sábado, 30 de julho de 2011

REVISTAS: New Scientist: 30 July 2011

Nome do Lançamento: New Scientist: 30 July 2011
Tamanho: 44MB
Links: Homepage
Download: WUpload

Invisibilidade aquática: navios e submarinos que não fazem ondas

Mantos, tapetes, escudos e até carpetes de invisibilidade tornaram-se bem conhecidos do público desde o início das pesquisas com os metamateriais.

Embora esses materiais sintéticos já estivessem sendo testados antes, foi só em 2006 que um grupo de cientistas propôs que eles poderiam ser usados para tornar as coisas invisíveis.

Desde então, o conceito já foi demonstrado experimentalmente não apenas para mantos da invisibilidade ópticos, mas também para camuflagens sonoras e até para esconder eventos no tempo.

Camuflagem para submarinos e navios

Agora, Yaroslav Urzhumov e David Smith, os dois pioneiros dos mantos da invisibilidade, estão propondo que é possível criar também uma camuflagem para navios e submarinos, usando os mesmos metamateriais.

A ideia é que, assim como já se demonstrou que os metamateriais podem desviar as ondas de luz para deixar um objeto invisível, será possível usá-los para escapar das ondas de água geradas pelos navios e submarinos, fazendo com que as embarcações naveguem praticamente sem atrito, como se estivessem se movendo em um "vácuo".

Quando construídas, essas camuflagens aquáticas poderão tornar as embarcações muito mais eficientes e mais rápidas, além de não poderem ser detectadas pelas técnicas tradicionais.

A teoria é a mesma dos mantos da invisibilidade, com a diferença de que, em vez de evitar que as ondas de luz choquem-se com os objetos e os tornem visíveis, os pesquisadores agora propõem que o escudo de metamateriais evite que a água "sinta" o objeto que está se movendo através dela, inibindo a formação de ondas e evitando o arrasto que dificulta o movimento na água.

Dobrando as ondas

Da mesma forma que a relatividade geral mostra que a gravidade dobra o espaço-tempo, as equações da chamada óptica transformacional mostram como materiais com propriedades não encontradas na natureza, construídos artificialmente, podem dobrar e desviar ondas - sejam ondas de luz, de som ou de água.

Mas há uma diferença fundamental quando se lida com a água: nas "ondas não-aquáticas" o fluido não se move, o que significa que não há qualquer transferência de massa. Na água as coisas são bem diferentes.

Urzhumov e Smith afirmam que isso não é problema: basta que o escudo aquático seja poroso e tenha uma estrutura anisotrópica, apresentando diferentes índices de resistência ao fluxo do fluido ao longo do casco da embarcação. Isso permitirá que a água flua ao longo do casco de tal forma a ficar praticamente parada depois de atingir o fim da embarcação, sem gerar turbulência.

Camuflagem ativa

O problema é a massa, já que a água terá que ser "afastada" para que o navio ou submarino passe como se estivesse nesse "vácuo fluídico".

A solução é um escudo ativo, que bombeie a água conforme ela perde velocidade ao ser guiada ao longo do casco.

Os pesquisadores apresentam duas propostas de implementação prática.

A primeira é um conjunto de bombas piezoelétricas, construídas com pequenos cristais que, quando recebem uma carga elétrica, respondem com um pequeno "tranco", movendo a água.

A segunda possibilidade é uma bomba eletro-osmótica, na qual a eletricidade cria uma diferença de pressão ao longo de uma membrana, forçando a água a atravessá-la.

Tudo isto, segundo eles poderá ser feito com um arranjo de placas e fios, formando uma estrutura que será colocada ao redor do navio ou submarino.

Embarcações mais eficientes

Em seu trabalho teórico, os cientistas escolheram uma "embarcação" em formato de esfera, que é o formato mais fácil de modelar.

A camuflagem é formada por 10 camadas concêntricas - sendo assim capaz de dirigir 10 fluxos de água.

Uma esfera de 10 centímetros de diâmetro exige uma camuflagem que pode ir de 1 a 10 centímetros. "Geralmente, camuflagens mais grossas são mais fáceis de fabricar, mas pesam mais. Esse será um equilíbrio que os engenheiros terão que encontrar," disse Urzhumov à revista Science.

Mas os cientistas afirmam que é possível simplificar as coisas, criando uma estrutura que não pretenda tornar a embarcação totalmente "invisível" na água - já seria interessante o bastante construir algo capaz de tornar navios e submarinos mais velozes ou mais eficientes em termos de consumo de combustível.

Invisibilidade: o que é fato científico e o que é ficção científica


Buraco no tempo: lente temporal esconde eventos

Há cerca de um ano, a equipe do Dr. Martin McCall, da Universidade College London, criou o conceito de invisibilidade espaço-temporal.

Escondendo tanto o espaço quanto o tempo, os pesquisadores criaram um mecanismo para tornar eventos inteiros invisíveis, que poderiam ocorrer sem serem vistos por qualquer pessoa.

Agora, uma equipe da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, desenvolveu um experimento capaz de criar "buracos no tempo" de forma mais simples e mais eficiente, reforçando a descoberta dos pesquisadores britânicos e aumentando a duração possível dos eventos camuflados.

Invisibilidade temporal

A camuflagem do tempo, ou invisibilidade temporal, abre um hiato em um feixe de laser, de tal forma que qualquer ocorrência naquele hiato não poderá afetar o laser e nem ser detectada.

Imagine que o feixe de laser está iluminando uma cena: qualquer evento que ocorrer durante esse intervalo na iluminação não poderá ser visto por um observador.

Para o observador, o feixe de laser continuará absolutamente intacto, sem nenhuma interrupção.

Para comparação, imagine que alguém passe a mão rapidamente à frente do laser: isso também abrirá um hiato no laser, criando um momento de escuridão, mas que será facilmente perceptível.

Lente temporal

Alexander Gaeta e seus colegas dispensaram os metamateriais e seus truques de óptica transformacional e fizeram o escudo do tempo de forma totalmente óptica.

Eles criaram uma "lente do tempo", um dispositivo capaz de alterar a frequência da luz. A camuflagem do evento é feita elevando-se a frequência da luz e, a seguir, baixando-a novamente.

No momento 1 - imediatamente antes do evento a ser escondido - essa luz com frequência modulada é separada em seus comprimentos de onda, de forma que alguns comprimentos de onda viajem mais rapidamente do que outros.

É essa diferença na velocidade dos feixes que cria o "buraco no tempo" - na verdade, um buraco no feixe de laser.

Assim que a luz atinge o momento 2 - logo depois que o evento a ser escondido já ocorreu - os dois feixes são invertidos: os comprimentos de onda que viajavam mais rapidamente passam a viajar mais lentamente e vice-versa.

Logo depois, os dois feixes parciais passam por outra "lente temporal", que desfaz a alteração de frequência inicial.

Desta forma, o feixe sai do outro lado sem qualquer interrupção, e sem dar qualquer pista do evento que ocorreu entre os momentos 1 e 2.

Os pesquisadores afirmam que o experimento consegue camuflar eventos que durem até 110 bilionésimos de segundo, mas é teoricamente possível atingir durações 100 vezes maiores.

Isto não é tempo suficiente para esconder artimanhas dos bandidos da velha guarda, como ladrões de banco, mas é mais do que suficiente para ajudar os bandidos da "jovem guarda", sobretudo crackers tentando coletar ou inserir dados em linhas de telecomunicações ópticas.

Mas os riscos práticos são mínimos: a invisibilidade temporal exige um enorme aparato óptico de alta precisão e de difícil instalação e configuração, que dificilmente passaria despercebido.

Primeiro avião impresso do mundo

Cientistas da Universidade de Southampton, no Reino Unido, projetaram, construíram e voaram o primeiro avião impresso do mundo.

O SULSA (Southampton University Laser Sintered Aircraft) é um pequeno avião não-tripulado cuja estrutura completa foi construída em uma impressora 3D, semelhante às usadas em sistemas de prototipagem rápida e fabricação aditiva.

As diversas peças do avião foram projetadas de forma a poderem ser encaixadas umas nas outras, dispensando parafusos e rebites - ou seja, além de ser impresso, o avião pode ser montado sem exigir nenhuma ferramenta.

O SULSA tem uma envergadura de dois metros. Seu motor elétrico conseguiu levá-lo a uma velocidade de 160 km/h. Em velocidade de cruzeiro seu voo é quase totalmente silencioso.

Antigas ideias da aviação

Toda a parte estrutural do avião, incluindo corpo, asas e superfícies de controle, foram impressas em um equipamento de sinterização a laser, usado para fabricar peças de metal ou plástico.

Essa técnica de fabricação permitiu que os engenheiros explorassem algumas ideias antigas para a construção de aviões, mas que eram impraticáveis ou caras demais para serem usadas com as técnicas tradicionais de fabricação de aeronaves.

"Uma dessas ideias é o uso de uma estrutura geodética. Esse tipo de estrutura foi desenvolvido por Barnes Wallis e usado nos bombardeios Vickers Wellington em 1936. Essa forma de estrutura é muito firme e leve, mas muito complexa.

"Se ela fosse construída com os métodos convencionais, ela exigiria um grande número de peças ajustadas individualmente, que depois teriam que ser coladas ou parafusadas," explicou o professor Jim Scanlan, um dos idealizadores do projeto.

"Outro benefício para o projeto que a sinterização a laser permitiu foi o uso de um desenho elíptico da asa. Os especialistas em aerodinâmica sabem há décadas que asas elípticas têm benefícios quanto ao arrasto," explica o Dr. Andy Keane, outro membro da equipe.

Primeiro barco oceanográfico construído no Brasil

Em junho de 2012, a comunidade científica deverá ter à disposição o primeiro barco oceanográfico inteiramente construído no Brasil.

A construção da embarcação já foi iniciada e será celebrada em uma cerimônia de "batimento de quilha" no dia 12 de agosto, no estaleiro Inace, em Fortaleza (CE).

O barco, cujo nome ainda não foi escolhido, faz parte de um projeto de incremento da capacidade de pesquisa submetido à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo Instituto Oceanográfico (IO) da Universidade de São Paulo (USP).

O projeto também inclui a aquisição do navio oceanográfico Alpha Crucis, que deverá estar disponível em novembro para substituir o navio Professor W. Besnard, que está sem condições operacionais de pesquisa desde que sofreu um incêndio, em 2008.

Capacidade do barco

De acordo com o coordenador do projeto, Rolf Roland Weber, professor do Departamento de Oceanografia do IO-USP, o novo barco oceanográfico terá 25 metros de comprimento e poderá transportar 20 alunos e dois professores, além da tripulação. A autonomia é de 10 a 15 dias, dependendo do número de pessoas embarcadas e do nível de consumo de água.

"Com essa capacidade de pessoal, poderemos dar conta de toda a demanda dos estudantes. O barco poderá operar em toda a faixa de 200 milhas marítimas da fronteira litorânea. Isso permitirá estudos em toda a plataforma continental de São Paulo, incluindo a área do pré-sal. Somando-se ao navio oceanográfico, teremos um conjunto de instrumentos que poderá levar a capacidade de pesquisa na área a um novo patamar", disse Weber.

Segundo ele, o custo total do barco será de R$ 4 milhões. O programa EMU (Programa Equipamentos Multiusuários) destinará R$ 3,2 milhões e o restante - correspondendo aos motores e uma série de equipamentos científicos - será financiado com recursos do próprio IO-USP. A previsão é que o barco seja entregue em junho de 2012.

Primeiro barco oceanográfico feito no Brasil

"Inicialmente se cogitou a aquisição e reforma de um barco usado, como fizemos com o navio oceanográfico. Mas não havia barcos pequenos em bom estado à venda e optamos por construí-lo aqui. Será o primeiro barco oceanográfico construído no país. Trata-se de uma iniciativa importante, por desenvolver a tecnologia nacional", disse.

Com exceção da parte eletrônica, a maior parte dos equipamentos - como guinchos e reversores - é nacional. "Isso contorna o problema que tínhamos com o navio oceanográfico antigo: tudo era importado e fora de linha. Uma troca de motor gerava um problema desesperador", explicou.

"Ele será uma plataforma de trabalho intermediária entre um navio oceanográfico e um barco pequeno. O que temos hoje são barcos de pesca de madeira, adaptados. No caso do novo barco, não haverá adaptações. Ele está sendo construído especificamente para fins de pesquisa. Isso é interessante porque sabemos que qualquer modificação posterior se torna muito cara e complexa, devido ao espaço reduzido nesse tipo de embarcação", afirmou.

Weber afirma que o barco tem operação simples e de baixo custo, em relação ao navio oceanográfico. Os gastos de operação do barco deverão ficar em torno de US$ 4 mil a US$ 5 mil por dia, enquanto o custo diário do Alpha Crucis deverá variar entre US$ 15 mil e US$ 16 mil.

Barco multiusuário

"Como faz parte do programa EMU, o barco poderá ser solicitado para pesquisas de qualquer universidade, inclusive as privadas. Mas o regulamento estabelece prioridade para certos casos, como os projetos financiados pela FAPESP e o uso por pesquisadores do IO-USP. Em seguida, têm preferência os projetos das outras duas universidades estaduais paulistas", disse Weber.

Segundo ele, o barco deverá oferecer uma nova perspectiva até mesmo para os estudantes de graduação. "Algumas turmas, nos últimos anos, acabaram se formando sem jamais embarcar no Professor Besnard. Estávamos alugando barcos, mas a desvantagem é muito grande, porque o custo é alto e a embarcação nunca é do jeito que queremos. Além disso, ficamos sujeitos a comandantes que não têm formação oceanográfica", disse.

O uso de barcos da Marinha também limita as pesquisas, segundo Weber, porque o programa de cada viagem precisa ser definido previamente e não permite mudanças. "Isso é limitante, pois naturalmente novas necessidades científicas aparecem durante as viagens", disse Weber.

Logística

Embora o IO-USP tenha bases de pesquisa em Ubatuba (SP) e em Cananeia (SP), o barco deverá ficar ancorado em Santos (SP), por uma decisão logística. Quatro tripulantes deverão ser contratados.

"Com calado de 2,70 metros, o barco provavelmente terá dificuldades para entrar na barra de Cananeia, a não ser que tenhamos um mestre excepcionalmente talentoso. Em Ubatuba, podemos ancorá-lo temporariamente em um cais do Instituto de Pesca, mas não podemos deixá-lo lá por muito tempo", explicou.

Santos também deverá ser o destino do Professor Besnard, segundo Weber, onde será transformado em um museu. O plano é que o velho navio seja colocado em uma nova área do cais do terminal marítimo de passageiros, que está sendo revitalizada.

"Esperamos que a Prefeitura de Santos assuma o professor Besnard e faça dele um museu. A USP oferecerá um curso de museologia para o treinamento de monitores, mas caberá à Prefeitura manter a embarcação", disse Weber.

Segurança e conforto

Escolhido para o serviço, o estaleiro Inace existe desde 1974 e, nas duas décadas seguintes, especializou-se na construção de embarcações militares para a Marinha brasileira e para países africanos.

De acordo com o engenheiro naval Arthur Doering, gerente de contratos da Inace, a empresa atua em três linhas distintas: navios militares, iates de luxo e o segmento offshore (embarcações de apoio para a indústria do petróleo).

"Pelo fato de trabalharmos em três áreas distintas, com navios de especificidades variadas, tivemos a flexibilidade suficiente para assumir o projeto do barco oceanográfico. A construção de uma embarcação voltada para pesquisa é um desafio muito interessante", destacou.

Segundo ele, a construção de um barco de pesquisa envolve a necessidade de cuidados especiais com as áreas de laboratórios - que irão abrigar instrumentos científicos delicados - e com todos os aspectos de habitabilidade.

"O barco receberá um conjunto de estudantes e pesquisadores com necessidades de pesquisa. Precisamos garantir que eles possam ser recebidos com segurança e conforto. É um grande prazer trabalhar para um projeto que ajudará a fortalecer a pesquisa oceanográfica na costa brasileira", afirmou Doering.

Programa nuclear brasileiro será reavaliado

O programa nuclear brasileiro passa por uma reavaliação, sem prazo de definição.

O processo revisará custos, tecnologia e impacto ambiental das quatro usinas previstas para serem construídas no Nordeste até 2030.

A afirmação, feita pelo presidente da Eletronuclear, Othon Luiz Pinheiro, causou surpresa, depois de reiteradas negativas do governo brasileiro de que o programa nuclear continuaria sem alterações.

Apesar das recomendações, governo brasileiro não revisa estratégia nuclear

"Avaliaremos tudo de acordo com as demandas sociais, sem ficar reféns de nenhum grupo", disse o presidente, referindo-se a organizações não-governamentais de defesa do meio ambiente.

Revisar antes de decidir

O presidente da subsidiária descartou suspender o programa nuclear, como fizeram a Alemanha e a Itália, depois do acidente com a Usina Nuclear de Fukushima, no Japão.

Na Itália, o programa foi rejeitado em plebiscito e, na Alemanha, o governo decidiu desativar todas as usinas nucleares responsáveis por 26% da geração de energia naquele país até 2022.

"A revisão [do programa brasileiro] indicará se precisaremos de alguma coisa. A percentagem [de energia gerada por usinas nucleares] é pequena [3,19% da matriz energética], mas é a segunda fonte de energia no país. A contribuição é importante para o equilíbrio do sistema," defendeu o executivo.

Angra 3

Pinheiro informou também que o edital de montagem da parte elétrica e mecânica da Usina Nuclear Angra 3 deve ser lançado para construtoras brasileiras na próxima semana.

As obras incluirão itens que vão desde a instalação de tubulação no reator, excluindo a construção civil, e custarão cerca de R$ 2 bilhões.

Pinheiro disse que as obras da usina estão dentro do prazo previsto para estar concluída até março de 2012. Ele explicou que o edital previsto para 2010 sofreu atrasos devido à sobrecarga na área de contratações.

Brasil planeja entre 4 e 6 novas usinas nucleares até 2030

Radiotelescópio ALMA está pronto para iniciar fase científica

A primeira antena europeia para o Radiotelescópio ALMA acaba de chegar ao Local de Operações da Rede, o "sítio alto" do Observatório, no planalto do Chajnantor, a uma altitude de 5.000 metros nos Andes Chilenos

O Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) será um radiotelescópio móvel, formado por diversas antenas que podem ser rearranjadas desde configurações super compactas, todas comprimidas em um espaço de 150 metros, até configurações nas quais as antenas se espalham por uma área de 15 quilômetros quadrados.

Para isso, um gigantesco caminhão foi especialmente projetado, responsável por mover as antenas.

Observatório móvel terá telescópios carregados em caminhão

A nova antena, de 12 metros de diâmetro, juntou-se às antenas de outros parceiros internacionais do ALMA, elevando para 16 o número total de antenas já instaladas.

Uma ALMA começa a tomar forma no deserto, de olho no Universo

E 16 é o número de antenas especificado para que o ALMA possa começar a fazer as suas primeiras observações científicas. Brevemente os astrônomos começarão a fazer investigações científicas sem precedentes com o novo telescópio móvel.

Antena móvel

A antena, construída pelo Consórcio Europeu AEM, contratado pelo ESO, foi entregue ao observatório em Abril na Infraestrutura de Suporte às Operações (OSF, sigla em inglês para Operations Support Facility), depois de seis meses de testes. O OSF está a uma altitude de 2.900 metros no sopé dos Andes chilenos.

Neste local, a antena foi equipada com detectores extremamente sensíveis, resfriados por hélio líquido, e toda a eletrônica necessária.

Agora, um dos enormes veículos de transporte ao serviço do ALMA levou-a 28 km mais longe, pela estrada árida do deserto, até o Local de Operações da Rede.

"É fantástico ver a primeira antena ALMA europeia chegar ao Chajnantor. É a partir deste planalto inóspito que estas obras-primas da tecnologia serão utilizadas para estudar o cosmos," comemorou Stefano Stanghelliti, diretor do projeto ALMA no ESO.

Ciência do Alma

As primeiras observações científicas do ALMA estão previstas ainda para este ano.

Apesar do ALMA se encontrar em construção, a rede de 16 antenas que estará disponível será já melhor que todos os outros telescópios deste tipo.

Astrônomos de todo o mundo submeteram quase 1.000 propostas para as observações científicas iniciais. Esta quantidade de propostas é cerca de nove vezes o número de observações que se espera para esta primeira fase, o que demonstra o entusiasmo dos investigadores pelo ALMA, mesmo nesta fase inicial.

A localização elevada do planalto dá as condições extremamente secas vitais para a observação nos comprimentos de onda do milímetro e do submilímetro, uma vez que os sinais fracos que nos chegam do espaço são facilmente absorvidos pela atmosfera terrestre.

Embora o Chajnantor seja perfeito para o ALMA, a altitude extremamente elevada e a falta de oxigênio torna-o muito menos agradável para os visitantes humanos. Apesar de existir um edifício técnico no Chajnantor - que é, na realidade, um dos edifícios de altitude mais elevada já construído no mundo - as pessoas que trabalham no ALMA fazem o máximo possível do seu trabalho a uma altitude inferior, no OSF, de onde o telescópio é operado remotamente.

Consórcio internacional

Quando a construção estiver completa em 2013, o ALMA contará com um total de 66 antenas de última geração, que trabalharão em uníssono como um único telescópio muito potente, observando na radiação milimétrica e submilimétrica.

O ALMA ajudará os astrônomos a estudar a origem dos planetas, estrelas, galáxias e do próprio Universo, ao observar gás molecular e poeira fria na Via Láctea e para além dela, assim como a radiação residual do Big Bang.

O ALMA, uma infraestrutura internacional astronômica, é uma parceria entre a Europa, América do Norte e Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile. A construção e operação do ALMA é feita pelo ESO, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) e pelo Observatório Nacional do Japão (NAOJ). O Joint ALMA Observatory (JAO) fornece uma liderança unificada e a direção da construção, comissionamento e operação do ALMA.

Vinte e cinco antenas ALMA europeias, incluindo esta, serão fornecidas pelo ESO. O ALMA terá igualmente 25 antenas fornecidas pela América do Norte e 16 fornecidas pelo Leste Asiático.

Fonte: ESO

sexta-feira, 29 de julho de 2011

Uma nova forma de armazenar o calor do Sol

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), anunciaram o desenvolvimento de uma tecnologia que usa nanotubos de carbono para armazenar a energia solar "indefinidamente", de forma química.

Este é um objetivo longamente perseguido pelos cientistas, uma vez que a energia solar poderá ser captada e armazenada para uso quando o Sol não estiver brilhando.

O armazenamento em baterias não é viável em larga escala, devido aos elevados custos e à capacidade limitada das baterias atuais.

Armazenamento termoquímico

Jeffrey Grossman e Alexie Kolpak partiram então para o armazenamento do calor captado do Sol de forma química - além de não apresentar um "limite de carregamento", como as baterias elétricas, ao contrário dessas, o material químico não se descarrega ao longo do tempo.

O problema com essa abordagem é que, até agora, os compostos químicos usados para converter a energia solar em energia química e armazená-la degradam-se depois de alguns poucos ciclos de carga e descarga, ou usam o raro e caro metal rutênio. E, ainda assim, não são nada eficientes.

Os dois pesquisadores criaram uma solução alternativa usando nanotubos de carbono, combinados com um composto chamado azobenzeno.

As moléculas resultantes, sintetizadas dentro de nanomoldes para dar-lhes formato e ajustar sua estrutura física, "ganha novas propriedades que não estão presentes nos materiais separados," afirmam os pesquisadores.

Bateria de calor recarregável

O armazenamento termoquímico da energia solar utiliza uma molécula cuja estrutura se altera quando exposta à luz do Sol, podendo permanecer estável nessa nova estrutura de forma praticamente indefinida.

Quando a energia é necessária, a molécula é forçada a voltar ao seu estado natural, seja por um catalisador, uma alteração de temperatura ou mesmo um disparo de luz. Ao retornar à sua estrutura anterior, a energia armazenada é liberada na forma de calor.

Ou seja, os pesquisadores criaram uma bateria de calor recarregável, combinando a captura da energia e seu armazenamento em um mesmo material.

Densidade energética

O novo material não apenas é muito mais barato - ao substituir o rutênio por carbono - como também é muito mais eficiente no armazenamento de energia por volume, mostrando-se 10.000 vezes mais eficiente do que os materiais desenvolvidos até agora.

Isso faz com que o armazenamento termoquímico atinja uma densidade energética similar à das baterias de íons de lítio.

Ainda assim, o material não é eficiente para qualquer uso.

O processo parece promissor para aplicações onde o calor é necessário diretamente, uma vez que, para a geração de eletricidade, seria necessário o uso de outro processo de conversão, usando materiais termoelétricos ou produzindo vapor para acionar um gerador.

Isso diminuiria bastante a eficiência geral do sistema.

Internet permite cálculo da inflação em tempo real

Dois cientistas do MIT, nos Estados Unidos, acreditam ter encontrado mais uma utilidade para a internet: medir a inflação em tempo real.

Um bilhão de preços

Manipulações à parte, o fato é que medir a inflação é um trabalho difícil, que emprega centenas de pessoas pesquisando preços em milhares de lugares diferentes.

Segundo Roberto Rigobon e Alberto Cavallo, isto pode ser feito muito mais facilmente, e com maior precisão, usando a internet. Para isso eles criaram o "Projeto Um Bilhão de Preços".

Ajustando um programa de pesquisa de preços pela internet, similar ao usado por sites de cotação, os pesquisadores já estão monitorando 5 milhões de itens de consumo a cada dia - em 70 países diferentes.

O projeto começou coletando preços de supermercados. A seguir foram incluídos produtos eletrônicos, roupas e móveis. Agora a lista de itens pesquisados é enorme, incluindo inclusive imóveis.

Índice de inflação da internet

A aferição do "índice de inflação da internet" está sendo feito por meio de comparações com os índices oficiais, e os resultados se mostraram muito próximos e de forma consistente, ao longo dos três últimos anos.

"A tentação é dizer que isto está se tornando um substituto para o Índice de Preços ao Consumidor," diz Cavallo. "Mas nós preferimos pensar nele como uma abordagem complementar."

Segundo o pesquisador, o governo está fazendo um bom trabalho na medição da inflação, mas o Projeto Bilhão de Preços pode revelar tendências inflacionárias mais rapidamente, abranger uma amostra de produtos maior e tornar os resultados disponíveis mais prontamente - em tempo real.

Manipulação da inflação

Cavallo, que é argentino, contou que a inspiração para a criação do projeto veio da manipulação que o governo do seu país fez com os índices de inflação nacionais, para fazer parecer que a inflação não era tão alta quanto era na realidade.

"As pessoas iam ao supermercado e viam que a inflação era muito mais alta do que o que o governo estava dizendo," conta ele. "Eu pensei que devia haver uma forma melhor de fazer isso."

Se o projeto for adotado de forma mais ampla, poderá ser o fim da capacidade dos governos de manipularem os índices, algo bastante comum em vários períodos da também na história do Brasil.

Mas há outros benefícios: "Um dos grandes benefícios que um projeto como este oferece é que você pode capturar uma dinâmica de maior frequência, que pode ser mascarada nos dados mensais", diz Neiman Brent, professor de Economia na Universidade de Chicago, que não está envolvido no projeto.

Brent acrescenta que a iniciativa se aplica à pesquisa sobre os preços em geral e não apenas aos itens que compõem a cesta de bens usada para calcular a inflação.

Ajustes necessários

O trabalho, contudo, ainda não está terminado.

Enquanto é fácil usar a internet para coletar preços de produtos eletrônicos e listas de supermercados, o mesmo não acontece, por exemplo, com os serviços de saúde, incluindo consultas e medicamentos, que dificilmente têm seus preços anunciados na internet.

Outra área na qual o Projeto ainda não é eficaz é no custo da mão-de-obra, uma vez que a remuneração dos trabalhadores vai além de um simples salário publicado em anúncios de emprego.

Biomimetismo em nanoescala: nanoporo seleciona proteínas

Cientistas holandeses criaram um nanoporo sintético capaz de selecionar proteínas, deixando passar algumas e retendo outras, de acordo com suas características.

Os nanoporos - pequenos furos com dimensões na faixa dos nanômetros - são especialmente promissores porque esse é um dos principais mecanismos que os organismos biológicos usam em seu próprio funcionamento.

Os cientistas já demonstraram que os nanoporos biomiméticos - copiados da natureza - podem ser úteis no sequenciamento eletrônico do DNA, no estudo do Mal de Alzheimer, na dessalinização da água do mar, e em uma nova geração de baterias, apenas para citar alguns exemplos.

Seletividade

Cees Dekker e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Delft criaram agora um nanoporo que funciona como uma plataforma de análise que permite estudar como as proteínas se movem para o núcleo das células.

Uma das principais características dos poros celulares é a sua seletividade, sendo muito "criteriosos" naquilo que deixam passar e no que retêm.

Não é para menos: uma falha em um desses processos poderia resultar na morte da célula ou do organismo inteiro.

É por isso que os cientistas têm interesse em reproduzir sinteticamente os nanoporos biológicos: eles poderão ser usados em pesquisas que vão do entendimento básico do funcionamento das células até o desenvolvimento e teste de novos medicamentos.

Biomimetismo

"As células humanas têm um núcleo, e as proteínas e o RNA precisam entrar e sair delas. Isto é regulado por pequenos buracos, chamados poros nucleares. São essencialmente poros biológicos que atuam como guardiões do núcleo da célula," explica o Dr. Dekker.

Embora ainda não seja claro como os poros biológicos alcançam a rigorosa seletividade que os ajuda a controlar o funcionamento da célula, os cientistas conseguiram fabricar um poro sintético que imita o mecanismo natural.

O poro propriamente dito, o "furo", é feito com um feixe de elétrons de alta energia, disparado sobre uma membrana de SiN. Variando-se a intensidade do feixe é possível ajustar a dimensão do furo.

Para imitar um nanoporo biológico, contudo, não é suficiente fazer um furo microscópico: é necessário "funcionalizá-lo", ou seja, dar a ele as características de um poro natural, o que é feito recobrindo com as moléculas adequadas.

Os poros nucleares são construídos pelo organismo segundo um molde biológico que ainda não pode ser simplesmente replicado - na verdade, os cientistas ainda não têm sequer um "mapa" das moléculas que o formam, o que mostra a importância da descoberta dos cientistas holandeses.

Como o nanoporo sintético retém algumas proteínas e deixa passar outras, ele pode funcionar como um filtro para a purificação de compostos biológicos ou para aplicar medicamentos seletivamente dentro de uma célula.

Diodo acústico cria escudo à prova de som e gera energia

Cientistas criaram o primeiro diodo acústico, um dispositivo que permite que as ondas sonoras viajem em uma única direção e com frequência controlável.

Isso deixa mais próxima da realidade a ideia de construção de um escudo verdadeiramente à prova de som.

Imagine, por exemplo, duas salas, A e B. Com o diodo acústico, será possível permitir que os sons de A sejam ouvidos em B, mas ninguém na sala A conseguirá ouvir os sons produzidos em B.

A tecnologia também poderá será útil para transformar barulhos indesejáveis em energia elétrica.

Diodo acústico

O diodo é um dos componentes fundamentais da eletrônica: ele permite que a corrente elétrica flua em apenas um sentido, nunca no sentido inverso.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, criaram um diodo que faz o mesmo com o som, ou seja, um diodo no qual a corrente elétrica é substituída pelas ondas sonoras, permitindo uma retificação das ondas sonoras.

"O conceito da transmissão unilateral de som pode ser muito importante na acústica arquitetônica, ou na ciência e na engenharia de controle de som no interior dos edifícios," diz Georgios Theocharis, um dos autores da pesquisa.

Outros pesquisadores já construíram escudos sonoros para deixar submarinos invisíveis ao radar, usaram o som para controlar a luz e até já pensam em construir um laser de som.

Mas, até agora, ninguém havia demonstrado a transmissão de som unidirecional de forma convincente.

Já houve outras tentativas de construir diodos acústicos, mas a transição entre o modo de transmissão ("pode passar") e o modo de retenção ("não pode passar") é muito suave, sempre passando um pouco de som no sentido "proibido": em vez de ser barrado, o som vai se esmaecendo aos poucos, impedindo a criação de um escudo verdadeiramente à prova de som.

Retificação de ondas sonoras

Um diodo eletrônico, construído com um material semicondutor, está na base de um processo conhecido como retificação, que permite que ondas alternadas, que invertem de direção periodicamente, sejam transformadas em ondas com direção única.

É assim que a corrente alternada da tomada é convertida em corrente contínua para os aparelhos eletrônicos e que as ondas de rádio recebidas pelas antenas possam ser usadas no interior dos equipamentos.

Já o diodo acústico é um cristal granular, um conjunto de partículas esféricas e elásticas densamente empacotadas.

Se a estrutura do dispositivo é aparentemente simples, seu funcionamento não é, sendo baseado nas teorias da bifurcação e do caos.

Em vez de construir um cristal granular "perfeito", que simplesmente transmitiria o som, os cientistas introduziram pequenos defeitos em sua estrutura, partículas com dimensão e elasticidade diferentes das demais. Isso impede a simples transmissão das ondas sonoras.

As partículas defeituosas fazem com que vibrações de determinadas frequências originem bifurcações e um subsequente salto para estados caóticos e quasiperiódicos, criando ondas ricas em uma ampla gama de frequências - uma bifurcação ocorre quando uma alteração suave em um dos parâmetros de um sistema gera uma alteração repentina em seu comportamento.

"Nós usamos essa combinação de filtragem de frequências e bifurcações assimetricamente excitadas para obter taxas de retificação maiores do que 104," afirmam eles.

Coleta de energia

O sistema é muito sensível a pequenas variações nas condições operacionais, como pressão e movimento, o que o torna útil também na detecção de ondas sonoras, podendo ser a base de sensores acústicos ultrassensíveis.

Ele também opera em diferentes frequências de som e é capaz de reduzir a frequência das ondas sonoras.

"Nós propomos utilizar esses efeitos para melhorar as tecnologias de coleta de energia," afirma a Dra. Chiara Daraio, coordenadora da pesquisa.

"Por exemplo, poderemos capturar a energia sonora indesejada, gerada por vibrações estruturais em máquinas, controlando o fluxo de ondas sonoras para fora da máquina e levando-as para um transdutor. O transdutor, então, converte as ondas sonoras em eletricidade," explica ela.

A pesquisadora afirma que a tecnologia também pode alterar as frequências indesejadas para um intervalo que permite uma conversão mais eficiente de eletricidade.

Materiais térmicos e acústicos

Daraio acredita que o diodo acústico também poderá ser usado em várias outras aplicações, incluindo aparelhos médicos de ultra-som, controle de ruídos e até materiais termais para controle de temperatura ambiente.

"Como os conceitos que regem a propagação de ondas são universais para muitos sistemas, acreditamos que o uso desta nova forma de controle de energia poderá permitir a concepção de muitos materiais térmicos e acústicos avançados," concluiu.

Memória piezotrônica interliga eletrônica com mundo biológico

Cientistas criaram um novo tipo de memória, chamada piezotrônica, na qual as células de memória são controladas por impulsos eletromecânicos.

Esses novos dispositivos podem ser a solução para que as ações mecânicas do mundo cotidiano, sobretudo do mundo biológico, liguem-se de forma mais natural com os computadores e outros circuitos eletrônicos.

A memória resistiva modulada piezoeletricamente (PRM: piezoelectrically modulated resistive memory) não tem pretensão de substituir as rapidíssimas memórias de computador, mas é uma solução ideal para casar as diferenças de velocidade entre os computadores e o mundo exterior.

Interface entre biologia e eletrônica

A memória piezoelétrica tira proveito do fato de que a resistência dos materiais semicondutores piezoelétricos, como o óxido de zinco (ZnO), pode ser controlada através da aplicação de uma tensão mecânica.

A mudança na resistência pode ser detectada eletronicamente, fornecendo uma maneira simples de se obter um sinal eletrônico a partir de uma ação mecânica.

A base da nova memória é um transístor acionado mecanicamente, criado em 2010 pela equipe do professor Zhong Lin Wang, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos. O Dr. Wang tornou-se uma referência mundial no uso de nanofios de óxido de zinco, que são elementos piezoelétricos, sobretudo para a fabricação de nanogeradores de energia.

"Nós podemos fornecer a interface entre a biologia e a eletrônica", diz ele agora. "Esta tecnologia, que se baseia nos nanofios de óxido de zinco, permite a comunicação entre uma ação mecânica no mundo biológico e dispositivos convencionais no mundo eletrônico."

Transístor piezotrônico

Nos transistores eletrônicos convencionais, o fluxo de corrente entre uma fonte (coletor) e um dreno (emissor) é controlado pela tensão aplicada em uma porta (base) ligada ao dispositivo: a tensão na porta determina se o dispositivo está ligado ou desligado.

Na memória piezotrônica, ou piezoeletrônica, essa tensão na porta de controle do transístor é produzida por um dispositivo que gera a energia quando é deformado ou pressionado mecanicamente.

A carga piezoelétrica gerada pela deformação controla a corrente que flui através dos nanofios de óxido de zinco, que são o coração da memória piezotrônica: a carga cria uma polaridade nos nanofios e aumenta sua resistência elétrica, modulando a corrente elétrica que flui por eles.

"Nós estamos substituindo a aplicação de uma tensão externa pela produção de uma tensão interna," explicou Wang.

Memória piezotrônica

A pressão mecânica afeta o fluxo de corrente na memória em apenas uma direção, dependendo se a tensão é de tração ou de compressão.

Isso significa que a memória armazenada nos dispositivos piezotrônicos tem tanto um sinal quanto uma magnitude, o que permite que a informação nesta memória possa ser lida, processada e armazenada através de meios eletrônicos convencionais.

Os pesquisadores construíram um "pente" experimental com 20 células de memória, demonstrando a possibilidade da escrita, leitura e apagamento dos dados, e da reutilização das células em ciclos repetitivos.

Segundo Wang, as células de memória piezotrônica operam em baixas frequências, que são adequadas para registrar o tipo de sinal gerado biologicamente que elas vão gravar.

Usos práticos

A tensão mecânica de controle das memórias pode vir de atividades mecânicas tão diversas quanto a assinatura de um nome com uma caneta, o movimento de um atuador em um nanorrobô ou atividades biológicas do corpo humano, como as batidas do coração ou o movimento do peito durante a respiração.

Outra possibilidade de uso é na construção de sistemas nanoeletromecânicos (NEMS) completamente auto-alimentados e totalmente integrados dentro de um único chip.

"Estamos dando mais um passo em direção à meta de sistemas completos auto-alimentados," disse Wang. "O desafio agora é torná-los pequenos o suficiente para serem integrados em um único chip. Acreditamos que estes sistemas vão resolver problemas importantes na vida das pessoas."

Wang acredita que esta nova memória vai se tornar cada vez mais importante, à medida que os equipamentos eletrônicos tornam-se mais intimamente ligados a diversas atividades humanas, viabilizando o conceito de computação onipresente.

A possibilidade, já demonstrada, de construir estes dispositivos em substratos flexíveis, significa que eles podem ser usados no corpo, eventualmente integrados com os também flexíveis circuitos construídos com eletrônica orgânica.

Super anticorpo pode levar a vacina universal contra gripe

Cientistas suíços descobriram um anticorpo que ataca todos os tipos de vírus da gripe (influenza A), incluindo gripe suína, gripe aviária, e gripe espanhola.

A pesquisa, publicada na revista Science, pode ser uma rota segura para o desenvolvimento de uma vacina universal contra a gripe, que não precise ser refeita todos os anos.

"Este trabalho representa um desenvolvimento entusiasmador na pesquisa sobre a gripe porque ele lida com um problema que surge quando um novo vírus, contra o qual a população tem uma imunidade limitada, se transfere e se espalha entre humanos," disse o Dr. Steven Gamblin, que descobriu o novo anticorpo juntamente com seus colegas John Skehel e Antonio Lanzavecchia.

Super anticorpo

Depois de analisarem mais de 100.000 amostras de células imunológicas de pacientes que tiveram gripe ou que tomaram uma vacina sazonal contra a gripe, os cientistas isolaram o super anticorpo.

Chamado FI6, o anticorpo ataca uma proteína encontrada na superfície de todos os vírus da influenza A, chamada hemaglutinina.

A hemaglutinina tem sido o alvo de todas as tentativas de neutralizar os vírus da gripe.

Mas isso não é fácil porque a proteína passa por um processo contínuo de evolução, forçada pela pressão dos anticorpos que a atacam. É por isso que é necessário refazer as vacinas contra a gripe todos os anos.

Hemaglutinina

Geneticamente, há 16 subtipos de hemaglutinina nos vírus da gripe, que formam dois grupos.

Os anticorpos normalmente neutralizam as cepas homólogas dentro de um dado subtipo, e novas vacinas têm que ser produzidas a cada ano para coincidirem com essas cepas.

Já haviam sido descobertos anticorpos capazes de neutralizar vários subtipos da proteína dentro do grupo 1 ou do grupo 2.

Mas esta é a primeira vez que se identifica um anticorpo capaz de atacar todos os 16 subtipos dos vírus dos grupos 1 e 2.

Ondas cerebrais ajudam motorista a frear carro em emergência

Os cientistas já sabem que o cérebro possui várias "estações de rádio", e que é possível sintonizá-las para controlar aparelhos, de computadores a próteses biônicas.

Agora, pesquisadores alemães usaram as ondas cerebrais para ajudar um motorista a controlar um carro.

Mesmo que "dirigir um carro com o poder do pensamento" ainda esteja restrito a um simulador, os cientistas descobriram que o motorista consegue frear o carro muito mais rapidamente em uma situação de emergência.

Menor tempo de reação

Os sinais cerebrais são captados e ajudam na antecipação da frenagem, reduzindo muito o tempo de reação do motorista, uma tecnologia que, no futuro, poderá evitar inúmeros acidentes.

A pesquisa demonstrou que o sistema de leitura da mente pode detectar a intenção do motorista em frear 130 milissegundos antes que ele consiga apertar o pedal do freio.

Em um carro viajando a 100 km/h, isso significa uma redução no espaço necessário para parar o carro de 3,66 metros - mais ou menos a dimensão de um carro, ou a margem potencial entre causar e evitar um acidente.

Eletroencefalografia e atividade mioelétrica

Embora já seja possível "ler" as ondas cerebrais até mesmo pela fala, os cientistas usaram a técnica mais tradicional de sensores não-invasivos, colados sobre o crânio do paciente - basicamente uma eletroencefalografia aprimorada.

Além da eletroencefalografia, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Berlim examinaram a atividade mioelétrica, que é causada pela tensão muscular na parte inferior da perna e pode ser usada para detectar o movimento da perna antes que ela de fato aperte o pedal do freio.

"Nós estamos agora pensando em testar o sistema em um carro real. Entretanto, se essa tecnologia chegar a um produto comercial, ela certamente será usada para complementar outras tecnologias assistivas, para evitar as consequências de falsos alarmes que possam ser chatos e perigosos," disse o Dr. Stefan Haufe, coordenador do estudo.

Implante cerebral robotizado permitirá controle de próteses e de computadores à distância

quinta-feira, 28 de julho de 2011

Quasar tem o maior depósito de água já visto no Universo

Duas equipes de astrônomos descobriram o maior e mais distante reservatório de água já detectado no universo.

A água, o equivalente a 140 trilhões de vezes toda a água dos oceanos da Terra, está ao redor de um enorme buraco negro do tipo quasar, a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância.

"O ambiente em torno deste quasar é único na medida que está produzindo essa enorme massa de água", disse Matt Bradford, cientista do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. "É mais uma demonstração de que a água está presente em todo o universo, mesmo nos tempos mais antigos."

Quasar

Um quasar é alimentado por um enorme buraco negro que consome de forma constante um disco de gás e poeira ao seu redor. Conforme consome essa matéria, o quasar expele grandes quantidades de energia.

Os dois grupos de astrônomos estudaram um quasar chamado APM 08279+5255, que abriga um buraco negro 20 bilhões de vezes mais maciço do que o Sol e produz uma quantidade de energia equivalente a mil trilhões de sóis.

Os astrônomos já esperavam que o vapor de água estivesse presente no universo primordial, mas nunca tinham detectado essa água tão longe antes. Há vapor de água na Via Láctea, embora a quantidade total seja 4.000 vezes menor do que no quasar agora estudado, porque a maioria da água da Via Láctea está na forma de gelo.

Sede de buraco negro

O vapor de água é importante para revelar a natureza do quasar. Neste quasar em particular, o vapor de água está distribuído ao redor do buraco negro em uma região gasosa que abrange centenas de anos-luz de tamanho.

Sua presença indica que o quasar está inundando o gás ao seu redor com raios-X e radiação infravermelha, e que o gás é extremamente quente e denso mesmo para os padrões astronômicos.

Ainda que "quente e denso" seja algo muito relativo: o gás está a -53 grau Celsius e é 300 trilhões de vezes menos denso do que a atmosfera da Terra.

Apesar disso, ele é cinco vezes mais quente entre 1 e 10 vezes mais denso do que o gás típico de galáxias como a Via Láctea.

Medições do vapor de água e de outras moléculas, como o monóxido de carbono, sugerem que há gás suficiente para alimentar o buraco negro até que ele cresça até seis vezes seu tamanho atual.

Se isso vai ou não acontecer não está claro, afirmam os astrônomos, uma vez que parte do gás pode acabar condensando-se em estrelas, ou pode ser expulso do quasar.

Viagem no tempo: fótons não ultrapassam velocidade da luz

Uma equipe de físicos da Universidade de Hong Kong afirma ter conseguido uma medição direta do precursor óptico de um único fóton, demonstrando que fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a luz no vácuo.

O estudo reafirma a teoria de Einstein de que nada viaja mais rápido do que a velocidade máxima da luz e fecha um debate de uma década sobre a velocidade de um fóton individual.

Limite da velocidade da luz

Para Einstein, nada pode viajar mais rápido do que a velocidade máxima da luz.

Mas esta é a primeira demonstração experimental de que os chamados precursores ópticos - uma espécie de parte frontal da onda de luz, sua porção que viaja mais rapidamente - existem ao nível dos fótons individuais e que eles são, como se previa, a parte mais rápida do pacote de onda, mesmo em um meio superluminal.

Ou seja, se há alguém que realmente atinge a famosa velocidade máxima c - de 299.792.458 m/s - esse alguém é o precursor óptico.

"Os resultados ampliam nosso entendimento de como um fóton individual se move. Eles também confirmam o limite máximo de velocidade que uma informação pode ser transportada com luz," afirmou Shengwang Du, coordenador do estudo.

"Ao mostrar que os fótons individuais não podem viajar mais rápido do que a velocidade da luz, nossos resultados encerram o debate sobre a verdadeira velocidade da informação transportada por um único fóton. Nossas conclusões também poderão dar aos cientistas um quadro melhor sobre a transmissão da informação quântica," completou.

Quanto a "encerrar o debate", talvez seja melhor um pouco de prudência, uma vez que o experimento contém muitos pressupostos que podem ser discutidos. Para se ter uma ideia, em 2010, um grupo de pesquisadores alemães fez um experimento diferente e chegou à conclusão oposta.

Fótons individuais superam velocidade da luz

Viagem no tempo

Há cerca de 10 anos, a descoberta de uma propagação superluminal - acima da velocidade da luz - causou sensação ao levantar a possibilidade da viagem no tempo. Mas só até que a diferença entre a velocidade de fase e a velocidade de grupo fosse devidamente explicada.

O que ocorre é que a propagação daqueles pulsos ópticos em alguns meios específicos era apenas um efeito visual - a velocidade superluminal de um grupo de fótons não poderia ser usada para transmitir qualquer informação real.

As esperanças foram então para os fótons individuais, porque a partícula quântica fóton parece poder viajar mais rápido do que o limite da velocidade da luz no mundo clássico.

Foi isto o que o Dr. Shengwang Du quis checar, medindo a velocidade máxima de um fóton individual.

Sua conclusão é que os fótons individuais obedecem às regras de trânsito da relatividade, confirmando a causalidade de Einstein, ou seja, que um efeito não pode ocorrer antes de sua causa - e isto joga por terra a possibilidade teórica da viagem no tempo que havia sido levantada com base na velocidade superluminal.

Possibilidades da viagem no tempo

Isto não significa, porém, que o experimento "provou que a viagem no tempo é impossível" - ele demonstra que não é possível viajar no tempo superando o limite de velocidade do universo com uma nave para fazer o tempo encolher.

É verdade que esta seria a forma "mais fácil" de viajar no tempo - ao menos para fótons.

Mas ainda restam esperanças para os visionários e curiosos sobre o passado e o futuro.

A teoria da relatividade continua aceitando a possibilidade de uma dobradura no contínuo do espaço-tempo para chegar aonde você já esteve antes - bastará ter uma massa suficiente, e controlável, para fazer isso, criando os agora já famosos "buracos de minhoca".

Algo bastante difícil, mas tampouco seria fácil entrar em uma nave do tamanho de um fóton.

Há também sugestões menos ortodoxas, baseadas na Teoria M, com a vantagem de serem testáveis experimentalmente.

LHC pode se tornar a primeira máquina do tempo do mundo

O tempo existe?

Mas toda essa discussão pode produzir pouca luz se, antes, não se resolver uma questão mais fundamental, praticamente filosófica: o tempo é uma entidade real ou é apenas um construto humano? Se for este o caso, faria sentido falar em viajar através de algo que não seja uma entidade física?

O tempo é real ou é uma ilusão?

Enquanto se desenrola a discussão, talvez seja mais divertido resolver a questão da possibilidade das viagens no tempo tentando detectar máquinas quânticas do tempo do futuro que estejam nos visitando hoje, uma possibilidade recentemente levantada.

Causalidade retardada

A pesquisa abre outra possibilidade interessante: como o fóton individual é considerado como uma entidade que tem uma porção frontal - o precursor óptico - que viaja mais rápido, isso significa que ele possui uma dimensão não-zero.

Assim, embora você não possa voltar no tempo com essa técnica, pode ser possível criar um hiato entre a causa e o efeito, modulando o comprimento do fóton como um todo.

Abstraindo das incrivelmente pequenas frações de tempo envolvidas, será possível ver "causas" que parecem não gerar efeitos, e "efeitos" que aparentemente saem do nada, quando todos já se esqueceram da sua "causa".

Imagine, por exemplo, bolas de bilhar que chocam-se com outras sem movê-las, como se estivessem se chocando contra um muro (causa sem efeito).

Ou, ao contrário, bolas de bilhar que repentinamente se movem sem que nada as atinja (efeito sem causa) - lembre-se de não esquecer o impacto anterior, para que a "mágica" dê certo.

O Bóson de Higgs e as outras "não descobertas" do LHC

O bóson de Higgs ainda não foi encontrado. Tudo o que apareceram até agora foram "flutuações" nos gráficos que os milhares de cientistas que monitoram os grandes detectores do LHC olham com avidez.

Flutuações já surgiram antes, e já foram devidamente aplainadas quando uma quantidade maior de dados foi coletada.

Mas talvez devêssemos começar a nos preocupar mais com outras coisas que o Grande Colisor de Hádrons ainda não encontrou.

Esta foi a principal mensagem ao fim da esperada conferência do LHC, em Grenoble, na França, onde os físicos se reuniram para ruminar e, eventualmente, digerir os primeiros resultados do maior laboratório científico do mundo.

Questões de massa

Encontrar o Bóson de Higgs, também chamada de Partícula de Deus, poderá completar o "Modelo Padrão", que contém os nossos melhores palpites sobre como explicar as partículas fundamentais e as forças da natureza.

Mas já sabemos que algumas outras questões de muito peso permanecem fora do alcance do modelo padrão - ou, talvez devêssemos dizer, questões de muito mais massa do que o Bóson de Higgs.

Entre elas está a relação entre a intensidade das diferentes forças no Universo e a natureza da matéria escura, que se acredita formar nada menos do que três quartos da sua massa.

Supersimetria

Para responder a estas questões, os físicos estão de olho em uma outra grandiosa construção teórica, conhecida como supersimetria.

A supersimetria propõe que cada partícula prevista pelo modelo padrão tem um parente "bombado", que aparece apenas em energias extremamente altas.

Mas o LHC não encontrou tais super-partículas.

"Squarks" e "gluínos", os primos fortes dos quarks e glúons do modelo padrão, foram descartados a energias de até 1 tera eléctron-volt (TeV), de acordo com uma análise do primeiro ano de colisões do LHC.

Esta é exatamente a faixa de energia na qual a família mais simples de modelos supersimétricos prevê que essas partículas deveriam ser encontradas.

Energias mais altas e modelos mais complexos ainda precisam ser explorados, mas "o ar está ficando rarefeito para a supersimetria", disse Guido Tonelli, da colaboração CMS, um dos grandes detectores do LHC.

Partículas da gravidade

Ao mesmo tempo, abaixo de uma energia de 2 TeV, não há ainda nenhum sinal dos grávitons - partículas que "transmitiriam" a gravidade e que são essenciais para uma teoria quântica dessa força.

Tantas partículas "faltantes" estão fazendo físicos se perguntarem se eles estão fazendo as perguntas certas.

Mas Rolf-Dieter Heuer, diretor-geral do CERN, aconselha a evitar conclusões precipitadas.

Com a máquina ainda acelerando rumo à sua potência total, o LHC produziu apenas um milésimo dos dados que, eventualmente, ele deverá gerar. "Alguma coisa virá", profetizou ele. "Nós apenas temos que ser pacientes."

Bóson de Higgs

No caso do Bóson de Higgs, pelo menos, ele está confiante de que algo virá mais cedo ou mais tarde.

O LHC já encontrou alguns vislumbres do que poderia vir a ser essa partícula elusiva - as tais flutuações nos gráficos - mas os resultados ainda são frágeis demais para confirmar ou para negar sua existência.

Heuer preferiu transferir a expectativa para a reunião do ano que vem, afirmando que a questão shakesperiana do Bóson de Higgs - ser ou não ser - "deverá ser respondida até o final do ano que vem".

Mas o que é preciso considerar bem é que tantas "não-descobertas" talvez sejam a melhor notícia do LHC até agora: afinal, quem iria querer gastar quase dez bilhões de dólares apenas para, no final, dizer "Eu já sabia"?

Bateria de lítio transparente mostra um pouco do futuro

Relógios e porta-retratos digitais semi-transparentes e telefones celulares com teclados translúcidos já são uma realidade, graças sobretudo à eletrônica orgânica.

Mas quem sonha com um gadget totalmente transparente estava esperando que alguém inventasse uma bateria transparente.

A rigor, não existe ainda tecnologia capaz de permitir a construção de uma bateria totalmente transparente.

Mas o Dr. Yi Cui e seus colegas da Universidade de Stanford deram um jeitinho: eles usaram o máximo de materiais transparentes que é possível e miniaturizaram o que ainda é opaco o suficiente para enganar os olhos humanos.

"Se alguma coisa é menor do que 50 micrômetros, seus olhos a verão como algo transparente," diz Yuan Yang, que foi quem colocou a mão na massa para construir a bateria.

O olho de uma pessoa "normal" tem uma resolução suficiente para enxergar objetos entre 50 e 100 micrômetros.

Malha de eletrodos

Em vez dos eletrodos tradicionais, que são opacos, Yang e Cui construíram um eletrodo com uma malha na qual cada fio tem aproximadamente 35 micrômetros de largura.

A luz consegue passar através dos buracos da malha. E, como o olho humano não consegue ver os próprios fios, toda a bateria parece ser transparente.

A estrutura da bateria usa um polímero transparente, o polidimetilsiloxano, usado na fabricação de lentes de contato e de circuitos eletrônicos flexíveis.

Bateria transparente

Primeiro os cientistas criaram as trilhas de 35 micrômetros em uma folha do polímero transparente, sobre o qual é depositado um filme metálico por evaporação, criando uma camada condutora.

Essa camada condutora é fina o suficiente para não se tornar opaca.

A seguir, uma solução contendo nanopartículas do material que armazena energia - à base de lítio - é depositada para preencher as trilhas, formando a malha.

Faltava ainda o separador entre os eletrodos. Os pesquisadores substituíram os separados tradicionais, que não são transparentes, por um eletrólito em gel que funciona tanto como eletrólito quanto como separador.

Colocando-se com precisão uma camada de eletrólito entre duas camadas com os eletrodos cria-se uma bateria, que pode ainda ser construída em várias camadas, para aumentar a capacidade de carga.

A precisão na montagem é crucial, uma vez que as trilhas de 35 micrômetros das diversas camadas devem se sobrepor perfeitamente, sob pena de perder-se a "pseudo-transparência" - com três camadas, os pesquisadores conseguiram uma transparência de 60%.

Densidade de energia

A transparência também tem seu custo: a bateria tem apenas metade da densidade de carga de uma bateria de lítio convencional, ficando próximo às baterias de níquel-cádmio.

Como há um potencial real de comercialização, os pesquisadores patentearam o projeto da bateria transparente e, agora, vão trabalhar na melhoria de sua densidade de energia.

Descobertas sétima e oitava bases do DNA

Durante décadas, os cientistas consideraram que o DNA é composto por quatro unidades básicas - adenina, guanina, timina e citosina.

Essas quatro bases são ensinadas nas escolas e nos livros de ciência e formaram a base do conhecimento crescente sobre como os genes codificam a vida.

No entanto, em 2010, eles expandiram essa lista de 4 para 6.

Agora, pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, descobriram as sétima e oitava bases do DNA.

Novas bases do DNA

As duas bases mais "novas" do DNA são 5-formilcitosina e 5-carboxilcitosina.

Elas são na verdade versões da citosina que foram modificadas por proteínas Tet, entidades moleculares que se acredita terem um papel importante na demetilação (ou desmetilação) do DNA e na reprogramação das células-tronco.

Assim, a descoberta pode trazer avanços para a pesquisa com células-tronco, dando um vislumbre das mudanças no DNA - como a remoção de grupos químicos através da demetilação - que poderiam reprogramar células adultas para fazê-las agir como células-tronco.

"Antes que possamos compreender a magnitude desta descoberta, temos que descobrir a função dessas novas bases," disse Yi Zhang, autor principal do estudo.

"Como essas bases representam um estado intermediário no processo de demetilação, elas podem ser importantes para a reprogramação celular e para o câncer, já que os dois envolvem a desmetilação do DNA."

Precisão do experimento

Já se sabe bastante sobre a quinta base, a 5-metilcitosina. Esta metilação está associada com o silenciamento genético, uma vez que ela faz a dupla hélice do DNA dobrar-se ainda mais apertado sobre si mesma.

No ano passado, o grupo de Zhang descobriu que as proteínas Tet podem converter a 5-metilC (a quinta base) em 5-hidroximetilC (a sexta base do DNA) no primeiro de uma reação de quatro passos, trazendo de volta a tradicional citosina.

Mas, por mais que tentassem, os pesquisadores não conseguiram continuar a reação para atingir as sétima e oitava bases, agora chamadas 5-formilC e 5-carboxiC.

O problema, eles finalmente descobriram, não era que a Tet não estava dando os segundo e terceiro passos, mas que seu experimento não era sensível o suficiente para detectá-los.

Assim que perceberam as limitações do ensaio, eles reprojetaram o experimento e, de fato, foram capazes de detectar as duas novas bases do DNA.

O DNA não tem todas as respostas, concluem cientistas

Fonte: Les Lang

Química de bolso: medidor de glicose vira laboratório portátil de exames

Medidores de glicose não são mais apenas para os diabéticos.

Químicos da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova técnica que permite que eles sejam usados para analisar inúmeras moléculas no sangue, no soro, na água ou nos alimentos.

A descoberta, que cria uma forma simples, portátil e barata de fazer inúmeros exames, foi publicada na revista Nature Chemistry.

Medidor de glicose

Um medidor de glicose, ou glicosímetro, é um dos poucos equipamentos amplamente disponíveis capazes de detectar quantitativamente moléculas-alvo em uma solução.

Sua única limitação é que o aparelho é fabricado com vistas a uma única substância química: a glicose.

Para usar os glicosímetros para detectar outras moléculas, os pesquisadores usaram uma série de sensores moleculares, chamados sensores funcionais de DNA.

Os sensores funcionais de DNA usam pequenos segmentos de DNA, que se ligam a alvos específicos. Uma série de DNAs e RNAs funcionais já estão disponíveis para reconhecer uma grande variedade de alvos.

Eles têm sido usados em laboratório em conjunto com equipamentos complexos e mais caros, mas os pesquisadores desenvolveram uma forma de usá-los com os medidores de glicose portáteis.

"Qualquer um poderá usá-los para uma ampla gama de detecções em casa ou no campo, para qualquer coisa que desejem, como metabólitos vitais para uma vida saudável, contaminantes na água potável ou nos alimentos, ou marcadores de doenças em potencial," disse o Dr. Yi Lu, um dos autores da pesquisa.

Medidor múltiplo

Os pesquisadores demonstraram o uso do glicosímetro adaptado para os sensores de DNA para detectar cocaína, o marcador de doença interferon, a adenosina e urânio.

Mas a técnica poderá ser usada para detectar qualquer tipo de molécula à qual um DNA ou RNA funcional possa se ligar.

A seguir, os pesquisadores planejam para simplificar ainda mais o seu método, que agora exige que o usuário primeiro aplique a amostra ao sensor de DNA funcional e, em seguida, ao medidor de glicose.

Os desafios para construir uma indústria farmacêutica brasileira

A grande dependência brasileira por importação de insumos, que são a base para a fabricação de fármacos e medicamentos, a formação de recursos humanos insuficiente em quantidade e qualidade, e a aquisição de laboratórios nacionais por empresas estrangeiras.

Estes são os principais desafios para o setor farmacêutico no Brasil, segundo pesquisadores que participaram da Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), em Goiânia.

Participaram da mesa redonda o diretor do laboratório da Fundação Oswaldo Cruz, o Farmanguinhos, Hayne Felipe da Silva, e o professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Eliezer Barreiro, pesquisador com 14 pedidos de patente, e uma patente concedida via Tratado de Cooperação em Patentes (PCT).

Barreiro coordena o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos (INCT Inofar).

Farmacêuticos

Ao abrir o evento, a professora e pesquisadora da UFG, Eliana Martins Lima, apontou o problema da formação dos farmacêuticos atualmente.

"Ainda que tivéssemos alguma parcela dos insumos, não temos farmacêuticos que sabem formular medicamento", disse.

Segundo ela, na formação dos farmacêuticos industriais hoje, o foco para os aspectos tecnológicos tem sido cada vez mais reduzido. "A formação desse profissional é mais curta, menos completa do que deveria ser", acrescentou.

Para ela, a qualificação de pessoal talvez seja um dos principais gargalos.

Importação de fármacos

O professor Eliezer Barreiro chamou a atenção para as importações brasileiras dos países asiáticos, em especial Índia, China e Coreia.

"Precisamos inverter o que eu chamo de caminho das Índias dos fármacos, corrigindo nossa dependência", afirmou Barreiro. "Devemos convocar a competência das universidades para dar essa contribuição."

O Brasil tem importado medicamentos prontos, além de fármacos, que são o princípio ativo de um medicamento, e adjuvantes, substâncias farmacologicamente inativas usadas como veículo para o princípio ativo.

Segundo o pesquisador, o mercado farmacêutico em 2010 ficou em US$ 850 bilhões. A indústria diz que investe cerca de 10% de seu faturamento em atividades de pesquisa e desenvolvimento, ou seja, seriam US$ 85 bilhões no ano passado direcionados para essas atividades.

"Esse investimento rendeu apenas 21 entidades químicas novas. Há 15 anos, este número era muito maior", contou. Em 1996, por exemplo, foram obtidas 53 novas entidades moleculares.

Empresas farmacêuticas pesquisam menos e descobrem menos medicamentos novos

Faz-de-conta da inovação

Barreiro lembrou ainda que a indústria farmacêutica nacional não investe em projetos de risco e faz muito mais inovação incremental do que radical. Ele se diz um crítico da afirmação de que a indústria nacional está inovando.

"Criou-se no Brasil um faz-de-conta no qual estaríamos interessados em inovação radical, mas se um ator não está na mesa, no caso, as empresas, o setor avança com atrofia", apontou.

O pesquisador ressaltou que as empresas nacionais são de base familiar, avessas a correr os riscos dos processos de inovação que geram produtos de maior valor agregado. Essas companhias também têm dificuldades para internalizar novas tecnologias. "Como não emprega doutores, não tem qualificação científica e tecnológica para correr os riscos do desenvolvimento tecnológico", afirmou.

Laboratórios de escalonamento

Ele defendeu que o Brasil amplie a formação de recursos humanos, para ter mais profissionais, e que estes sejam mais bem formados.

Comentou que o país precisa também de laboratórios de escalonamento para fazer inovação radical e incremental. Esse tipo de laboratório faz testes em escala piloto, ampliando a produção feita na bancada dos laboratórios para escalas mais próximas da produção comercial.

"Capacitação para inovar em fármacos exige mais do que investimento e parceria universidade-empresa, parcerias público-privado e com o governo. Exige pessoal qualificado, ações articuladas, integradas, vontade política e coragem empresarial", comentou.

Área estratégica

Hayne Felipe da Silva, da Fiocruz, destacou que fármacos e medicamentos são áreas estratégicas na política industrial atual e biotecnologia é área de futuro.

Ressaltou iniciativas do governo como o Profarma, do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), que financia projetos de inovação das empresas, as parcerias entre laboratórios públicos e empresas privadas para produção de medicamentos de interesse do Sistema único de Saúde (SUS), e a legislação que dá preferência a produtos desenvolvidos no Brasil no caso de compras públicas.

Ele defendeu a manutenção de uma política industrial com foco em saúde.

Ele também identificou como desafios o fortalecimento da regulação sanitária, pois hoje os produtos importados entram no País sem maiores exigências em termos de qualidade. Também destacou a isonomia tributária, a ampliação dos investimentos em C&T&I e em educação, e o uso do poder de compra do Estado. Também citou, como gargalo, a falta de locais capacitados para fazer ensaios clínicos e pré-clínicos.

Desnacionalização

Outro fator preocupante é um eventual processo de desnacionalização, que poderá se ampliar em virtude do potencial do mercado brasileiro.

De acordo com Eliezer Barreiro, da UFRJ, o Brasil ocupa o 10º lugar no mercado, movimentando US$ 15,7 bilhões - 88,2% do mercado nacional correspondem à venda de genéricos.

"A indústria de genéricos é a menina dos olhos, o mercado acena com crescimento na casa dos dois dígitos, e estamos muito próximos de um processo de desnacionalização", apontou Silva, do Farmanguinhos, se referindo às recentes compras de laboratórios nacionais por empresas estrangeiras.

Os pesquisadores lembraram ainda que a estratégia de P&D das grandes empresas farmacêuticas, hoje, é investir na parceria ou aquisição de pequenas companhias, geralmente spin offs de laboratórios de pesquisa de universidades e institutos.

Segundo Barreiro, após o fim da validade da patente do remédio Liptor, por exemplo, a Pfizer fechou um laboratório de pesquisa na Inglaterra que empregava 3 mil PhDs, mostrando a tendência de fazer inovação em parceria ou extramuro.

Fonte: SBPC

quarta-feira, 27 de julho de 2011

Robô esférico navega dentro de reator nuclear

Engenheiros do MIT projetaram um robô capaz de navegar pelos "intestinos" de um reator nuclear, monitorando seu funcionamento e detectando qualquer ameaça de vazamento radioativo.

Corrosão em dutos e canos

Um reator nuclear para geração de eletricidade é tipicamente uma máquina a vapor, onde o vapor, produzido pelo calor liberado pela fissão nuclear, é usado para movimentar um gerador elétrico.

Isso significa uma enorme quilometragem de tubos e canos, muitos deles subterrâneos ou embutidos dentro das estruturas de concreto.

E tubos metálicos em contato constante com água, sujeitos a altas pressões, ao calor constante e, eventualmente, a produtos agressivos, representam um prato cheio para a corrosão.

Hoje, os técnicos usam métodos indiretos para monitorar a corrosão: um gradiente de tensão é capaz de determinar qualquer sinal de corrosão ao longo de um tubo. Quando esse sinal é detectado, ondas ultra-sônicas são usadas para medir o tamanho da ameaça.

Robô esférico

Harry Asada e seus colegas acreditam ter uma ideia melhor: usar pequenas esferas robóticas, capazes de navegar e monitorar continuamente os dutos de dentro para fora.

Esses robôs esféricos, pouco maiores do que uma bola de tênis de mesa, serão equipados com câmeras, transmitindo imagens em tempo real, viabilizando um monitoramento visual contínuo.

À primeira vista, o robô esférico se parece mais com uma bola de canhão, sem qualquer mecanismo externo aparente. Segundo Asada, os sistemas de propulsão normalmente usados em veículos autônomos subaquáticos poderiam apenas piorar a situação, criando o risco de que o robô ficasse preso dentro das tubulações.

"Você teria que desligar a usina apenas para retirar o robô", disse ele. "Então nós fizemos nosso projeto absolutamente à prova de falhas."

Propulsão líquida

O objetivo é usar ao máximo o próprio fluxo de água e vapor dentro das tubulações.

Mas o robô não é totalmente passivo: os cientistas criaram uma rede de tubulações dentro do corpo do robô, por onde microbombas podem criar um fluxo de água direcional, que funciona como sistema de propulsão.

Uma válvula especial permite mudar a direção de um fluxo - de água ou de vapor - com uma pequena alteração na pressão. Esse fluxo é redirecionado de forma bastante precisa por uma rede de válvulas em formato de Y, construída dentro do corpo do robô por uma técnica de impressão 3D.

Dependendo da direção que o robô deve nadar, os pesquisadores podem fechar vários canais para disparar a água através de uma válvula específica. Essa água, saindo em alta pressão, movimenta o robô na direção oposta.

O grupo agora está trabalhando no sistema de transmissão sem fios das imagens captadas pela câmera do robô, usando uma óptica a laser, capaz de transmitir dados a uma distância de até 100 metros.

Cristais fotônicos 3D têm propriedades ópticas e eletrônicas

Em um avanço que poderá abrir novos caminhos para as células solares, lasers, metamateriais e vários outros campos, pesquisadores da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, demonstraram o primeiro cristal fotônico 3D ativo tanto óptica quanto eletronicamente.

"Nós descobrimos uma forma de mudar a estrutura tridimensional de um material semicondutor bem conhecido para criar novas propriedades ópticas, mantendo as suas propriedades elétricas," disse Paul Braun, que liderou a pesquisa.

Cristais fotônicos são materiais que podem controlar ou manipular a luz de formas totalmente inesperadas, graças à sua singular estrutura física.

Eles podem induzir fenômenos incomuns e afetar o comportamento dos fótons de formas impossíveis de se fazer com os materiais e dispositivos ópticos tradicionais.

É por isso que os cristais fotônicos são os materiais preferidos para o estudo de lasers, energia solar, LEDs, metamateriais e muito mais.

Óptico e eletrônico

Tentativas anteriores de construir cristais fotônicos 3-D resultaram em dispositivos que são ativos apenas opticamente, isto é, eles podem direcionar a luz, mas não eletronicamente ativos, de modo que não conseguem converter energia elétrica em luz ou vice-versa.

O cristal fotônico criado agora é uma estrutura tridimensional que conserva as duas propriedades.

"Com a nossa abordagem para a fabricação de cristais fotônicos, há um grande potencial para otimizar as propriedades eletrônicas e ópticas simultaneamente," disse Erik Nelson, coautor da pesquisa. "Isso nos dá a oportunidade de controlar a luz de formas muito originais, na forma como ela é emitida, como é absorvida e como se propaga."

Cristal fotônico 3-D

Para criar um cristal fotônico 3-D que é tanto eletronicamente quanto opticamente ativo, os pesquisadores começaram com pequenas esferas, empacotadas juntas dentro de um molde.

A seguir, eles depositaram arseneto de gálio (GaAs), um semicondutor amplamente utilizado pela indústria, sobre o molde, preenchendo as lacunas entre as esferas.

A arseneto de gálio cresce como um único cristal, de baixo para cima (bottom-up), um processo chamado epitaxia.

A epitaxia, ou crescimento epitaxial, é usado na indústria para criar filmes planos, bidimensionais, de um único cristal semicondutor, mas o grupo desenvolveu uma maneira de aplicá-la a uma estrutura tridimensional complexa.

Quando o molde fica cheio, depois do crescimento do cristal de GaAs, os pesquisadores removem as esferas, deixando uma estrutura 3-D porosa de um único cristal semicondutor.

Finalmente, toda a estrutura é coberta com uma camada muito fina de um semicondutor com uma maior bandgap para melhorar o desempenho e prevenir a recombinação superficial.

Aplicações específicas

A abordagem epitaxial elimina muitos dos defeitos introduzidos por métodos de fabricação de cima para baixo (top-down), um caminho muito usado para a criação de estruturas fotônicas 3-D.

Outra vantagem é a facilidade de criação de estruturas heterogêneas em camadas. Por exemplo, uma camada de poços quânticos poderia ser introduzida no cristal fotônico, preenchendo parcialmente o modelo com GaAs e depois mudando rapidamente o fluxo de vapor para outro material.

Para testar a sua técnica, o grupo construiu um LED com o cristal fotônico 3-D, que se mostrou totalmente operacional e com potencial para se tornar mais eficiente do que os LEDs atuais.

Agora, o grupo está trabalhando para otimizar a estrutura para aplicações específicas.

O LED demonstra que o conceito produz dispositivos funcionais, mas, ajustando a estrutura ou usando outros materiais semicondutores, os pesquisadores podem melhorar a captura de comprimentos de onda específicos para células solares, para aplicações em metamateriais ou para lasers.

Micropulmão artificial poderá ser implantado

Cientistas criaram um dispositivo em microescala que imita a estrutura de um pulmão.

O pequeno pulmão artificial permitirá que os médicos usem o ar comum para ventilar os pacientes, em vez do oxigênio puro.

Isso significa que o dispositivo, quando totalmente desenvolvido, poderá se tornar um pulmão artificial totalmente implantável, uma vez que ele dispensa os pesados e grandes cilindros de oxigênio.

Chip microfluídico

Joseph Potkay e seus colegas do Centro Médico Louis Stokes, nos Estados Unidos, usaram uma tecnologia chamada microfluídica, que usa minúsculos canais para lidar com fluidos, biológicos ou não.

Esta é a tecnologia que está na base de uma família de dispositivos miniaturizados conhecidos como biochips.

No micropulmão artificial, os canais são estreitados paulatinamente, replicando o sistema de artérias e capilares existentes em um pulmão real.

Uma membrana de troca de gases recobre todos os canais, de forma que o dispositivo reabasteça o sangue com oxigênio e retire o gás carbônico, dependendo da entrada utilizada - uma entrada recebe o sangue arterial e outro o sangue venoso.

Até o momento, a equipe testou o dispositivo com o sangue de animais.

Segundo Potkay, o microdispositivo se mostrou muito mais eficiente do que os pulmões artificiais atuais, que usam oxigênio puro - o que significa de três a cinco vezes mais oxigênio transferido para o sangue e dióxido de carbono retirado dele.

Implante artificial de pulmão

Embora o sistema de troca de gases seja sempre replicado nos pulmões artificiais, esta é a primeira vez que os cientistas conseguem replicar o sistema de microcanais e capilares em dimensões quase microscópicas, dispensando o oxigênio puro.

Outra grande vantagem do novo pulmão artificial é o seu tamanho, o que permitirá o barateamento dos custos desses equipamentos, que hoje são caros e restritos a poucos hospitais, assim como a futura construção de pulmões artificiais implantáveis, que funcionarão de forma parecida com um marca-passos.

O próximo passo da pesquisa é estabelecer as dimensões mínimas do sistema de microcanais para que o chip microfluídico possa suprir oxigênio suficiente para um ser humano adulto.

Pulmão artificial poderá acabar com fila de espera para transplantes

Tomateiro estressado produz super antioxidante

Uma equipe de cientistas da Universidade Politécnica da Valência, na Espanha, identificou um novo e potente antioxidante natural, que ocorre em tomateiros.

O novo antioxidante é uma substância fenólica que é sintetizada pela planta do tomate quando esta é submetida a um estresse biótico.

O composto era completamente desconhecido até agora.

A descoberta foi publicada na revista Environmental and Experimental Botany.

Super oxidante

Os pesquisadores apontam que o poder antioxidante do novo composto é 14 vezes maior do que, por exemplo, o resveratrol, o antioxidante mais conhecido, encontrado no vinho tinto, e capaz de retardar o envelhecimento celular.

Além disso, ele é 4,5 vezes mais potente do que a vitamina E e 10 vezes mais potente do que a vitamina C.

Além de descobrir e identificar a substância, os cientistas desenvolveram uma técnica barata e rápida para sua extração, e planejam licenciar a técnica para que o produto chegue ao mercado.

Estresse nas plantas

A equipe de pesquisadores explica que, quando uma planta é estimulada por um fator de estresse, ela reage ativando mecanismos que alteram os níveis de certos compostos.

"Muitos compostos fenólicos são produzidos pelas plantas em resposta ao estresse biótico ou abiótico. Esses compostos têm efeitos múltiplos, incluindo a atividade antioxidante," afirmou Vicente Conejero, diretor do grupo de pesquisa.

"Todos nós sabemos que a febre é um alarme associado a mecanismos de defesa em seres humanos. Bem, plantas doentes têm um alarme semelhante, que é a sintetização de uma série de compostos químicos.

"Um deles, até agora desconhecido, é o composto que descobrimos, que tem capacidades antioxidantes extraordinárias. Além disso, conseguimos sintetizá-lo em nosso laboratório," acrescentou.

Aplicações do super antioxidante

Esse novo super antioxidante poderá ter múltiplas aplicações.

Por exemplo, ele poderá ser usado na indústria, como conservante de alimentos para consumo humano e na ração animal, devido à sua ação como um retardador da oxidação lipídica.

Ele também é capaz de impedir alterações nos produtos, como ocorre quando os óleos e gorduras se tornam rançosos, o que diminui largamente a qualidade dos alimentos.

Outra opção é seu uso como um complemento aos alimentos funcionais.

Graças às suas propriedades benéficas à saúde, como auxiliar na prevenção de doenças coronárias e câncer, o composto deverá ter grandes aplicações na indústria farmacêutica.

Na indústria de cosméticos, o antioxidante do tomateiro estressado poderá ser usado em produtos para a pele, dadas suas propriedades relacionadas com a prevenção do envelhecimento.

Um ator inesperado na ação das vacinas: nosso próprio DNA

Cientistas descobriram um modo de ação inesperado para o alum, um adjuvante de vacinas.

Adjuvantes são substâncias farmacologicamente inativas usadas como veículo para o princípio ativo.

O alum, um sal de alumínio, é atualmente, de longe, o adjuvante mais utilizado em vacinas.

Mas Christophe Desmet (Universidade de Liège, Bélgica) e Ken Ishii (Universidade de Osaka, Japão) acabam de descobrir que a substância não é assim tão "inativa" quanto se acreditava.

Uma mãozinha do DNA

De fato, parece que, quando uma vacina contendo o alum é injetada no paciente, o contato com o adjuvante faz com que certas células do corpo liberem seu próprio DNA.

A presença desse DNA fora das células, um lugar onde ele não deveria estar em condições normais, age como um estimulante do sistema imunológico, aumentando fortemente a resposta à vacina.

Dezenas de milhões de doses do adjuvante alum são administradas a cada ano, e cada pessoa provavelmente já recebeu a substância pelo menos uma vez em sua vida.

Mas ninguém até hoje conhecia esse seu mecanismo de ação.

O trabalho foi publicado nesta semana na revista Nature Medicine.

Adjuvantes de vacinas

O alum foi desenvolvido de uma forma relativamente empírica.

Até agora simplesmente não se conhecia esse seu papel de auxílio ao sistema imunológico para responder às vacinas.

A descoberta dos pesquisadores belgas e japoneses, portanto, vai permitir uma melhor compreensão do porquê e de como as vacinas atuais funcionam e da sua capacidade de imunização.

Isso deverá ainda ajudar no desenvolvimento de novos adjuvantes para vacinas no futuro, já projetados sabendo-se que eles não são meros coadjuvantes.

Os mecanismos de resposta ao DNA, agora revelados, poderão também permitir o desenvolvimento de novos adjuvantes com atividade extremamente específica e eficaz.

A importância das vacinas

As vacinas constituem uma das armas mais eficazes da medicina moderna para evitar o surgimento de doenças infecciosas graves, como poliomielite, hepatite B, difteria e tétano.

A vacinação já permitiu a erradicação completa da varíola, responsável por dezenas de milhões de mortes.

E hoje há grandes esperanças na criação de vacinas contra outros grandes flagelos da humanidade, como a malária, o vírus da AIDS, e mesmo determinados tipos de câncer.

Esses avanços vão exigir progressos importantes em várias áreas, nomeadamente no profundo entendimento dos mecanismos da vacinação.

Por que as vacinas precisam de adjuvantes?

Uma vacina é um preparado que contém uma forma morta ou enfraquecida, ou determinados componentes, ou ainda um substituto sintético do agente infeccioso (vírus ou bactérias) responsável por uma doença.

Estimulando nosso sistema imunológico com esse "falso ataque", a vacina o prepara para se defender do agente infeccioso real.

Algumas preparações de agentes infecciosos são completadas por um adjuvante, por exemplo, se o composto por si só não consegue estimular suficientemente o sistema imunológico.

Os adjuvantes também aumentam o rendimento do antígeno, permitindo que sejam produzidas mais doses de vacinas com a mesma massa antigênica, e aumentam o período de contato do antígeno - a substância ativa da vacina - com o sistema imunológico.