Diamantes São Os Melhores Amigos De Um Geek - Tecno-Segunda #38

Cientistas da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriram uma nova forma de carbono sólido, chamada de carbono-Q, e ela tem propriedades curiosas. O carbono-Q é ferromagnético, mais duro que diamante e brilha quando exposto a energia. Essas propriedades fazem com que ele seja diferente do grafite e do diamante (que são as duas outras formas, ou fases, do carbono sólido), e os pesquisadores descobriram que esse Q pode ser usado para construir estruturas de diamante em temperatura ambiente.

Para criar o carbono-Q, é necessário ter duas coisas: uma fonte de carbono e um substrato, o material onde a reação possa ocorrer. A fonte é o que se chama de carbono amorfo, onde todos os átomos estão distribuidos de forma irregular e desorganizada. Um bom exemplo é o carvão, e, neste caso, a escolha do substrato ficou entre safira, vidro e plástico.

O substrato foi revestido com uma camada de carbono amorfo e depois atingido com um único pulso de laser por aproximadamente 200 nanosegundos, o que elevou sua temperatura para 4000 Kelvin (3,726ºC). Logo após, o carbono foi rapidamente resfriado, e se cristalizou em carbono-Q.

"Conseguimos criar uma terceira fase sólida para o carbono," disse Jay Narayan, autor-chefe de três artigos detalhando a pesquisa. "O único lugar em que ela talvez pudesse ser encontrada na natureza é no núcleo de alguns planetas."

Até agora, o carbono-Q foi produzido em camadas entre 20 e 500 nanômetros de espessura. Os pesquisadores detêm muito controle no processo de criação e, mudando o substrato ou o comprimento do pulso, eles foram capazes de criar nanoestruturas de diamante dentro do novo material.

"Podemos usar esse diamante para criar nanoagulhas, microagulhas, nanopontos, ou revestimentos para grandes áreas. Tudo isso pode ser aplicado na administração de medicamentos, processos industriais e na criação de eletrônicos e interruptores de alta temperatura," disse Narayan.

"E tudo é feito à temperatura e atmosfera ambientes - basicamente, estamos usando um laser como o de cirurgias oftalmológicas. Portanto, isso não só nos permite desenvolver novos usos, como o processo em si acaba sendo relativamente barato."

Se um método barato de produção em grande escala for encontrado, as incomuns propriedades do carbono-Q podem torná-lo um material fantástico para a indústria da tecnologia. Além de ser duro e resistente, a resposta do material a impulsos magnéticos e luminosos o tornam muito promissor para o desenvolvimento de novos displays eletrônicos.

O artigo mais recente foi publicado no Journal of Applied Physics, enquanto que o que trata dos nano-cristais de diamante foi publicado em Outubro na APL Materials.

Fonte: IFLScience

Prioridade #1: Salvar o Gato! - Tecno-Segunda #36

Nós tomamos decisões todo dia julgando seus riscos - tipo atravessar correndo uma rua vazia para pegar o ônibus, coisa que não fazemos se ela estiver cheia. Às vezes, essas decisões precisam ser tomadas em instantes, diante de circunstâncias graves: uma criança entra na frente do seu carro, mas existem outros perigos de ambos os lados, por exemplo, um gato e um penhasco. Qual é a sua decisão? Você arriscaria sua própria segurança para proteger a de outros?

Agora que carros autônomos existem no mercado, sem um jeito rápido ou certo de reaver o controle - alguns, inclusive, não têm controle manual nenhum - as fábricas de carros estão diante de um dilema ético algorítmico. Computadores de bordo em carros já estacionam por nós, dirigem por nós em piloto automático, e seriam capazes de assumir o controle em situações críticas. Mas isso quer dizer que eles vão ter que encarar as escolhas difíceis que os humanos por vezes encaram.

Como programar o cálculo ético de um computador?

- Calcular o número de feridos em cada resultado e escolher o menor. Todas as vidas seriam tratadas igualmente.
- Calcular o número de crianças feridas para cada resultado e escolher o menor.
- Atribuir valores de 10 para cada humano, 4 para um gato, 2 para um cachorro e 1 para um cavalo. A partir disso, calcular a pontuação total de cada impacto e escolher o resultado com a menor soma. Portanto, um grupo grande de cachorros teria mais prioridade do que dois gatos, e o carro reagiria para salvar os cachorros.

E se o carro também incluísse o motorista e os passageiros nessa contagem, com a possibilidade do resultado dos transeuntes ser maior do que o das pessoas dentro dele? Quem, por vontade própria, entraria em um carro programado para sacrificá-lo se houvesse necessidade?

Um estudo recente de Jean-François Bonnefon da Escola Econômica de Tolouse, na França, sugeriu que não há respostas certas ou erradas para essas perguntas. A pesquisa usou algumas centenas de funcionários recrutados através do fórum Mechanical Turk da Amazon para analisar opiniões a respeito de cenários de pedestres sendo salvos por um carro que desvia, bate em uma barreira e mata o motorista. Depois disso, variaram o número de pedestres que seriam salvos.

Bonnefon descobriu que a maioria das pessoas concordou com a ideia de programar carros para minimizar o número de mortos, mas quando os cenários recebiam mais detalhes, elas passavam a ter menos certeza. Elas ficavam ansiosas em ver os outros usando carros autônomos, mas, usá-los elas mesmas, nem tanto. Portanto, as pessoas costumam sentir um instinto utilitário de salvar a vida dos outros e sacrificar quem esteja no carro, menos quando elas estão no carro.

Máquinas Inteligentes

Escritores de ficção científica tiveram muito espaço para escrever sobre robôs dominando o mundo (Exterminador do Futuro e cia ldta.) ou sobre futuros onde tudo que é dito é gravado e analisado (como o 1984 de George Orwell). Demorou um pouco para chegarmos nesse ponto, mas muitos chavões da ficção científica estão no processo de se tornarem ciência e tecnologia comuns. A internet e a computação de nuvem se tornaram a plataforma pela qual saltos quânticos de progresso são feitos, comparando a inteligência artificial com a humana.

No clássico filme de Stanley Kubrick, 2001: Uma Odisséia no Espaço, vemos vislumbres de um futuro onde os computadores tomam as decisões sobre as prioridades da missão, com o computador da nave, HAL, afirmando: "Essa missão é importante demais para que eu permita que você a coloque em risco".

Inteligência em máquinas é algo que está aparecendo em nossos aparelhos, desde os telefones até os carros. A Intel prevê que haverá 152 milhões de carros conectados até 2020, gerando mais de 11 petabytes de dados todo ano - o suficiente para encher mais de 40.000 HDs de 250GB. E quão inteligentes eles serão? De acordo com a Intel, (quase) tanto quanto você. Os carros vão compartilhar e analisar uma gama de dados para tomar decisões a cada momento. É bem verdade que, na maioria dos casos, carros sem motorista tendem a ser mais seguros que os normais, mas o problema está nas exceções.

The intelligent car, (almost) as smart as you. IoT will be a hot topic at #CES2014! http://t.co/qqCKgWpfCU pic.twitter.com/Pc7N5QFBFX

— Intel Official News (@intelnews) 3 janeiro 2014

As famosas Três Leis da Robótica do escritor Isaac Asimov propuseram um jeito dos aparelhos do futuro lidarem com decisões em circunstâncias perigosas:

• Um robô não pode ferir um ser humano ou, por omissão, permitir que um ser humano sofra qualquer mal.
• Um robô deve obedecer as ordens dadas por um humano, exceto quando essas ordens conflitarem com a Primeira Lei.
• Um robô deve proteger sua própria existência, contanto que essa proteção não conflite com a Primeira ou a Segunda Lei.

Ele até adicionou uma "Lei Zero", mais fundamental ainda, que precede todas as outras:

• Um robô não pode causar mal à humanidade ou, por omissão, permitir que a humanidade sofra algum mal.

Asimov não falou do nosso dilema ético do acidente de carro, mas com mais sensores para coletar dados, mais fontes de onde extrair esses dados, e um maior poder de processamento, a decisão de agir se torna um ato frio de análise.

E, claro, softwares são notoriamente cheios de problemas. Que desastres poderiam ser provocados por agentes maliciosos que comprometam esses sistema? E o que acontece no momento em que a inteligência artificial tira o controle da humana? Será o correto a se fazer? Afinal, em 2001, Dave teve que tomar medidas drásticas após se encher das decisões de HAL:

Será que um comprador no futuro será capaz de comprar opções programáveis de ética para customizar seu carro? O equivalente IA daquele adesivo "Eu não breco por ninguém"? E caso positivo, como você saberia de que modo os carros vão agir - e você subiria em um se soubesse?

E então vêm os problemas jurídicos. E se um carro pudesse ter intervindo para salvar vidas mas não interviu? Ou então atropelou pessoas de propósito com base em seu cálculo ético? Nós temos essa responsabilidade enquanto humanos que dirigem carros, mas as máquinas seguem ordens, então quem (ou o quê) é responsável por uma decisão dessas? Como vemos com o avanço da tecnologia de reconhecimento facial em smartphones, monitores de aeroporto e até mesmo no Facebook, não é difícil para um computador identificar objetos, rapidamente calcular as consequências baseado na velocidade do carro e nas condições da estrada, traçar um grupo de resultados, escolher um e agir. E quando ele fizer isso, ele provavelmente não terá escolha.

Fonte: IFLScience

Episódio VII, Aí Vamos Nós! - Tecno-Segunda #34

Apesar de todo o progresso feito no campo da protética, incluindo algumas criações bem não-ortodoxas, os pobres desafortunados que perderam uma parte do corpo ainda são incapazes de reproduzir a sensação de toque em seus membros artificiais. Mas um novo e incrível estudo finalmente começou a tratar desse problema: eles criaram uma pele plástica que consegue "sentir", transmitindo informação sensorial para o cérebro como um sinal elétrico.

Acima: Não-ortodoxo

O pesquisador-chefe Zhenan Bao outrora passou uma década tentando desenvolver um material que imitasse a habilidade da pele de dobrar, se curar, sentir dor e detectar mudanças de pressão e temperatura no ambiente externo. Esta nova pesquisa conseguiu atingir um desses objetivos: essa pele artificial pioneira é capaz de detectar mudanças de pressão, ou seja, ela pode reproduzir a sensação de toque.

"Pela primeira vez, um material dérmico flexível foi capaz de detectar pressão e, ao mesmo tempo, transmitir um sinal para um componente do sistema nervoso," declarou Bao,

O plástico tem duas camadas diferentes, a superior contendo o sensor e a inferior funcionando como o circuito eletrônico que transmite sinais para o cérebro. Durante esse processo, os sinais elétricos são convertidos em estímulos bioquímicos compatíveis com as células nervosas.

A camada superior contém um sensor de pressão que tem o mesmo alcance da pele humana normal, ou seja, ela é capaz de diferenciar entre um toque suave e um cutucão. A camada é feita de um polímero plástico extremamente fino e flexível em formato de waffles, bastante sensível a qualquer compressão. Ao se medir a minúscula compressão molecular do plástico, pode-se fazer uma medida de pressão altamente precisa.

A matriz de waffles contém bilhões e bilhões de estruturas de carbono chamadas de nanotubos. Essas coisinhas incríveis, que não passam de um bilionésimo de metro, têm propriedades extraordinárias: elas são 15 vezes mais fortes que aço ou Kevlar e conduzem calor e eletricidade com 10 vezes mais eficiência que o cobre. Ao se comprimir os nanotubos dentro do plástico, eles encostam uns nos outros, conduzindo eletricidade. Esse sinal elétrico é enviado ao cérebro, com intensidade proporcional à quantidade de pressão sendo exercida sobre a pele.

Através das pesquisas do campo revolucionário da optogenética, os pesquisadores criaram neurônios modificados que respondem a frequências específicas de luz. Essas células foram alinhadas e conectadas para simular uma pequena parte do cérebro humano. Quando a pele detectava pressão, os nanotubos se tocavam e geravam um sinal elétrico com uma certa intensidade. O sinal era, então, convertido em pulsos de luz da mesma intensidade, que ativavam os neurônios.

Essa prova de conceito demonstra que a pele artificial é capaz de se comunicar, com sucesso, com um sistema nervoso humano, o que significa que um dia, um membro artificial pode ser capaz de produzir uma sensação genuína de toque para o usuário, não só uma imitação malfeita.

O próprio Bao reconhece que ainda há muito trabalho a fazer, mas, por enquanto, este é um avanço meteórico.

Fonte: IFLScience

Isso Dá Um Novo Sentido A "Atingir a Iluminação" - Tecno-Segunda #33

A lâmpada de tungstênio cumpriu bem seu papel ao longo dos quase cem anos desde sua invenção, mas, com a vinda das luzes de LED, que consomem um décimo da energia e duram trinta vezes mais, seus dias estão contados. E os usos potenciais dos LEDs não são só para iluminar: começam a aparecer produtos de iluminação inteligente que oferecem várias novas funções, inclusive conectar seu notebook ou smartphone à internet. Chega para lá, Wi-Fi, a Li-Fi chegou.

Comunicação sem fio através da luz visível, na verdade, não é uma ideia nova. Todo mundo conhece a tática de usar sinais de fumaça para chamar a atenção de alguém que possa te resgatar de uma ilha deserta. Um pouco menos conhecido é o fato que, na época de napoleão, uma boa parte da Europa tinha telégrafos óticos, também conhecidos como semáforos.

Alexander Graham Bell, inventor do telefone, chegou a chamar o fotofone de sua invenção mais importante, um dispositivo que usava um espelho para transmitir a vibração da fala através de um facho de luz.

Da mesma forma que interromper (ou modular) uma coluna de fumaça pode quebrá-la em pedaços que transmitem uma mensagem de SOS em código Morse, a comunicação por luz visível - ou Li-Fi - modula rapidamente a intensidade de uma fonte luz para processar dados como os zeros e uns binários. Mas isso também não quer dizer que os transmissores Li-Fi vão ficar piscando; a modulação é rápida demais para o olho humano ver.

Wi-Fi vs Li-Fi

A demanda dos usuários por dados sem fio é enorme e continua a crescer, e isso gera uma pressão enorme na tecnologia Wi-Fi existente, que usa o espectro de ondas de rádio e microondas. Com o crescimento exponencial dos aparelhos móveis, até 2019, espera-se que dez bilhões de dispositivos vão trocar 35 quintilhões (35 seguido de 18 zeros) de bytes de informação por mês. Isso não será possível com a tecnologia wireless atual, devido ao congestionamento das bandas e à interferência eletromagnética. Esse é um problema especialmente presente em espaços públicos de zonas urbanas, onde muitos usuários tentam compartilhar a capacidade limitada dos transmissores Wi-Fi ou das torres de rede das operadoras de celular.

Um princípio fundamental da comunicação é que a transferência máxima possível de dados aumenta com a largura da banda da frequência eletromagnética disponível. O espectro da frequência de rádio é amplamente usado e regulamentado, e simplesmente não há espaço vago suficiente para atender o aumento da demanda. Então, a Li-Fi tem potencial para substituir a Wi-Fi de frequência de rádio e microondas.

O espectro da luz visível tem uma capacidade gigantesca para a comunicação que ainda não é usada ou regulamentada. A luz de uma lâmpada LED pode ser moduladas muito rapidamente: as taxas de dados podem chegar a 3.5Gb/s com um único LED azul ou 1.7Gb/s com um branco, como demonstrado pelos pesquisadores do nosso programa Ultra-Parallel Visible Light Communications [Comunicações por Luz Visível Ultra-Paralela], financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPRSC).

Diferente dos transmissores Wi-Fi, as comunicações óticas ficam muito bem presas entre as paredes de um cômodo. Esse confinamento pode parecer uma limitação, mas oferece a grande vantagem de ser muito segura: se as cortinas estiverem fechadas, ninguém fora da sala pode interceptar a informação. Uma rede de fontes de luz no teto podem mandar sinais diferentes para usuários diferentes. A força do transmissor pode ser localizada, mais eficiente e sem interferir com fontes de Li-Fi adjacentes. De fato, a ausência da interferência nas frequências de rádio é outra vantagem sobre o Wi-Fi. Comunicação por luz visível é segura por definição e pode até acabar com a necessidade de se ativar o Modo de Avião quando se vai viajar.

Outra vantagem ainda da Li-Fi é que ela pode usar a mesma fiação elétrica que as luzes de LED, então não é necessária nenhuma nova infraestrutura.

Aliviando a Internet das Coisas

A internet das coisas é uma visão ambiciosa de um mundo hiper-conectado de objetos se comunicando autonomamente entre si. Por exemplo, sua geladeira pode informar seu smartphone que o leite acabou, ou até pedi-lo para você. Sensores no seu carro vão te alertar diretamente, através do smartphone, que seus pneus estão muito gastos ou murchos.

Dado o número de "coisas" que podem ser equipadas com sensores e controles e depois conectados à rede, a banda necessária para que todos esses aparelhos se comuniquem é gigantesca. O Grupo Gartner, que monitora a indústria, prevê que 25 bilhões de dispositivos assim serão conectados até 2020, mas já que a maior parte dessas informações só precisa ser transmitida a curtas distâncias, a Li-Fi é uma solução atraente, e possivelmente a única capaz de tornar isso realidade.

Várias empresas já estão oferecendo produtos para comunicação de luz visível. O Li-1st, da PureLiFi de Edimburgo, oferece uma solução plug-and-play simples para acesso seguro à internet com uma capacidade de transmissão de 11.5 Mbps, um valor comparável à Wi-Fi de primeira geração. Outra empresa é a francesa Oledcomm, que explora a natureza segura e diferente do rádio da Li-Fi com instalações em hospitais.

Ainda há vários desafios tecnológicos pela frente, mas os primeiros passos já foram dados para tornar a Li-Fi realidade. No futuro, o seu interruptor vai ligar bem mais do que só a luz do quarto.

Fonte: IFLScience

A Edição de Colecionador Vem Com O Espanador - Tecno-Segunda #31

A ideia de um servo robótico é bem mais velha do que você deve imaginar. Ela vem de bem antes da icônica série animada dos anos 60, Os Jetsons, onde a robô Rosie era capaz de cozinhar, limpar a casa e resolver problemas inesperados. Já no século III AC, o cientista grego Philo de Bizâncio construiu uma icônica empregada-robô humanoide que conseguia servir vinho quando uma taça era colocada em sua mão.

Hoje em dia, podemos ver robôs aspiradores de pó, robôs quadrúpedes que levam cargas pesadas e até robôs que gerenciam hotéis. Mas, como cientistas, nós estamos sempre mirando no futuro. Todos sonhamos com máquinas inteligentes que poderiam nos ajudar com as tarefas chatas do dia a dia. Afinal, quem gosta de ter que limpar a casa, lavar louça ou roupa suja? Como membros de um projeto europeu chamado CloPeMa, meus colegas e eu temos tentado realizar o sonho de um robô doméstico desenvolvendo uma máquina capaz de entender e manipular roupas.

Manusear peças de roupa sem destruí-las é algo que todos fazemos sem esforço nem pensamento consciente. Mas isso é algo bem mais difícil para um robô, já que tecido é algo deformável e flexível, que muda de estado desde o momento que se encosta nele.

Nós não tomamos consciência da quantidade absurda de destreza e tato necessária para dobrar uma peça de roupa. Tente se imaginar dobrando uma toalha sem saber como é sua aparência ou sua textura, enquanto usa gesso nos braços. Isso já seria um desafio enorme para nós, humanos. Imagine para um robô controlado por um computador.

O objetivo do projeto CloPeMa era desenvolver algoritmos de computador que permitissem que um robô percebesse e compreendesse artigos de roupa, para ser capaz de organizá-los e alisá-los. Começamos com um robô industrial de dois braços e demos a ele um par de olhos robóticos móveis desenvolvidos pela equipe de visão e computação gráfica da Universidade de Glasgow, o que permitiu que ele enxergasse as roupas e a área de trabalho em três dimensões. A partir disso, o robô é capaz de olhar para sua área de trabalho e detectar formas, superfícies e arestas de modo a entender o que está na sua frente.

Nós então programamos o robô para usar essas observações visuais para criar um modelo de computador da roupa, incluindo seu tamanho, tipo de material e a presença ou não de rugas. Ele também é capaz de diferenciar entre categorias de roupas, como jeans, camisas, suéteres e camisetas. Suas mãos (ou pinças, no caso) são, então, capazes de usar a destreza necessária para pegar, alisar, dobrar e desdobrar as roupas.

O problema é o poder de computação e o tempo necessários para transformar a informação percebida em ações. Separar as roupas demora quatro minutos por peça, dobrar uma camiseta requer cinco minutos, e alisar uma toalha quadrada pode demorar até 15. É visível que os usos comerciais e industriais do CloPeMa ainda está longe de chegar. Ainda falta muito para o dia em que todos teremos um desses em casa.

No entanto, a equipe do CloPeMa não está sozinha, e pesquisadores ao redor do mundo vêm progredindo consideravelmente na tarefa de criar um robô lavador de roupas. Por exemplo, o PR2, da Universidade de Berkeley, Califórnia, é capaz de realizar várias tarefas com artigos de vestuário, como dobrar e desdobrar toalhas e juntar pares de meias. A pesquisa está avançando com uma velocidade tal que, dentro de alguns anos, veremos robôs capazes de executar várias tarefas.

E embora tendamos a pensar em robôs como máquinas antropomórficas, na verdade nós já temos alguns robôs em casa, como eletrodomésticos linha branca "inteligentes". Por exemplo, máquinas de lavar que alteram seu ciclo de lavagem dependendo do tipo da roupa ou destilarias domésticas automatizadas de cerveja (quase que uma versão moderna da empregada robótica de Philo).

O sonho continua, claro, sendo ter robôs inteligentes o bastante para podermos simplesmente dar uma ordem e vê-los executar as tarefas de casa sem supervisão humana.

Fonte: IFLScience

Empresa Acerta Visual Que Carros Têm Que Ter No Futuro... E Ele Anda Só Com Energia Solar, Também | Tecno-Segunda #29

Seria possível um carro comercial ser totalmente movido pelo Sol? Uma empresa acha que sim, e eles planejam revelar uma versão reduzida de sua ideia ainda este ano.

Chamado de "O Immortus", o veículo para duas pessoas foi concebido pela EVX Ventures, uma startup de tecnologia para veículos elétricos de Melbourne, Austrália. O carro é recoberto de painéis solares, com uma área total de oito metros quadrados, e também tem uma bateria de lítio para armazenar energia, com capacidade de cinco a dez kilowatts/hora. O carro é tão leve, pesando 500kg vazio e 700kg totalmente ocupado, que é capaz de rodar só com a energia solar.

Isso é possível graças à baixa taxa de conversão massa-para-energia do carro. Ele também é extremamente aerodinâmico e tem um visual "estiloso e convidativo", de acordo com o que o co-fundador e CEO Barry Nguyen disse para o IFLScience. O carro não usa pneus normais, e sim um modelo desenhado especialmente para os "corredores solares" - carros movidos pelo Sol.

Combinando a bateria e a energia solar, o carro deve ser capaz de atingir velocidades máximas de 160km/h. Usando só a energia solar, ele consegue chegar a 80km/h.

E, talvez o mais interessante da história, Nguyen disse que o carro deve ser capaz de rodar para sempre só com a energia dos painéis. Em teoria, o carro tem autonomia infinita, contanto que a velocidade não ultrapasse 60km/h e o Sol esteja sempre brilhando. Mesmo assim, é um feito impressionante. Nguyen, no entanto, fez questão de afirmar que a ideia dessa tecnologia é unir as células solares com os veículos atuais.

"Nós vemos as células solares como extensores da autonomia automotiva do dia-a-dia, não como uma fonte de energia que capta mais do que gasta", dele disse "Entretanto, neste caso, a autonomia dele é infinita enquanto houver luz solar constante e uma velocidade máxima de 60km/h".

A EVX planeja revelar um modelo escala 4:1 de seu veículo no SEMA Show 2015, que vai acontecer no Centro de Convenções de Las Vegas em Novembro. Uma equipe pioneira de pesquisa e desenvolvimento de veículos elétricos da Universidade de Tecnologia de Swinburne em Melbourne também faz parte do projeto.

Quando o carro eventualmente for lançado, Nguyen disse que ele deve custar por volta de $370.000 dólares, e ele não espera vender mais do que 100 exemplares. Ele vai ser legalizado para as ruas "sob uma legislação criada sob medida" na Austrália e nos Estados Unidos.

A equipe planeja testar um modelo em tamanho real do carro até o fim de 2016, caso consigam dinheiro o suficiente para construir um protótipo.

Fonte: IFLScience

Apresentando O Cerol do Bem - Quarta Científica #24

Já aconteceu com todo mundo: está um dia de sol forte e você, desavisadamente, encosta em uma superfície de metal que está insuportavelmente quente. Mas agora, um novo estudo encontrou um jeito de impedir que o metal esquente tanto com a luz do sol.

Uma equipe do Laboratório de Física Aplicada da Universidade John Hopkins (JHUAPL, na sigla em inglês) desenvolveu uma tinta baseada em vidro que reflete toda a luz do sol, mantendo superfícies metálicas relativamente frias. O vidro, que é feito de sílica, sozinho é muito frágil, então o pesquisador Jason Benkoski do JHUAPL e sua equipe criou uma versão inorgânica do silicato de potássion que seca quando é aspergido em uma superfície. A pesquisa foi apresentada no domingo, 16 de agosto de 2015, em uma reunião da Sociedade Americana de Química (ACS) em Boston.

Para criar o spray refletor, plastificantes, agentes gellificantes e substâncias insolúveis em água foram adicionadas ao silicato. Isso criou uma cobertura de espuma grossa e resistente a água que não só se adere a metais como alumínio, mas também refletem a luz do sol. O composto inorgânico parece ser estável o bastante para manter sua eficácia por centenas de anos, disse Benkoski. Aparentemente também é capaz de se expandir e contrair sem rachar. E mais, os materiais necessários para criá-lo não só são abundantes como são baratos.

Qualquer superfície recoberta com a tinta vai permanecer à temperatura ambiente, talvez até um pouco menos, já que ela não absorve nenhum raio do Sol. Isso significa que objetos externos como bancos de praças e escorregadores poderiam receber aplicações do spray e continuar em temperaturas seguras. Ainda por cima, depois que o produto é aplicado, ele não pode ser removido; ele não é nem solúvel em água, portanto é imune a chuva.

"A maioria das tintas que se usa em carros e casas são feitas de polímeros, que se degradam com os raios ultravioleta do Sol", disse Benkoski. "Então, ao longo do tempo, a tinta começa a amarelar e descascar. Polímeros também podem exalar compostos orgânicos voláteis, que causam mal ao ambiente. É por isso que eu quis me afastar das tintas tradicionais de polímeros e me voltar para as inorgânicas de vidro."

A equipe foi financiada, em parte, pelo Escritório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos, para que desenvolvessem a tinta para uso em navios, mas ela possui muitos outros usos, como bancos de praça e até telhados. "Seria interessante pintar seu telhado com essa tinta para manter fora o calor e diminuir a conta de energia durante o verão", adicionou Benkoski.

A equipe espera começar testes práticos na tinta em cerca de dois anos.

Fonte: IFLScience

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Um robô sozinho em um laboratório ganhou alguns blocos mecanizados para brincar. À primeira vista, imaginar-se-ía que ele os construiria como um robô de linha de produção, mas a realidade é bem mais interessante: o robô aprende algo novo com cada tentativa. Conforme cada geração passa, os mini-robôs que ele cria também evoluem.

Isso não é um conto de ficção científica - a pesquisa foi realizada recentemente na Universidade de Cambridge. Quem se interessar pode ler mais a respeito e conferir alguns dos modelos mais e menos eficazes no site PLoS One.

O experimento é simples: O braço robótico recebe um grupo de blocos com motores dentro e que ele pode juntar de qualquer jeito que quiser. A pequena criação, então, começa se mexer e tenta andar pela superfície de uma mesa. A "mãe" robô observa seu progresso com olhos (câmeras) diligentes, medindo sua eficiência baseado na distância que o bebê-robô percorre em um determinado tempo.

Eventualmente, as baterias do bebê vão acabar, e o trabalho do braço robótico é o de olhar, aprender e adaptar para que o próximo modelo que ele criar ande um pouco mais longe. O braço repete esse processo sem nenhuma intervenção humana. A cada geração que se passa, os traços benéficos são passados para a frente. Os bebês-robôs mais aptos continuavam iguais na geração seguinte, enquanto que os menos aptos sofriam mutações e alterações.

Vendo o vídeo, existe alguma coisa de desconfortável, fora da realidade humana, no jeito que a "mãe" assiste, estóica, sua criação se sacudindo pela mesa.

E não resta dúvida que o braço robótico melhorou suas criações com o tempo. Foram realizados um total de cinco experimentos, cada um com dez gerações de dez bebês-robôs cada (um total de 100 por experimento). Os robôs da décima geração tinham uma velocidade média de mais do dobro da velocidade da primeira geração.

"A seleção natural se resume a reprodução, seleção, reprodução, seleção e assim por diante", explicou o chefe da equipe, Dr. Fumiya Iida da Universidade de Cambridge. "É basicamente isso que esse robô está fazendo - é possível ver a melhora e a diversificação das espécies."

Apesar de não haver DNA envolvido, esse projeto ainda é relevante para a evolução. "Uma das grandes perguntas da biologia é como a inteligência se formou - e agora estamos usando a robótica para explorar esse mistério", disse Iida. "Para nós, robôs são para fazer tarefas repetitivas, e eles costumam ser desenhados para produção em massa ao invés de customização em massa, mas nós queremos ver robôs capazes de inovação e criatividade."

Claro que isso não sugere o início do apocalipse robótico, mas robôs com dons criativos e a capacidade de melhorar seus pares pode causar inquietação em algumas pessoas. No entanto, essa liberdade artística pode abrir um novo mundo em muitas áreas. Os robôs podem ser a nova era do controle de qualidade, detectando e consertando defeitos em produtos ao mesmo tempo. Eles podem até ser usados no próprio processo de criação, juntando peças de jeitos que nunca poderíamos imaginar.

Abaixo, você pode ver um clipe do robô criando e testando seus bebês:

Fonte: IFLScience
Para entender o título

Japoneses Continuam Tendo A Resposta Para Tudo - Tecno-Segunda #25

Cientistas de materiais descobriram um modo de aplicar a milenar arte do kirigami - a construção de estruturas complexas cortando e dobrando papel - ao grafeno, o material-maravilha. O experimento demonstra que ondas em uma folha de grafeno podem aumentar a resistência de dobra do material muito mais do que deveria - uma descoberta que pode levar à criação de novos tipos de sensores, eletrodos esticáveis ou ferramentas para nanorrobótica.

O grafeno é feito de uma única camada de grafite, um mineral natural que possui uma estrutura em camadas. O material, produzido pela primeira vez em laboratório em 2003, tem propriedades elétricas, térmicas e mecânicas impressionantes, o que lhe dá potencial para ser usado em diversas áreas, desde novos aparelhos eletrônicos até aditivos em tintas e plásticos.

O promissor material é feito de átomos de carbono montados em séries de hexágonos interconectados. Ele é feito separando as camadas do grafite no que os cientistas chamam de método "cima-baixo" (onde se pega algo grande e se diminui). Isso pode ser feito com fita adesiva, reagentes químicos ou mesmo com força bruta, tipo as geradas em uma batedeira ou processador de cozinha. Apesar de soar bem simples, não é um jeito viável de se criar folhas grandes de grafeno.

Para esse fim, é necessário um método "baixo-cima", onde o grafeno é montado com a decomposição de uma molécula com carbono na estrutura, como o gás metano, sobre uma superfície quente de metal, geralmente cobre. Essa é a técnica que os pesquisadores desse novo estudo usado para produzir uma folha de grafeno que pode ser manipulada com uma versão do kirigami.

Arte e Ciência

O Kirigami (Kiri = cortar, gami = papel) é uma forma de origami (ori = dobrar) que vem sendo praticada há séculos na produção de padrões e formas lindamente complexos. Muitos de nós devem ter experimentado essas técnicas na infância, fazendo bonecos de mãos dadas com papel dobrado.

Os pesquisadores usaram placas de ouro como "cabos" para amassar uma folha de grafeno como papel, um processo facilmente reversível. Como o papel, o grafeno se dobra e se amassa, mas não estica.

Através de uma técnica de medida sofisticada, onde um laser infravermelho é usado para aplicar pressão sobre a placa de ouro no grafeno, é possível medir a deformação da folha. Amassar o grafeno aumenta suas propriedades mecânicas, do mesmo jeito que uma folha de papel amassada é mais rígida que uma lisa.

Na verdade, foram essas semelhanças mecânicas que permitiram que os pesquisadores traduzissem as ideias diretamente do modelo de papel para o grafeno. Usando a fotolitografia, uma técnica de transferência de formas geométricas de um molde para uma superfície, a equipe mostrou que é possível criar várias molas, dobradiças e até transistores de grafeno que podem ser esticados.

Robótica de Controle Remoto?

A pesquisa abriu as portas para a manipulação de folhas bidimensionais de grafeno para criar novas estruturas matérias com partes móveis. Transistores flexíveis são uma ideia extremamente interessante, já que cada dia há mais demanda por eletrônicos flexíveis.

Quando se estica um material, o normal é que sua resistência elétrica mude. No caso dos transistores flexíveis criados no estudo, uma mola de grafeno é colocada entre uma fonte de energia e um eletrodo de drenagem. Quando esticada a duas vezes o tamanho original, nenhuma mudança visível ocorreu nas propriedades elétricas. Esticar e contrair repetidamente a mola também não gerou nenhum efeito.

A habilidade de manter a propriedade elétrica do grafeno vem de sua estrutura molecular, que quase não se altera quando a mola é esticada. Foi até possível levar os aparelhos de kirigami para o próximo nível ao mexer e dobrar o grafeno sem contato direto. Por exemplo, ao substituir as placas de ouro com um material ferromagnético, como o ferro, foi possível manipular as folhas com um campo magnético, assim criando movimentos complexos como torções. Essa técnica pode ser usada para criar dispositivos que respondem a luz, temperatura ou magnetismo.

O conceito de se manipular materiais bidimensionais para gerar estruturas complexas nas escalas macro, micro e nano é muito empolgante. Ser capaz de criar novos metamateriais, concebidos para ter propriedades que não se costuma encontrar na natureza, abriria caminho para muitos tipos novos de ferramentas. Dentre eles, novos sensores, eletrodos para uso em robótica ou mesmo nanomanipuladores, pequenas máquinas que podem mover objetos com precisão nanométrica.

Eletrodos flexíveis permitiriam aparelhos eletrônicos altamente moldáveis e sensores que poderiam ser incorporados a pele e carne sintética, como em robôs ou membros artificiais, sem sacrificar sua funcionalidade. Dá até para imaginá-los sendo usados em roupas inteligentes que monitorem o estado de uma pessoa em tempo real - o ápice da saúde pessoal.

Fonte: IFLScience

Próteses de Lego Customizáveis - As Crianças Vão Adorar! (As Crianças, Ahã...) - Tecno-Segunda #24

Imagine poder encaixar uma broca de escavação ou uma nave de Star Wars no seu braço. Com a nova série de designs para próteses da Lego, isso pode logo se tornar uma realidade para crianças com próteses nos braços.

Este é o Sistema Protético Criativo Iko, o projeto premiado do designer colombiano Carlos Arturo Torres, que criou esse sistema tecnológico para crianças com próteses. Elas serão capazes de customizar seus braços com a mesma facilidade com que brincam com os coloridos blocos de montar.

A tecnologia protética foi concebida em parceria com o Future Lab, o departamento de pesquisa experimental da Lego, e a empresa colombiana de reabilitação física Cirec.

Usando sensores para detectar movimento muscular no coto, um sinal é enviado para mover o braço robótico. Junte isso com um processador na prótese e uma engine da linha de robótica da lego, a Mindstorms, e o usuário se torna capaz de criar, programar e customizar seu próprio membro.

"O que eu queria não era fazer uma prótese tradicional," explicou Torres ao The Guardian, "mas propôr um sistema que fosse flexível o bastante para que as crianças usassem, mudassem e criassem sozinhas e com os amigos."

Torres imagina outros fabricantes começando a fazer membros melhorados para ferramentas úteis capazes de interagir entre si. "Imagine a Marvel criando módulos de super-heróis," diz ele. "Ou a Mattel fazendo casas de boneca e lançadores de carrinhos, ou a GE fazendo microscópios ou a Nintendo fazendo acessórios que interajam com os consoles."

Combinar brincadeiras criativas com tecnologia colaborativa pode muito bem ser mais uma pedra na alicerce do mundo interativo do futuro.



Fonte: IFLScience

Transumanismo, Fuck Yeah! - Tecno-Segunda #22

O mundo à nossa volta é uma cacofonia de sinais que os nossos cinco sentidos principais não conseguem sentir. Nós não podemos ver infra-vermelho a olho nu como algumas cobras, nem temos um sentido natural para campos magnéticos. Em compensação, temos cérebros bem espertinhos, que há muito tempo nos permitem criar meios de aumentar nossos sentidos básicos.

Pode-se argumentar que esse processo já acontece desde a criação das línguas, mas a coisa começou a ficar séria depois que os chineses da Dinastia Song passaram a usar a bússola no século XI. Graças a essa descoberta, de repente nós pudemos compensar nossa falta de sentido magnético com a tecnologia. Pela primeira vez, nossa espécie compreendeu os campos magnéticos da Terra e conseguiu usá-los para ter uma vida melhor.

A criação de aparelhos extra-sensoriais acelerou depois da revolução científica e decolou de vez com a descoberta das ondas eletromagnéticas e a criação do rádio. Através dele, não só descobrimos como transmitir frequências eletromagnéticas como criamos a tecnologia para manipulá-las como som.

Mas o primeiro grande passo na criação de um sexto sentido externo para os humanos aconteceu de fato em 2007, quando Steve Jobs subiu no palco da Macworld e abriu as portas para a era moderna dos smartphones.

Junte as capacidades principais de um smartphone com as notificações push, o volume de dados certo e um software capaz de traduzir informação bruta em conhecimento útil em tempo real, leve ao forno até dourar e temos um belo sexto sentido pronto para ser usado.

É quase como uma consciência mais detalhada do ambiente à nossa volta, intermediada pela Internet e um aparelho inteligente. Em outras palavras, seu telefone, a internet e o software certo trabalham juntos para "sentir" os dados que permeiam o ambiente e transmiti-los para você como uma notificação push com informações. O resultado é uma vibração na sua pele ou um alerta sonoro. Para dar um rosto ao conceito, é só pensar no Foursquare, no Facebook e no Google.

Check-in, Nearby Friends e Google Now

O check-in do Foursquare. Apesar da perene dificuldade de manter uma base fiel de consumidores, o Foursquare usou seus check-ins para criar a base de dados online de locais físicos mais rica e precisa do mundo. E ao se cadastrar na versão mais recente do aplicativo, ele ainda te encoraja a dizer que tipos de comida e atividade você mais gosta.

Deste modo, ao passar perto de um restaurante que serve sua comida preferida, um bar que se especializa no seu coquetel favorito ou qualquer outro local no mundo real que oferece algo que possa te interessar, o Foursquare te manda uma notificação.

Para conseguir isso, o Foursquare combina sua base de dados, o sinal de GPS do seu telefone e seus algoritmos únicos para te contar coisas que você talvez não saiba sobre o mundo em volta. E ele faz tudo isso em tempo real sem que você precise pedir.

O resultado é um sentido digitalmente amplificado do mundo físico.

O Nearby Friends do Facebook, capaz de sentir nosso ambiente social. No momento, a base de dados e os algoritmos do Facebook não impressionam e limitam a utilidade da ferramenta, mas existe potencial a explorar. Se o Facebook entendesse melhor os nossos relacionamentos, ele seria capaz de nos informar quando um amigo estivesse próximo e o que eles estariam fazendo.

Seria bem interessante (e invasivo) se o Facebook descobrisse como nos notificar de pessoas próximas que não conhecemos mas provavelmente gostaríamos de encontrar.

Com isso, temos um sentido digitalmente amplificado do nosso ambiente social.

O Google Now que tudo vê. Se você usa os serviços do Google na maior parte da sua vida digital, o Google Now minera o seu calendário, e-mail, localização, histórico de buscas e até a hora do dia para dar um sem-número de notificações úteis sobre o mundo.

Você tem uma reunião logo e o trânsito piora antes de você sair? Toma uma notificação para sair antes. Uma encomenda que você está esperando saiu para entrega? Toma uma notificação dizendo a hora que ela deve chegar.

Dependendo de como você interpreta as intenções do Google, esse tipo de análise pró-ativa da sua vida pode ser meio perturbadora. Se a filha da mãe não fosse tão útil, até dava para se irritar.

As Notificações Push Ainda São Muito Primitivas

Como sabe qualquer pessoa que convive com alguém que não consegue largar o telefone, notificações de smartphone são um porre. Talvez até uma praga. E isso se deve, em parte, ao fato da maioria das notificações serem feitas com o propósito específico de te arrancar do que você está fazendo para o benefício de algum interesse corporativo: "Compre isto! Volte para o nosso aplicativo! Venha ver nossa nova espada virtual".

De fato, longe de ser útil, muitas (leia-se, a maioria) das notificações acabam sendo danosas, nos viciando na nossa própria dopamina e nos afastando dos momentos da vida que estão passando por nós.

Há um mundo lá fora onde as notificações nos ajudam a viver melhor, mas ele ainda não chegou de verdade. Mas isso começa a mudar com o Apple Watch e o seu revolucionário "motor táptico". Caso você não saiba o que é isso, é a função do Apple Watch que te dá um toque no pulso quando uma notificação chega.

Apesar do nome técnico, o motor táptico é o diferencial do Apple Watch. Sem ele, o Watch é só uma bijuteria digital estilosa, mas com ele, é muito, muito mais.

A Revolução do Motor Táptico

Já que se usa o Apple Watch no corpo ao invés de carregá-lo no bolso, a conexão que o motor cria entre a sua mente e a informação das notificações é muito mais íntima e direta: ao invés de uma vibração no seu bolso ou um alerta sonoro para te distrair, seu aviso é um toque de leve no pulso.

Paremos para pensar: Um dispositivo no seu pulso está usando uma gama enorme de bancos de dados online e o seu sentido de tato para notificá-lo em tempo real de coisas que você talvez não fosse perceber sem ele.

O Apple Watch é capaz de analisar os dados do relógio e do acelerômetro para te dizer se você já está sentado há muito tempo. Com uma mãozinha de outros wearables como o Spire ou o Lumo Lift, ele consegue dizer se o seu padrão respiratório indicam sinais de estresse ou se a sua postura está ruim.

Algumas dessas informações te ajudam a viver melhor, claro, mas outras podem ser casos de vida ou morte. Se você é diabético, por exemplo, você pode usar o Apple Watch com um monitor de glicose e ser notificado de alguma variação indesejada na sua glicemia ao longo do dia.

Imagine que você acabou de se mudar para Kansas City e está na hora do almoço. Enquanto você anda, o Apple Watch te avisa que há um restaurante próximo famoso pelos pratos de costela. Após uma excelente refeição, você recebe outro aviso, dizendo que seu bom amigo fulano está tomando café na rua de baixo. Você dá um comando para o relógio e o relógio dele avisa que você está por perto.

Enquanto vocês conversam, o aplicativo Dark Sky avisa que logo deve cair uma tempestade e, enquanto você pensa se deve entrar ou não, uma urgente combinação de toques simboliza um recado do Serviço Nacional de Meteorologia. Ao girar seu pulso e olhar para baixo, o relógio informa que um aviso de tornado está valendo pelas próximas duas horas.

Deu para pegar o espírito.

O lado ruim, mencionado tanto por Farhad Manjoo do New York Times e Steven Levy do BackChannel, é que o Apple Watch abre as comportas para uma enxurrada de toques que demandam mais ainda a sua atenção já sobrecarregada.

Mas com alguns ajustes bem pensados, é possível programar o seu jovem sexto sentido para transmitir informações úteis ao invés de distrações irrelevantes: seu táxi está chegando; seu batimento cardíaco está muito rápido; seus padrões respiratórios indicam ansiedade; você deveria fazer uma pausa e respirar devagar e profundamente.

Do Apple Watch ao Homo Sapiens 2.0

Apesar da estrada para o futuro da humanidade ser incerta e cheia de buracos, podemos tirar uma conclusão: Se conseguirmos passar as próximas décadas sem explodir tudo, a nossa espécie estará pronta para evoluir.

Alguns futurólogos acreditam que essa evolução virá na forma de uma inteligência artificial inteligente. Já eu acredito que a nossa tecnologia vai continuar a se unir à nossa biologia, e a próxima geração de seres humanos será uma união profundamente integrada de homem e máquina.

Ao longo desse caminho, muitas coisas incríveis vão ter que acontecer primeiro, mas já existem algumas virando realidade agora mesmo. Eventualmente, nossas mentes e corpos estarão banhados de hardware e software que nos conectarão mais ainda com o mundo digital.

Quando isso acontecer, o Apple Watch e os seus revolucionários toques no pulso serão coisa de museu, assim como os computadores gigantes de Alan Turing são hoje.

Mas, quando eles olharem para o passado e falarem sobre como chegamos onde chegamos, o Apple Watch e todos os seus aplicativos e tecnologias acessórias serão considerados um importante primeiro passo.

Como o próprio Watch demonstra, um sexto sentido digital e inato para os seres humanos é apenas uma questão de tempo.

Fonte: TechCrunch
Imagens: TechCrunch, National Hellenic Museum, Navegadores TI, The Independent, Trusted Reviews That'sReallyPossible,

Quem Não Tomar Cuidado Pode Acabar Colocando Fé No Futuro - Tecno-Segunda #21

[Hoje eu estava sem imaginação para o título da postagem. Os que se sentirem lesados podem requerer formalmente uma reparação dos danos causados pelo título "nhé"]

Um cientista liga um interruptor. Como mágica, a imagem pequena e delicada de uma fada aparece, suspensa no ar. O cientista, então, estica a mão e toca na figura flutuante. A textura é áspera, como lixa. Apesar de parecer um trecho de um livro de ficção científica, é a mais pura realidade para Yoichi Ochiai e os outros pesquisadores do Digital Nature Group.

A equipe vem usando uma pilha de lasers, lentes e espelhos para criar hologramas suspensos no ar que humanos possam tocar. Essa tecnologia significa que os hologramas podem sair das superfícies bidimensionais e entrar na expansão ilimitada do mundo em três dimensões. E já que os hologramas podem ser tocados, eles se tornam interativos: ao tocar um coração holográfico, ele se quebra. Ao tocar em uma caixa de seleção, um tique aparece nela.

Esses hologramas são criados usando um laser que atira feixes de luz ultra-curtos, na faixa de femtosegundo, ou um quadrilionésimo de segundo (curto mesmo, hein?). O laser se concentra em uma região de moléculas de ar, dando a elas energia suficiente para que se ionizem (liberem um elétron) e emitam luz. Essa mistura concentrada de partículas positivas e negativas se chama plasma. Quando a pele humana entra em contato com o plasma, ela sente o holograma pelas vibrações das moléculas energéticas. Ochiai, o investigador-chefe, diz que a sensação é parecida com passar o dedo em uma lixa, já os outros participantes afirmaram que parece um choque de eletricidade estática.

O holograma pode ser programado para mudar quando manipulado. Os toques são registrados através de uma câmera posicionada embaixo do holograma. Essa câmera envia as informações de volta a um computador, que processa as mudanças na imagem.

Se você está se perguntando por que os pesquisadores usam pulsos de luz tão estapafurdiamente rápidos, trata-se de uma medida de segurança. Hologramas já foram feitos com essa técnica antes, com pulsos de luz mais longos, durando nano-segundos. O problema é que esses pulsos não tem uma resolução muito boa, e os lasers queimam a pele humana.

Já que a velocidade dos pulsos de laser tem que ser tão alta, as imagens que eles criam só conseguem ter 1 cm³ de tamanho, mas uma vez que elas são criadas através de reflexos, a equipe acredita que é possível aumentar a escala da tecnologia no futuro.

Veja alguns dos incríveis usos dessa tecnologia no vídeo abaixo:

Fonte: IFLScience

Será Que Agora Os Celulares Param De Crescer? - Quarta Científica #15

Imagine uma única molécula que pudesse agir como um diodo, capaz de controlar a direção da corrente elétrica que passa por um circuito. Se os cientistas tiverem sucesso em criar algo assim, seria o início de uma nova era de tecnologia microscópica.

A ideia foi concebida 40 anos atrás e já foram até criados alguns protótipos. Mas agora, cientistas da Universidade de Columbia criaram um diodo que deixa todas as tentativas anteriores no chinelo. Ele consegue converter corrente alternada (AC) para corrente direta (DC) de maneira 50 vezes melhor do que outros protótipos. O processo é chamado de "retificação".

"Esse novo método gerou um diodo de uma mólecula com alta retificação (acima de 250 e corrente 'on'  (~ 0.1 micro Amperes)," diz Latha Venkataraman, professora associada de física aplicada na Universidade de Columbia. "Construir um circuito cujos componentes formassem uma única molécula tem sido o maior sonho da nanociência há muito tempo. Esse feito, chamado de o 'santo graal' da eletrônica molecular desde sua concepção no estudo de Aviram e Ratner publicado em 1974, representa o pico máximo da miniaturização funcional que pode ser aplicada em um aparelho eletrônico."

Criar um circuito seletivo a um nível molecular parece ser um senhor desafio, mas a solução que os cientistas encontraram foi tornar a molécula assimétrica. Desse jeito, se a eletricidade tente fluir para um lado, ela tem uma experiência diferente da de tentar fluir para o outro lado. Isso acaba criando, basicamente, um pequeno diodo.

Como, então, a equipe criou uma molécula assimétrica superior a todos os desenhos anteriores? Como descrito na revista Nature Nanotechnology, os pesquisadores submergiram metade da molécula em uma solução iônica - por causa desses dois ambientes diferentes, a assimetria se acentuou. E para aumentá-la ainda mais, os contatos de ouro que conectavam o diodo ao resto do circuito eram de tamanhos diferentes.

É uma técnica fantástica que junta os conceitos da física e os da química.

"É incrível poder criar um circuito molecular misturando química e física e ainda ver ele ser funcional," disse Venkataraman. "O comprimento dela é tão pequeno que efeitos de mecânica quântica tornam-se um aspecto crucial do mecanismo. É realmente uma vitória ser capaz de criar algo que você nunca será capaz de ver fisicamente e, mesmo assim, funciona como esperado."

Mas ser o melhor do memento não é o suficiente para Venkataraman e sua equipe: Eles querem continuar testando outros sistemas moleculares para tornar o diodo ainda mais eficiente.

Fonte: IFLScience

Como disse George Carlin, "A Terra + Plástico" - Quarta Científica #1

5 Materiais Sintéticos Capazes de Mudar o Mundo

A Feira Mundial de Nova York de 1939-40 foi uma das maiores exposições que o mundo tinha visto. As pessoas que iam até o Flushing Meadow Park no bairro do Queens eram convidadas a ver "o mundo do amanhã", a ter um vislumbre de maravilhas como a televisão, o videofone e o Ford Mustang.

Também foi a primeira vez que as pessoas viram nylon, a primeira fibra 100% sintética do mundo. Uma linha de máquinas o costurava em meias-calças enquanto duas modelos faziam cabo-de-guerra para demonstrar o quão forte era o tecido. O nylon tinha sido descoberto quatro antes pelo grupo Wallace Carothers na divis]ao de pesquisas da DuPont. Ele foi apresentado à feira como um novo produto "feito completamente de matérias-primas comuns como carvão, água e ar" que podiam criar filamentos "fortes como aço".

Pôxa, que coxa... digo, fibra.

É claro que as meias-calças de nylon se tornaram um sucesso estrondoso, com a DuPont vendendo 64 milhões de pares só no primeiro ano. O nylon tinha características superiores à seda, que era o produto natural, e logo foi usado para vários fins muito úteis, ainda que não tão fashion. Ainda hoje ele é muito usado em tecidos, estofamentos, artigos esportivos, cordas de instrumentos musicais e peças automotivas.

Desde essa aurora dos materiais sintéticos, os avanços têm sido sem igual. Químicos descobriram novos catalisadores e novos métodos de juntar moléculas pequenas em longas cadeias de polímeros com as propriedades exatas para cada uso - como as fibras de polipropileno que usamos em tapetes, ou os polietilenos mais rígidos que fazem garrafas plásticas.

Físicos, cientistas de materiais e engenheiros também criaram novos métodos de processamento e novas tecnologias para criar novas substâncias, como o super-resistente kevlar.

Com todo o direito, estamos cada dia mais exigentes. Queremos produtos que melhorem ainda mais nossa qualidade de vida, mas também queremos materiais e tecnologias que tenham mais eficiência energética, sustentabilidade e capacidade de reduzir a polição mundial. Um senhor desafio.

Aqui estão cinco tipos de polímeros que vão moldar o futuro:

1. Bioplásticos

Como vivem nos lembrando, os plásticos não se deterioram e são uma fonte muito visível da poluição ambiental. E para complicar mais ainda, os componentes desses plásticos, chamados de monômeros, são tradicionalmente derivados de petróleo, um recurso não-renovável.

Mas isso está mudando. Graças a inovações nos processos de usar enzimas e catalisadores, está cada dia mais simples converter recursos renováveis como biogás nas principais moléculas usadas na fabricação de plástico e borracha sintética.

Essas substâncias são sustentáveis, uma vez que não usam combustível fóssil, mas isso só resolve parte do problema. A menos que eles também sejam biodegradáveis, não se resolve nada para o meio ambiente.

2. Compostos Plásticos/Nanocompostos

Compostos plásticos são como se chamam plásticos que foram reforçados por outras fibras que os tornam mais fortes ou elásticos. Por exemplo, dá para fortalecer um polímero tecendo fibras de carbono nele, o que cria um material leve ideal para transportes modernos eficientes.

Esse tipo de plástico reforçado estão sendo usados cada vez mais especialmente na indústria aeroespacial (o Boeing 787 e o Airbus A360 já têm 50% desses materiais em suas estruturas). Se não fosse o alto custo, os compostos já estariam em todos os veículos.

Um integrante recente desse grupo são os nanocompostos, onde, ao invés de fibras, os plásticos são reforçados com pequenas moléculas de outros materiais, como o grafeno. Esses compostos têm uma gama de usos em potencial, desde sensores leves para turbinas eólicas até baterias mais potentes e braçadeiras para ossos quebrados.

Os nanocompostos vão empolgar de verdade se conseguirmos produzí-los de maneira muito controlada. Se olharmos para as estruturas dos materiais da natureza, como madeira, vemos que eles são incrivelmente complexos. Os compostos e nanocompostos que criamos hoje em dia, em comparação, são extremamente rudimentares.

3. Polímeros regenerativos

Independente de quanto cuidado tivermos ao escolher materiais para engenharia baseados em sua capacidade de resistir a estresse mecânico e condições ambientais, uma hora eles vão falhar. Envelhecimento, degradação e perda de integridade por impacto ou fadiga, todos contribuem para isso. Não apenas gera prejuízo, como pode ser desastroso, como foi com a explosão da plataforma de petróleo Deepwater Horizon no Golfo do México em 2010.

Baseados em sistemas biológicos, novos materiais que podem se curar depois de sofrer danos outrora irreversíveis estão sendo desenvolvidos. Os polímeros não são os únicos materiais com esse potencia, mas eles são muito bons nisso. Poucos anos depois de sua descoberta no início do século, muitos sistemas regenerativos inovadores foram propostos.

O desafio é expandir esses conceitos para usos de larga escala, já que os polímeros regenerativos requerem um design muito mais complicado que a geração anterior. Mas esse parece ser o melhor caminho para se chegar em materiais duradouros e resistentes que podem ser usados em eletrônicos, transportes e revestimentos.

4. Eletrônicos Plásticos

A maioria dos polímeros são isolantes, portanto não conduzem eletricidade. No entanto, uma nova corrente surgiu no campo de pesquisa de polímeros no ano 2000, quando Alan MacDiarmid, Alan Heeger e Hideki Shirakawa ganharam o Prêmio Nobel por descobrirem que o polímero poliacetileno se tornava condutor ao receber impurezas através de um processo de doping. [*respira fundo* Deu pau na tecla de ponto final? @-@]

Esse processo não só pode tornar outros polímeros condutores, como pode fazer alguns deles virarem diodos emissores de luz (LEDs), o que nos permite imaginar telas de computador flexíveis, como a da imagem abaixo.

Nessa área, os polímeros ainda estão longe de superar os LEDs orgânicos e de silicone, mas mesmo assim são uma fonte barata e flexível de substitutos para os eletrônicos tradicionais. Os polímeros têm muito a oferecer, já que podem ser facilmente processados em forma líquida e impressos por uma impressora 3D.

Aparentemente, há muita pesquisa sendo feita nessa área, com os polímeros servindo como componentes ativos, como em semicondutores, ou mesmo como intermediários para outras substâncias, como tinta condutora.

5. Polímeros Inteligentes e Reativos

Géis e borrachas sintéticas podem facilmente ajustar sua forma para respodner a estímulos externos, ou seja, eles podem responder a mudanças ocorrendo à sua volta. Esse estímulo costuma ser uma mudança de temperatura ou de pH, mas nada impede que seja luz, ultrassom ou agentes químicos. Ao que parece, isso é muito útil para desenvolver materiais inteligentes para sensores, inoculadores de medicamentos e várias outras coisas.

Pode-se aumentar em muito a capacidade de um polímero de responder a esses estímulos se eles forem desenhados com esse propósito em mente. Mecanóforos, por exemplo, são unidades moleculares que alteram as propriedades do polímero quando expostos a forças mecânicas. Esse efeito seria útil em quase qualquer aplicação industrial, ainda mais se a tecnologia de regeneração fosse usada em conjunto.

Outras coisas que poderiam ser feitas com polímeros inteligentes incluem revestimentos para janelas que se limpam quando ficarem sujos ou suturas que desaparecem depois do ferimento estar curado.

Fonte: IFLScience