implantam prótese que ‘cresce’ em menina no Texas

Uma menina de 9 anos foi a primeira paciente de câncer no Texas, nos Estados Unidos, a se beneficiar de um procedimento médico que permite que a prótese de um osso "cresça" sem que sejam necessárias novas cirurgias.  Morgan LaRue foi diagnosticada com osteossarcoma (um tipo de câncer que afeta os ossos) em dezembro passado e, depois de passar por quimioterapia, foi operada para a retirada de um tumor em março no Texas Children's Cancer Center, do Texas Children's Hospital, em Houston.

No lugar do osso, os médicos colocaram uma prótese de metal que pode ser estendida magneticamente, sem a necessidade de cirurgia. Isso vai evitar que a menina passe por cerca de 10 novas cirurgias para aumentar a prótese e manter a perna esquerda da mesma altura que a direita.  Apesar de a técnica desenvolvida por médicos britânicos ser amplamente utilizada na Europa, ela ainda não foi aprovada pelas autoridades de saúde americanas, e a família de Morgan teve que pedir uma autorização especial para adotar o procedimento. Até hoje, apenas 15 pacientes passaram pelo procedimento nos Estados Unidos.
Sem a autorização, o seguro médico da menina não pagaria os custos do tratamento, nem o valor da prótese. A prótese é feita especialmente para cada paciente.

Nesta semana, ela foi ao hospital pela primeira vez desde a operação para estender a perna magneticamente.  Ao colocar a perna em uma espécie de cilindro magnético, os médicos conseguiram estender a prótese sem ter que fazer qualquer intervenção cirúrgica.  "A diferença que esta prótese faz para a Morgan é incrível", disse o cirurgião Rex Marco, que realizou a operação. "A qualidade de vida dela será muito mais alta do que se ela tivesse que realizar cirurgias constantemente."

"Morgan já passou por muito tratamento para seu câncer", disse sua oncologista Lisa Wang, "e isso vai impedir que ela passe por novas e desconfortáveis cirurgias".  O osteossarcoma é o tumor maligno ósseo mais comum na infância. Normalmente ele afeta ossos dos membros e ocorre na segunda década da vida.
Entre 60% e 70% das crianças com osteossarcoma localizado (sem evidências de que tenha se espalhado) sobrevivem à doença, depois do tratamento.  "Morgan sempre manteve a atitude de 'eu vou vencer isso', mesmo quando passou por uma série de sessões de quimioterapia e outros procedimentos médicos", disse a mãe dela, Ashley LaRue.  "Ela tem sido impressionante. Estamos muito felizes porque ela não vai precisar passar por outras cirurgias apenas para estender suas pernas."


terça-feira, 28 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (62):Biocomputadores!!!


Essa me deixou num estado contemplativo, imaginando quais seriam seus desdobramentos e como nós, designers, poderemos nos beneficiar e interagir com eles...

Biocomputadores terão velocidade determinada pelo alimento disponível
Pesquisadores da Universidade de Kent, no Reino Unido, divulgaram avanços importantes no campo da computação biológica.  Segundo eles, a computação feita por organismos vivos tem alguns limites fundamentais na velocidade de processamento - mas esses limites podem ser manipulados controlando-se a quantidade de alimentos disponíveis para esses computadores biológicos.

O campo da computação molecular nasceu das tentativas de utilizar os componentes de organismos vivos - principalmente os genes - para rodar cálculos matemáticos no interior de células vivas.  Hoje, a eletrônica molecular também está avançando com moléculas inertes - orgânicas ou não - o avanço mais recente nesta área foi a criação do primeiro transístor molecular.

Isto causou uma divisão nesta área de pesquisas, fazendo com que os estudos com organismos vivos inaugurassem uma nova especialidade, chamada de computação biomolecular.  Atualmente, a maioria dos trabalhos em computação biomolecular é teórica, embora os primeiros avanços práticos já tenham sido apresentados, incluindo a criação de um compilador para biocomputadores e formas naturais de ler os resultados das computações.

Os usos futuros da tecnologia incluem computadores que poderão ser usados para liberar medicamentos no interior do corpo humano de forma autônoma, conforme encontrem determinadas condições ou tipos de células, como as células de um tumor.  Como computadores, biológicos ou não, estão sempre associados com velocidade de processamento, Dominique Chu e Radu Zabet resolveram explorar as possibilidades reais das "máquinas vivas" preconizadas pela biocomputação.

"Nossa pesquisa demonstra que a velocidade dos biocomputadores moleculares é fundamentalmente limitada pela sua taxa metabólica, ou seja, pela sua capacidade de processar energia. Uma de nossas principais conclusões é que um computador molecular deve equilibrar um trade-off entre a velocidade com que a computação é realizada e a precisão do resultado," explica o Dr. Chu.

"No entanto, um computador molecular pode aumentar tanto a velocidade quanto a confiabilidade de uma computação aumentando a energia que ele investe nos cálculos. Com relação aos computadores biomoleculares, quando falamos de energia, estamos falando de fontes de alimento," explica ele.  Estas conclusões representam limitações para o uso dos computadores biomoleculares no interior do corpo, por exemplo, onde a quantidade de alimento nem sempre pode ser controlada com precisão.

Por outro lado, os experimentos in vitro poderão acelerar as taxas das computações observadas nos ambientes naturais dos computadores biológicos, bastando para isso injetar mais energia no sistema - ou seja, mais alimento.  Os organismos vivos desempenham funções em vários níveis diferentes que podem ser exploradas para a execução de computações. Os exemplos vão desde o sistema nervoso complexo dos animais superiores, até as proteínas individuais.  Entender os limites de eficiência de cada um desses níveis é importante para que os cientistas possam centrar seus estudos em mecanismos mais promissores.
"Este é um dos primeiros trabalhos a analisar os limites fundamentais sobre os limites de velocidade dos biocomputadores moleculares", disse ele.

O Dr. Chu afirma que o estudo é importante também para a computação em geral e mesmo para o entendimento do funcionamento dos sistemas biológicos.  Segundo ele, além das implicações teóricas e práticas para o campo das máquinas moleculares, o estudo mostra o quanto ainda precisamos compreender sobre o próprio funcionamento dos seres vivos, que exploram as potencialidades de cálculo de uma forma que a ciência ainda não compreende totalmente.  Essa compreensão deve se aprofundar, se quisermos de fato reproduzir as capacidades de computação e de decisão observadas mesmo nas unidades mais básicas das moléculas e das células vivas.

"Nossos resultados são potencialmente de grande importância teórica e prática. Muito trabalho resta a ser feito para compreender suas implicações para o campo da computação molecular, mas também para a nossa compreensão dos princípios de design do mundo vivo," conclui ele.

quinta-feira, 23 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (61): Nanotecnologia aciona nervos e move membros paralisados




Nanotecnologia aciona nervos e move membros paralisados
Cientistas da Universidade Case Western, nos Estados Unidos, conseguiram controlar os músculos de um paciente com paralisia total, em estado inconsciente, enviando pulsos de eletricidade diretamente para seus nervos. Matthew Schiefer e seus colegas conseguiram um nível de precisão sem precedentes ao atuar diretamente sobre as células dos nervos, sem precisar atuar diretamente no cérebro.

O experimento pode marcar o início de uma técnica que, no futuro, poderá permitir que pacientes paralisados, mesmo os tetraplégicos, recuperem a capacidade de controlar seus músculos, podendo sentar-se na cama ou até mesmo voltar a andar.  Quando uma lesão na espinha quebra a conexão que traz os comandos de movimentação do cérebro, através dos nervos, até os músculos, os nervos situados depois do ferimento ficam inertes, como fios elétricos sem energia.

O que os cientistas estão fazendo é conectar minúsculos fios diretamente a esses nervos desenergizados, permitindo o envio de comandos de forma artificial para movimentar os músculos.  O desenvolvimento da nanotecnologia está permitindo a fabricação de fios cada vez mais finos e sua conexão de forma precisa, permitindo selecionar músculos individuais para serem ativados através de comandos artificiais gerados por computador.

Nesta pesquisa, os cientistas demonstraram a possibilidade de controle preciso dos quatro músculos necessários para que uma pessoa possa ficar de pé, o que por si só seria um avanço sem precedentes para um paciente hoje totalmente paralisado sobre uma cama. O segredo do sucesso do experimento é um novo tipo de eletrodo, chamado FINE (Flat Interface Nerve Electrode) - eletrodo plano de interface com os nervos, em tradução livre.

Esses novos eletrodos permitem uma melhor conexão com as fibras nervosas ao comprimi-las, sem qualquer dano ao nervo, evitando o mal contato típico das conexões entre equipamentos eletrônicos e tecidos biológicos.  Até agora havia duas abordagens para conectar os eletrodos aos nervos. A primeira utiliza minúsculas agulhas que perfuram os nervos. Esta técnica garante uma boa conexão, mas danifica os nervos.
A segunda técnica consiste em um anel que prende as fibras nervosas. Apesar de não danificar os nervos, o anel atinge apenas as fibras nervosas que entram em contato com ele. Ao não alcançar as fibras internas, a conexão é ruim.

Os eletrodos planos apresentaram o melhor resultado, não danificando os nervos e, ao comprimir os nervos, transformando-os em uma espécie de fita, consegue conexão com um grande número de fibras nervosas, obtendo uma conexão ainda melhor do que as as nanoagulhas.  Em um outro conjunto de experiências, os eletrodos foram implantados temporariamente sobre os nervos de sete pacientes submetidos a uma cirurgia de rotina na coxa.  Pulsos elétricos com apenas 250 microssegundos de duração foram utilizados para ativar os músculos que estendem o joelho e flexionam a articulação do quadril quando uma pessoa se levanta. Cada músculo foi ativado de forma seletiva e independente.

Os pulsos não foram suficientes para dobrar as articulações, mas os resultados sugerem que pulsos mais longos deverão estimular os músculos para fornecer força suficiente para suportar o peso do corpo.  Agora os cientistas estão solicitando autorização às autoridades de saúde para fazer um teste em larga escala da nova técnica, envolvendo um maior número de pacientes e objetivando o controle muscular mais preciso.
Os resultados desses experimentos promissores foram publicados no  Journal of Neural Engineering.

terça-feira, 21 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (60): Nova tecnologia permite que cegos "vejam" emoções

Há algumas semanas eu postei informações sobre dispositivos que se propõem a superar deficiências visuais.  Agora me chega essa traquinagem que achei bastante inteligente e promissora, mostrando que os limites podem e devem sempre ser revistos e ampliados, para o benefício da humanidade.

Nova tecnologia permite que cegos "vejam" emoções
Sem a visão, é impossível interpretar as emoções faciais - ou, pelo menos, é assim que se acreditava até hoje.  Agora, pesquisadores desenvolveram uma espécie de código Braille para as emoções, que permite que os cegos "enxerguem" as emoções dos outros.  "A tecnologia cria possibilidades totalmente novas de interações sociais para os deficientes visuais," diz o Dr. Shafiq ur Réhman, da Universidade de Umea, na Suécia, um dos criadores da nova técnica.

A falta do sentido da visão pode ser muito limitante na vida diária das pessoas. A limitação mais óbvia é certamente a dificuldade de se movimentar.  Mas pequenos detalhes do dia a dia, que as pessoas com visão normal nem questionam, também são perdidos.  Um desses detalhes é a capacidade para captar as expressões faciais das pessoas com quem se está interagindo.  As expressões faciais fornecem informações sobre as emoções das pessoas e são importantes na comunicação. Um sorriso, ou um levantar de sobrancelhas, por exemplo, pode mudar completamente o sentido de uma frase.

A falta das informações fornecidas pelas expressões faciais cria barreiras às interações sociais. 
"As pessoas cegas compensam as informações que a visão não lhes dá com outros sentidos, como o som. Mas é muito difícil entender emoções complexas apenas a partir da voz," diz Réhman.

Para ajudar a resolver esse problema, o grupo de pesquisas de Réhman desenvolveu uma nova tecnologia baseada em uma web câmera comum, um aparelho eletrônico do tamanho de uma moeda e um "mostrador táctil" que fica em contato com a pele do usuário.  Esse conjunto é suficiente para dar ao deficiente visual a capacidade de interpretar as emoções humanas.

A informação visual captada pela câmera é transformada em padrões vibratórios que são passados para o usuário por meio do mostrador táctil.  "As vibrações são ativadas sequencialmente para fornecer informações dinâmicas sobre que tipo de emoção a pessoa está demonstrando e a intensidade da emoção," explica o pesquisador.  O primeiro passo para usar a tecnologia é aprender os padrões das diferentes expressões faciais.

Na fase de treinamento, o deficiente visual usa um mostrador táctil maior, instalado no espaldar da cadeira. Ele ouve o nome da emoção e outras características, como a intensidade da emoção, e faz a associação com o padrão vibratório que está sentindo.  O principal foco da pesquisa foi caracterizar as diferentes emoções e encontrar uma forma de apresentá-las. Para isso, os pesquisadores usaram os mais recentes avanços da engenharia biomédica e da visão artificial por computador.

A possibilidade de transformar informações visuais em informações tácteis se mostrou tão promissora que os cientistas já estão pensando em utilizar a tecnologia em outras áreas.  "Nós demonstramos com sucesso como a tecnologia pode ser implementada em um telefone celular para passar informações sobre um jogo de futebol e sobre as emoções humanas, tudo usando as vibrações do aparelho. Esta é uma forma interessante de otimizar a experiência dos usuários de celulares," diz o pesquisador.

quinta-feira, 16 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (59): Câmeras 3D para celular


Em 2009 eu conversava com alguns amigos sobre o futuro da filmagem 3D e de como ela estaria disponível em breve para o consumidor final.  Mais uma vez ouvi risadas histriônicas, daquelas que já torraram a minha paciência, sempre emitidas por bugres ignaros que se acham o máximo mas não passam de embusteiros.  Resultado: olhaí a prova de que eu apontava para algo óbvio...

Câmeras 3D para celular
Está vendo essa pecinha aí de cima? É a primeira câmera 3D para celular. Ela foi inventada pela Sharp, tem mais ou menos 5 cm de comprimento e grava filmes 3D em alta definição (720p). A ideia é que os celulares tenham essa câmera e uma tela autoestereoscópica, ou seja, que gera o efeito tridimensional sem o uso de óculos especiais. Você poderia filmar em 3D e ver o resultado, também em 3D, no próprio celular.

Muito legal. A tela também é fabricada pela Sharp, que desde o ano passado já vende um celular 3D no Japão – e, dizem, deve fornecer a tela do Nintendo 3DS, um videogame portátil.

terça-feira, 14 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (58): Sobre Energia (8)

Plásticos condutores podem derrubar preços dos painéis solares
Uma nova técnica de fabricação de plásticos condutores de eletricidade, pode ser um caminho promissor para reduzir o custo de fabricação de painéis solares e para viabilizar a fabricação de inúmeros outros gadgets mais cômodos de se usar.

Os plásticos translúcidos, maleáveis e capazes de conduzir eletricidade como se fossem metais representam uma alternativa de baixo custo ao óxido de índio-estanho, o caríssimo material utilizado atualmente nos painéis solares.  "Os polímeros condutores [plásticos] estão por aí há bastante tempo, mas processá-los para fabricar alguma coisa útil degrada sua capacidade de conduzir eletricidade," afirma Yueh-Lin Loo, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos. "Nós descobrimos como evitar esse inconveniente. Nós podemos moldar o plástico em formas úteis, mantendo sua alta condutividade."

A área da eletrônica orgânica é promissora tanto para a produção de novos tipos de dispositivos eletrônicos quanto para o desenvolvimento de novas formas de produção das tecnologias existentes.
Mas ela tem sido prejudicada pela "misteriosa" perda de condutividade que ocorre quando esses plásticos à base de carbono - daí o termo "orgânico" - são moldados. Agora, o grupo internacional de pesquisadores descobriu que dar flexibilidade aos plásticos condutores tem um efeito oposto sobre sua estrutura atômica, aprisionando-a em blocos rígidos que impedem que a corrente elétrica flua.

Assim que desvendaram a origem do problema, Loo e seus colegas desenvolveram uma maneira de relaxar a estrutura do plástico tratando-o com um ácido depois que o material já foi moldado na forma desejada.
Usando esta técnica, eles construíram um transistor de plástico, o componente fundamental da eletrônica, usado para amplificar os sinais eletrônicos e para funcionar como uma chave liga-desliga para a corrente elétrica.

Os eletrodos do transístor foram depositados sobre a superfície de silício por uma técnica de impressão, de forma similar à que uma impressora jato-de-tinta utiliza para depositar a tinta sobre o papel - com a diferença de que a "tinta" usada era o polímero condutor de eletricidade.  Atualmente, a eletricidade gerada pelas células solares plásticas, ou orgânicas, é coletada por um fio metálico transparente, feito com óxido de índio-estanho. O condutor deve ser transparente para que a luz solar possa passar através dele e atingir os materiais que realmente absorvem os fótons.

"Ser capaz de essencialmente pintar circuitos eletrônicos é algo muito significativo. Você poderia distribuir os plásticos condutores em cartuchos, como se vende hoje tinta da impressora, e você não precisa de máquinas exóticas para imprimir os padrões," disse Loo, ressaltando que isso torna a fabricação em série de circuitos eletrônicos tão rápido e barato quanto imprimir um jornal.  Isso permitiria, por exemplo, uma dupla redução no custo das células solares - tanto pela sua fabricação em rolos, em alta velocidade, quanto pela substituição do óxido de índio-estanho por um plástico de custo muito mais baixo.

Esse óxido é um subproduto da mineração de outros metais, e vem tendo sua demanda extremamente elevada nos últimos anos porque ele é essencial para a fabricação de telas planas, seja para televisores, telefones celulares ou outros aparelhos. Isto tem praticamente contrabalançado todos os avanços técnicos na fabricação de células solares, impedindo que seus preços caiam.  "O custo do óxido de índio-estanho está subindo rapidamente," disse Loo. "Para reduzir os custos das células solares orgânicas, temos de encontrar um substituto para ele. Nossos plásticos condutores deixam a luz solar passar, tornando-se uma alternativa viável."

Os pesquisadores afirmam que os plásticos condutores também podem substituir outros metais caros usados em outros dispositivos eletrônicos, como nas tão esperadas telas flexíveis e enroláveis.  Além disso, os cientistas estão começando a explorar a utilização dos plásticos condutores na fabricação de sensores biomédicos capazes de mudar de cor se uma pessoa tiver uma infecção.  Por exemplo, esses plásticos passam de amarelo para verde quando expostos ao óxido nítrico, um composto químico produzido nas infecções de ouvido que ocorrem tão frequentemente em crianças.

quinta-feira, 9 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (57): Sobre geração de energia (7)



Borracha que gera energia poderá alimentar marcapassos e celulares

Engenheiros da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, desenvolveram folhas de borracha flexíveis capazes de gerar eletricidade a partir do movimento.  As folhas flexíveis poderão ser utilizadas na fabricação de acessórios, roupas e sapatos, aproveitando os movimentos naturais do corpo, como a respiração e o caminhar, para alimentar marcapassos, telefones celulares e outros equipamentos portáteis.

O material, composto por nanofitas de cerâmica incorporadas em folhas de borracha de silicone, gera eletricidade quando flexionado - um fenômeno conhecido como piezoeletricidade.  A ideia não é nova e já existem vários protótipos de nanogeradores que exploram a energia biomecânica e de vários tipos de músculos artificiais baseados no mesmo princípio.

Recentemente, foi vencido um grande desafio para o aproveitamento prático das vibrações de frequência variável da natureza na geração de eletricidade.  Mas esta é a primeira vez que os pesquisadores conseguem combinar com sucesso as nanofitas de titanato-zirconato de chumbo (PZT), um material cerâmico que é piezoelétrico, com o silicone, que é flexível, barato e biocompatível, já sendo utilizado em implantes e outros dispositivos médicos.

Dentre os vários tipos de materiais piezoelétricos, o PZT é o mais eficiente que se conhece até hoje, sendo capaz de converter 80% da energia mecânica aplicada a ele em energia elétrica.  O PZT é 100 vezes mais eficiente do que o quartzo, outro material piezoelétrico," explica Michael McAlpine, que liderou o projeto. "Você não gera tanta energia assim ao caminhar ou respirar, então você vai querer aproveitá-la da forma mais eficiente possível."

Os pesquisadores primeiro fabricaram as nanofitas de PZT - tiras tão estreitas que 100 delas colocadas lado a lado cabem em um espaço de um milímetro. Em um processo separado, eles incorporaram essas fitas em folhas de borracha de silicone, criando o que eles chamaram de "chips de piezo-borracha".  O uso do silicone faz os cientistas acreditarem que será muito mais fácil utilizar a sua piezo-borracha em dispositivos práticos, inclusive implantados no corpo humano.  "Os novos dispositivos geradores de eletricidade poderiam ser implantados no corpo para alimentar dispositivos médicos perpetuamente, e o corpo não os rejeitará," disse McAlpine.

Mas esta é só uma previsão, e o uso prático do novo material terá que ser antes avaliado pelas autoridades de saúde, devido principalmente à presença da cerâmica PZT. Nenhuma avaliação desse tipo foi feita nesta pesquisa.  Mas o uso externo do material não impõe tantas restrições. Tênis e sapatos feitos com a borracha piezoelétrica, por exemplo, poderão aproveitar os movimentos de uma caminhada ou de uma corrida para recarregar o celular ou alimentar o tocador de MP3. O mesmo poderia ser feito com coletes que utilizem o movimento do tórax durante a respiração.

Além de gerar eletricidade quando é flexionado, o oposto também é verdadeiro: a piezo-borracha flexiona quando uma corrente elétrica é aplicada sobre ela.  Isso abre possibilidades para outros tipos de aplicações, como seu o uso em equipamentos médicos de microcirurgia, afirma McAlpine, sempre de olho na área médica.  Essa ação mecânica faz a piezo-borracha funcionar como um atuador, uma espécie de músculo artificial, de grande interesse na área de robótica, por permitir a construção de robôs mais leves, menores e com menor consumo de energia.

"A beleza [deste material] é que é tudo escalável," afirmou Yi Qi, coautor da pesquisa. "Conforme avançarmos na fabricação dessas borrachas, seremos capazes de fazer folhas maiores e maiores, capazes de gerar mais e mais energia."

terça-feira, 7 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (56): Sobre geração de energia (6)


Descoberto novo modo de produzir eletricidade
Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu um fenômeno inédito que faz com que ondas de energia sejam criadas ao longo de nanotubos de carbono. Segundo os pesquisadores, o fenômeno até agora desconhecido poderá levar a uma nova forma de produzir eletricidade.
O fenômeno, descrito como "ondas termoelétricas", "abre uma nova área de pesquisa na área de energia, o que é raro," afirmou Michael Strano, um dos autores do estudo que foi publicado na revista Nature Materials.

Da mesma foram que um monte de detritos é atirado pelas ondas em uma praia depois de terem viajado pelo oceano, a onda térmica - um pulso de calor em movimento - viajando ao longo do fio microscópico de carbono pode arrastar elétrons em seu caminho, criando uma corrente elétrica.  O ingrediente principal dessa nova receita de energia é o nanotubo de carbono, uma estrutura com dimensões na faixa dos bilionésimos de metro, na qual os átomos de carbono estão dispostos como se fossem uma tela de arame enrolada. Os nanotubos de carbono fazem parte de uma família muito promissora de novos materiais, que inclui ainda os buckyballs e o grafeno.

No estudo, cada um dos nanotubos de carbono, que são bons condutores tanto de eletricidade quanto de calor, foram recobertos com uma camada de um combustível altamente reativo e que gera um forte calor à medida que se decompõe.  O combustível é então inflamado em um dos lados dos nanotubos, o que pode ser feito por um feixe de laser ou por uma faísca elétrica, resultando em uma onda térmica que se desloca velozmente ao longo do nanotubo de carbono.

O calor do combustível é transferido para o nanotubo, onde ele passa a se deslocar milhares de vezes mais rapidamente do que a própria queima do combustível. À medida que o calor, que caminha mais rápido do que a chama, realimenta a camada de combustível, cria-se uma onda térmica que caminha ao longo do nanotubo.  Com uma temperatura de mais de 2.700º C (3.000 K), o anel de calor se espalha ao longo do nanotubo a uma velocidade 10 mil vezes maior do que o espalhamento normal da reação química de queima do combustível. O calor produzido pela combustão também desloca elétrons pelo nanotubo, criando uma corrente elétrica significativa.

Ondas de combustão - neste caso o pulso de calor viajando através do fio de carbono - "têm sido estudadas matematicamente há mais de 100 anos," afirma Strano, mas esta é a primeira vez que se observa seu efeito em um nanotubo, verificando que a onda de calor pode movimentar elétrons em intensidade suficiente para produzir eletricidade em quantidade apreciável.  A intensidade do pico de tensão criado inicialmente ao longo dos nanotubos imediatamente surpreendeu os pesquisadores. Depois de refinarem as condições do experimento, o sistema gerou uma energia que, proporcionalmente ao seu peso, é cerca de 100 vezes maior do que um peso equivalente de uma bateria de íons de lítio, as mais avançadas atualmente disponíveis.

A quantidade de energia liberada é muito maior do que a prevista pelos cálculos termoelétricos. Embora muitos materiais semicondutores possam produzir um potencial elétrico quando aquecidos, por meio do chamado efeito Seebeck, este efeito é muito fraco no carbono. "Nós chamamos [o fenômeno] de arrastamento eletrônico, uma vez que parte da corrente parece estar em escala com a velocidade da onda," diz Strano.

A onda térmica parece capturar e arrastar os transportadores de carga elétrica - ou elétrons ou lacunas de elétrons - da mesma forma que uma onda do mar pode capturar um monte de detritos ao longo da superfície e arrastá-lo. E, no caso do experimento gerador de eletricidade, a intensidade de portadores de carga "capturados" parece depender da velocidade da onda.  A teoria prevê que alguns tipos de combustível - o material reagente usado para revestir o nanotubo - poderão produzir ondas que oscilam. Desta forma, seria possível gerar corrente alternada, a mesma que abastece as residências e que é a base das ondas de rádio usadas em todos os dispositivos sem fios, como telefones celulares, aparelhos de GPS e inúmeros outros. Hoje, embora necessitem de corrente alternada, esses dispositivos utilizam baterias que geram corrente contínua, que deve ser convertida antes do uso. Este é o próximo experimento que os cientistas planejam fazer.

Os pesquisadores afirmam que, por ser muito recente, é difícil prever as aplicações possíveis da nova forma de geração de energia. Mas Strano se arrisca a falar na alimentação de minúsculos sensores ambientais, que poderiam ser espalhados pelo meio ambiente como se fossem poeira no ar, alimentados pela minúscula bateria de nanotubo de carbono. Ou dispositivos médicos, nos quais o calor e a luz gerados poderiam ter interesse para o monitoramento de cápsulas do tamanho de grãos de arroz no interior do corpo humano, assim como para o aquecimento de determinadas áreas a serem tratadas.

De qualquer forma, é mesmo muito cedo para se falar em substituição de baterias. Ainda que eventuais baterias que funcionem sob o novo princípio possam armazenar sua energia indefinidamente, o sistema ainda é bastante ineficiente - a maior parte da energia é dissipada na forma de calor e luz - e pouco prático - baterias que se inflamam terão sérios problemas de segurança e conforto.

Um potencial de melhoria do sistema estaria na utilização de nanotubos distanciados uns dos outros, permitindo uma forma de controle da queima. Isso também aumentaria a eficiência do gerador, uma vez que os experimentos demonstraram que nanotubos individuais são mais eficientes na geração de energia do que nanotubos aglomerados em grandes amostras.

quinta-feira, 2 de junho de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (55): Sobre geração de energia (5)

Dois recordes mundiais e duas novas células solares
Enquanto o Sol brilhava e aquecia o carnaval brasileiro, o bloco dos cientistas vivia aquela que poderia passar a ser conhecida como a Semana das Células Solares.  Não apenas foi inventado um novo tipo de célula solar de altíssima eficiência, como as células fotovoltaicas atualmente em produção comercial bateram recordes na conversão da luz do Sol em eletricidade.
Os avanços começaram pelas células solares fotovoltaicas, que podem ser compradas no comércio, prometendo impactos diretos no mercado.  A empresa japonesa Mitsubishi anunciou ter quebrado dois de seus próprios recordes mundiais em células solares fotovoltaicas feitas de silício policristalino - o tipo tradicional de células solares que, devido à sua alta eficiência, são as mais utilizadas hoje no mercado.

O primeiro desses recordes marca a elevação da eficiência na conversão fotoelétrica - a capacidade de converter a luz do Sol em eletricidade - para 19,3%, usando pastilhas de silício policristalino de 100 centímetros quadrados, uma dimensão prática do ponto de vista industrial. As células policristalinas propriamente ditas, construídas sobre a pastilhas, medem 15 cm x 15 cm x 200 micrômetros de espessura.

O segundo recorde mundial foi alcançado usando a mesma tecnologia de redução das perdas resistivas no interior das células, mas usando células ultra finas, medindo 15 cm x 15 cm x 100 micrômetros de espessura, que alcançaram uma eficiência de 18,1%. Tão finas quanto uma folha de papel, estas células solares começam a competir com as orgânicas no quesito flexibilidade.

Estas células solares de película fina estão ganhando importância porque utilizam apenas 1% do silício necessário para fabricar uma célula fotovoltaica tradicional. Sua eficiência ligeiramente menor é mais do que compensada pela grande redução nos seus custos de fabricação.  A Mitsubishi anunciou que os dois avanços serão incorporados imediatamente em suas células solares comerciais.

Praticamente no mesmo dia foi anunciado um avanço em um tipo de célula solar que está prestes a chegar ao mercado.  Uma equipe da Universidade de Freiburg, na Alemanha, desenvolveu uma nova técnica para tratar superfícies feitas com nanopartículas. De um ponto de vista teórico, a técnica poderá ser usada em vários tipos de nanopartículas, permitindo a construção de estruturas muito precisas.

De um ponto de vista prático, contudo, o método já se mostrou excepcional para as células solares híbridas, um tipo de célula solar formada por uma camada de nanopartículas inorgânicas e um polímero orgânico.  As células solares orgânicas são muito promissoras porque podem ser fabricadas por técnicas de impressão sobre plástico, o que as torna potencialmente muito baratas. Mas, até agora, sua eficiência era de apenas 1%. A nova técnica elevou essa eficiência para 1,8%, quase o dobro do que havia sido conseguido até então.

Nesta pesquisa, os cientistas usaram pontos quânticos, nanopartículas que medem entre dois e quatro nanômetros. Em princípio, células solares híbridas, como estas feitas com pontos quânticos, poderão ser aplicadas como uma espécie de spray sobre as superfícies.  O recorde atual de eficiência entre as células solares orgânicas puras é de 7%.

Já os pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, inventaram um tipo totalmente novo de célula solar que, apesar de estar nos seus primeiros estágios no laboratório, surgiu com um futuro extremamente promissor.  A nova célula solar é flexível como as células solares orgânicas, gasta uma quantidade do caro silício cristalino menor do que as células solares de película fina e, mais importante de tudo, possui uma eficiência na conversão fótons-elétrons que fica entre 90 e 100%.

"Estas células solares ultrapassaram, pela primeira vez, o limite tradicional dos materiais que capturam a luz," comemora Harry Atwater, coordenador da pesquisa.  O limite de captura de luz de um material estabelece a quantidade de luz que o material é capaz de absorver - um material teórico, completamente preto, que não reflita nenhum fóton, terá uma captura de luz de 100%.

Enfileirando fios de silício lado a lado, os pesquisadores atingiram uma capacidade de absorção da luz solar incidente de 85%. Quando os fios são projetados para absorver um único comprimento de onda, a eficiência alcança 96%, superando qualquer material já fabricado até hoje para capturar a luz.

"Muitos materiais podem absorver a luz muito bem, mas não são capazes de gerar eletricidade, como acontece com as tintas pretas, por exemplo," explica o pesquisador. "O que é mais importante em uma célula solar é se essa absorção resulta na criação de portadoras de carga [elétrica]."

Cada fio usado na construção da nova célula solar é, individualmente, uma célula solar com eficiência quântica quase perfeita, sendo capaz de transformar mais de 90% dos fótons que incidem sobre eles em elétrons.  Quando são usados para construir estruturas maiores, sua eficiência fica ainda maior porque sua interação aprisiona os fótons não convertidos inicialmente - ao ricochetear entre os fios, esses fótons acabam gerando eletricidade também.

Cada fio de silício mede entre 30 e 100 micrômetros de comprimento e 1 micrômetro de diâmetro. Como são postos lado a lado, a espessura total da célula solar é a mesma dos fios - lembre-se que a célula solar "ultra fina" da Mitsubishi, vista acima, é 100 vez mais grossa.

Em termos de área ou de volume, contudo, apenas 2% da nova célula solar é feita de silício, sendo os restantes 98% compostos por um polímero - o que coloca esta nova célula solar também na categoria das orgânicas (que possuem carbono em sua composição).

O próximo passa da pesquisa é elevar a tensão gerada pelas células solares e o tamanho total da célula solar. Em escala de laboratório, elas não superam 1 centímetro quadrado. Para atingirem a escala comercial, terão que alcançar áreas pelo menos 100 vezes maiores.

A IBM também anunciou que seus cientistas desenvolveram um novo tipo de célula solar, sem o caráter revolucionário das células de fios de silício do pessoal do Caltech, mas na qual a camada principal, que absorve a luz para a conversão em eletricidade, é composta exclusivamente por elementos de baixo custo.

Formada por cobre, estanho e zinco, mais enxofre e/ou selênio, a nova célula solar já estreia com um rendimento de 9,6%, superior até às células solares orgânicas puras.  Embora possa ser enquadrada na mesma categoria das células solares de película fina, em termos de produto final, a nova célula foi criada utilizando um conjunto de técnicas de manipulação de nanopartículas e de processamento em meio líquido que é muito mais barato de se fazer industrialmente do que os métodos atuais de deposição a vácuo.

As células solares de película fina disponíveis atualmente são feitas principalmente de seleneto de gálio-índio-cobre ou telureto de cádmio - ambos compostos químicos muito caros. Outros pesquisadores já haviam criado células solares sem estes elementos, atingindo rendimentos de até 6,7% - 40% menos do que o agora obtido.  A IBM anunciou também que não pretende fabricar células solares, mas que está aberta a negociações com eventuais parceiros para transferência da tecnologia.

A cada hora, a Terra recebe mais energia da luz do Sol do que o planeta inteiro consome em um ano. Ainda assim, a energia solar fornece menos de 0,1% da eletricidade consumida no mundo.  Embora as tão esperadas melhorias nas células solares estejam vindo em incrementos pequenos, estas inovações em bloco comprovam que o campo está em verdadeira efervescência.

O que é importante, porque o maior empecilho hoje alegado contra o uso intensivo da energia solar é o custo. Mas a comparação de custos aqui é a mais estreita possível, em termos unicamente de unidades monetárias por quilowatt gerado, sem qualquer consideração com o balanço ambiental.

Enquanto isto, os ambientalistas parecem ter mordido a isca daqueles que não desejam grandes mudanças na matriz energética mundial. Embora se achem revolucionários ao propor formas radicais de mitigação dos gases de efeito estufa, eles se tornaram inocentes úteis, não percebendo que, ao concentrar suas ações unicamente nas formas de lidar com o carbono emitido, eles estão de fato validando e endossando a matriz emissora de carbono.

Talvez esteja na hora de dar menos importância a embates dogmáticos, que geram só calor e nenhuma luz, e assumir que queremos uma nova matriz energética para o próximo milênio não apenas porque nossos "relatórios sagrados" provam isto ou aquilo, com tal ou qual probabilidade de acerto, mas porque temos o direito de achar que o que vimos fazendo com o planeta até agora não é adequado e queremos mudar. E estamos dispostos a pagar o preço por isto - ou não estamos?

terça-feira, 31 de maio de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (54): Sobre geração de energia (4)



Células solares encontram sozinhas seu lugar no painel solar
Pesquisadores demonstraram uma maneira simples e barata de criar dispositivos eletrônicos automontantes - neste caso células solares - utilizando uma correia transportadora totalmente líquida.  Eles usaram o fato de que óleo e líquidos à base de água não se misturam. Os painéis solares são formados a partir de componentes - as células solares individuais - que se alinham ao longo da interface entre os dois tipos de líquido.

A grande vantagem da técnica é o elevado rendimento e produtividade com que o processo se dá. O processo poderá ser utilizado para a criação de qualquer tipo de circuito eletrônico, e não apenas de painéis solares.  A ideia é mais uma dentre uma série de abordagens para a automontagem - uma técnica na qual os componentes se organizam autonomamente para formarem dispositivos maiores, sem a necessidade de que cada um seja montado individualmente.

A técnica agora demonstrada é particularmente adequada para a montagem de dispositivos usando peças individuais muito pequenas. Nestas dimensões, a montagem das peças utilizando robôs é difícil e antieconômica.  A nova técnica permite a montagem em grande escala de componentes eletrônicos de alta qualidade sobre substratos de qualquer tipo - em contraste com as técnicas de impressão da eletrônica orgânica, do tipo jato de tinta, e de outras técnicas de automontagem, que só funcionam com substratos especiais.

A maioria dos esforços feitos até agora rumo à automontagem tem explorado o efeito da gravidade, estruturando os dispositivos através da assim chamada "sedimentação", na qual as peças individuais são mantidas em solução e depositam-se por gravidade sobre o substrato.  Inicialmente, dispositivos base recebem depressões que correspondem precisamente à posição desejada dos componentes. Quando esse molde é colocado em uma solução contendo os componentes, estes alinham-se precisamente nos locais desejados.

"Isso foi o que tentamos fazer durante pelo menos dois anos e nunca fomos capazes de montar esses componentes com alta produtividade - a gravidade não funciona tão bem nesses casos", explica Heiko Jacobs, da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, que desenvolveu a técnica em conjunto com Robert Knuesel.

"Então nós pensamos que, se pudéssemos concentrá-los em uma folha de duas dimensões e, em seguida, ter uma espécie de correia transportadora, nós poderíamos reuni-los com alta velocidade e alta produtividade", disse Jacobs à BBC News.  A folha bidimensional, neste caso, é a interface entre o óleo e a água.

Primeiro os pesquisadores construíram o molde básico como antes, com depressões onde os componentes podem se encaixar, alinhadas com solda de baixa temperatura, tudo projetado para receber células solares individuais.  Em seguida, eles prepararam as células solares - cada uma consistindo de pilhas de silício e ouro medindo algumas dezenas de milionésimos de metro de diâmetro - e colocaram revestimentos diferentes em cada lado dos lados.

Do lado de silício, foi colocada uma molécula hidrofóbica, que tem uma forte tendência para evitar o contato com a água. No lado do ouro, os pesquisadores colocaram uma molécula hidrofílica, que tem a tendência oposta, de se aproximar da água.  Ao obter a densidade correta dos compostos à base de óleo e água, a "folha" com os elementos básicos pode ser posta para "flutuar" entre os dois, apontando na direção correta graças aos seus revestimentos.

A "correia transportadora" consiste simplesmente em depositar o molde em branco sobre a interface líquida e puxá-lo de volta lentamente. A folha traz consigo os elementos perfeitamente alinhados, cada um no lugar preciso, uma vez que a solda atrai seu contato de ouro correspondente.  Os dois pesquisadores construíram um painel solar funcional constituído por 64.000 elementos em apenas três minutos.

Tendo provado que o conceito funciona, eles agora vão pesquisar qual é a menor dimensão dos elementos individuais que a técnica permite utilizar e qual é a maior dimensão do dispositivo final é possível obter.  A abordagem também deverá funcionar para quase qualquer tipo material, rígido ou flexível, plástico, metálico ou semicondutor - algo promissor para as futuras aplicações na área de telas, monitores e imagens em geral.

Babak Parviz, professor de engenharia e nanotecnologia na Universidade de Washington, afirma que a técnica é uma "demonstração clara de que a automontagem funciona em toda a escala de dimensões." 
Parviz foi o responsável pela criação de uma tela LCD sobre uma lente de contato. Ele não participou desta pesquisa e fez seus comentários a pedido da BBC, em entrevista a Jason Palmer.  "A automontagem é provavelmente o melhor método para a integração de materiais de alto desempenho sobre substratos não-convencionais", afirma ele.

O novo método resolve o que o Dr. Parviz afirma ser o problema mais desafiador da automontagem - o alinhamento adequado de milhares de peças, cada uma mais fina do que um fio de cabelo humano. E que também funciona com materiais de alto desempenho, disse ele.  "Por exemplo, este método permite a utilização de silício monocristalino, que é muito superior a outros tipos de silício para produzir células solares," diz Parviz.

quinta-feira, 26 de maio de 2011

O Mundo do Futuro, hoje (53): Sobre geração de energia (3)

Fotossíntese artificial gera hidrogênio para células a combustível
Células de combustível alimentadas por hidrogênio e energia solar são as duas maiores esperanças para as fontes de energia do futuro, que sejam mais amigáveis ambientalmente e, sobretudo, sustentáveis.  A combinação das duas então, é considerada como particularmente limpa: produzir hidrogênio para alimentar as células a combustível quebrando moléculas de água com a luz solar seria de fato o melhor dos mundos.

Esta é a chamada fotossíntese artificial, que vem sendo alvo de pesquisas de vários grupos de cientistas ao redor do mundo, com diferentes abordagens.  Agora, uma equipe liderada por Thomas Nann e Christopher Pickett, da Universidade de East Anglia, no Reino Unido, criou um fotoeletrodo eficiente e robusto e que pode ser fabricado com materiais comuns, de baixo custo.

O novo sistema consiste de um eletrodo de ouro que é recoberto com camadas formadas por nanopartículas de fosfeto de índio (InP). A seguir, os pesquisadores adicionaram um composto de ferro-enxofre [Fe2S2(CO)6] sobre as camadas.  Quando submerso em água e iluminado com a luz do Sol, sob uma corrente elétrica relativamente fraca, este sistema fotoeletrocatalítico produz hidrogênio com uma eficiência de 60%. "Esta eficiência relativamente elevada é um avanço", diz Nann.

Que o sistema funciona os pesquisadores já comprovaram. Mas como ele funciona? Entender os mecanismos da reação é essencial para aprimorá-lo e levá-lo até aplicações práticas.  Os pesquisadores teorizam o seguinte mecanismo para a reação: as partículas de luz são absorvidas pelo nanocristais de InP, excitando os elétrons em seu interior. Nesse estado excitado, os elétrons podem ser transferidos para o composto de ferro-enxofre.

Em uma reação catalítica, o composto de ferro-enxofre então transfere seus elétrons para os íons hidrogênio (H+) na água em volta, que são então liberados sob a forma de moléculas de hidrogênio (H2). O eletrodo de ouro fornece os elétrons necessários para repovoar os nanocristais de InP.  Em contraste com os processos de fotossíntese artificial já divulgados até agora, o novo sistema funciona sem moléculas orgânicas. Estas moléculas precisam ser convertidas para um estado excitado para que possam reagir, o que faz com que se degradem ao longo do tempo.

Este problema limita o tempo de vida de sistemas de fotossíntese artificial com componentes orgânicos.  O novo sistema agora descoberto é puramente inorgânico e tem, portanto, uma vida útil muito maior. 
"Nosso novo sistema de eletrodo fotocatalítico é robusto, eficiente, barato e livre de metais pesados tóxicos," afirma Nann. "Ele pode ser uma alternativa altamente promissora para a produção de hidrogênio industrial."  Embora sejam promissoras, o hidrogênio para as células a combustível atuais é fabricado a partir do gás natural, um "primo" do petróleo.

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CRIATIVO E INQUIETO (uma combinação muito interessante...) Quando eu me mudei do Rio de Janeiro para Brasília, em 2016 , imaginava ...