Nanomotor movido por luz é mais simples e mais promissor

Pesquisadores da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, criaram um nanomotor molecular movimentado apenas por fótons, as partículas básicas da luz, e feito a partir de uma única molécula de DNA.

Embora já existam várias versões de motores moleculares movidos por luz, a simplicidade deste novo motor coloca-o como candidato ideal para aplicações que vão das aplicações biomédicas à realização de reações químicas dirigidas na indústria.

Nanomotor de DNA

O nanomotor foi criado unindo uma molécula de DNA e uma molécula de azobenzeno, um composto químico que reage à luz. Um fóton de baixa energia faz com que essas moléculas reajam de uma forma, enquanto um fóton de alta energia ocasiona outro tipo de reação.

Em seu formato fechado, o nanomotor mede 2 por 5 nanômetros. Sob a ação da luz, ao exercer a sua força, motor se abre, estendendo-se até atingir entre 10 e 12 nanômetros.

Vantagens e aplicações

O rendimento do nanomotor fotônico não é elevado, ficando abaixo da eficiência das células solares fotovoltaicas. Contudo, a sua grande vantagem é a transformação direta da luz em movimento mecânico, abrindo a possibilidade de aplicações em nanoescala que não são possíveis com o esquema tradicional usado em macroescala, onde a eletricidade é usada para alimentar um motor, que faz o trabalho mecânico.

Outra vantagem do nanomotor é que, sendo feito de DNA, ele é biocompatível, podendo ser utilizado em desenvolvimentos que visem aplicações em biomedicina.

Motores moleculares

A pesquisa está em estágio inicial e não há previsões para sua utilização prática, embora os pesquisadores afirmem não haver impeditivos teóricos para a utilização do princípio mesmo em aplicações em macroescala, com milhões desses minúsculos dispositivos atuando conjuntamente.

Fonte: Inovação Tecnológica

Criado primeiro processador quântico de estado sólido

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, apresentou o primeiro protótipo de um processador quântico de estado sólido, dando mais um passo na longa trilha para a construção de um computador quântico prático.

O processador quântico, fabricado com materiais supercondutores, tem apenas dois qubits (qubit é um bit quântico). Mesmo sendo bastante rudimentar, sua estrutura sólida é um dos elementos mais promissores da pesquisa. Outros experimentos com computadores quânticos utilizam átomos artificiais ou condensados de Bose-Einstein, que são muito difíceis de manter e perdem a coerência espontaneamente, levando junto os dados do "computador."

Um bom começo: 2 qubits

A equipe dos cientistas Robert Schoelkopf e Steven Girvin já detinha os progressos mais recentes no campo da computação quântica. Há cerca de dois anos, eles demonstraram pela primeira vez a possibilidade de comunicação entre dois qubits à distância.

Agora os pesquisadores montaram seus dois qubits em uma estrutura compacta e demonstraram que ele é capaz de rodar algoritmos simples, como uma busca por um número em uma sequência de números.

"Nosso processador consegue desempenhar apenas uns poucos cálculos quânticos, que já foram demonstrados antes com núcleos individuais, com átomos e com fótons," explica Schoelkopf. "Mas esta é a primeira vez que esses cálculos quânticos foram feitos em um dispositivo totalmente eletrônico que já se parece muito com um microprocessador tradicional."

1 bilhão de átomos de alumínio

Cada um dos dois qubits do processador quântico é na verdade formado por cerca de 1 bilhão de átomos de alumínio, o que demonstra o potencial de avanço da computação quântica - teoricamente, cada um desses átomos poderá vir a se transformar em um qubit individual. Mas, no interior do processador quântico, esse aglomerado de átomos de alumínio se comporta como se fosse um só, formando o que os cientistas chamam de um superátomo.

O qubit pode assumir dois estados energéticos, que representam o ligado e o desligado dos transistores - ou os 0s e 1s - dos computadores eletrônicos tradicionais. Mas as semelhanças vão parando por aí.

Manutenção da coerência quântica

Devido às quase bizarras leis da mecânica quântica, cada qubit pode de fato ficar em múltiplos estados simultaneamente - ele pode ser 0, pode ser 1, pode ser 0 e 1, e assim por diante, só que tudo ao mesmo tempo. É isso que dá um poder fenomenal de cálculo e de armazenamento de informações aos computadores quânticos.

O problema é que é difícil fazer com que os qubits guardem seus dados por muito tempo. Nos primeiros experimentos de computação quântica, os qubits conseguiam guardar a informação por cerca de um nanossegundo - 1 bilionésimo de segundo.

Os qubits do processador quântico que os pesquisadores agora apresentaram conseguem manter os dados por 1 microssegundo, o que já é 1.000 vezes melhor do que no início das pesquisas, e suficiente para fazer cálculos simples.

Para fazer os cálculos, os qubits trocam dados usando diretamente a luz. O barramento quântico do chip usa fótons de micro-ondas que viajam na superfície de um fio que conecta os dois qubits.

Em vez da perda de coerência espontânea dos átomos artificiais, os pesquisadores agora conseguem que o seu superátomo mude de estado - assumindo 0 ou 1 - de forma imediata, atendendo a um comando externo. Isso só pôde ser alcançado com o uso de supercondutores, nos quais as correntes elétricas podem fluir indefinidamente sem qualquer resistência e, portanto, sem perder qualquer energia. Isso é essencial para que o qubit não perca seus dados de forma descontrolada.

Um passo de cada vez

O próximo passo da pesquisa, segundo os cientistas, será aumentar o tempo que os qubits conseguem manter seus estados quânticos - o que equivale a dizer manter seus dados - para que o processador quântico possa rodar algoritmos mais complexos. A seguir, eles tentarão interconectar mais qubits dentro do processador.

"Nós continuamos muito longe de construir um computador quântico prático, mas este foi um passo adiante importante," afirmou Schoelkopf.

Fonte: Inovação Tecnológica

Chegou o momento para uma nova Teoria da Gravitação?

Os modelos cosmológicos atualmente aceitos, dependentes da teoria da gravitação de Newton, estabelecem que uma galáxia como a nossa Via Láctea deveria ter centenas de "galáxias satélites", galáxias muito pequenas, com alguns poucos milhares de estrelas, orbitando ao seu redor.

Mas um grupo de cientistas, coordenado pelo professor Pavel Kroupa, da Universidade de Bonn, na Alemanha, afirma que não apenas não há o número esperado de galáxias satélite orbitando a Via Láctea, como também as pouco mais de 30 que foram encontradas até agora não estão onde a teoria afirma que elas deveriam estar.

Galáxias fora do lugar

Segundo os pesquisadores, os dados podem ser uma indicação de que está na hora de se elaborar uma nova teoria da gravitação, mais abrangente do que a teoria de Newton.

"Há algo estranho na sua distribuição," diz o professor Kroupa. "Elas deveriam estar dispostas de maneira uniforme ao redor da Via Láctea, mas não é isto o que nossas observações mostram."

O grupo de astrônomos e astrofísicos descobriu que as sete galáxias anãs mais brilhantes estão mais ou menos no mesmo plano, numa formação semelhante a um disco, e que elas giram todas na mesma direção ao redor da Via Láctea, da mesma forma que os planetas do Sistema Solar giram ao redor do Sol.

Paradoxo galáctico

Os cientistas acreditam que isto somente pode ser explicado se elas tiverem sido formadas por colisões entre jovens galáxias. Os fragmentos dessas colisões poderiam explicar a existência e o comportamento dessas galáxias satélites.

Mas isso coloca um paradoxo. "Os cálculos sugerem que as galáxias satélites anãs não poderiam conter nada de matéria escura se elas tiverem sido criadas desta forma," conta o professor Manuel Metz, outro membro do grupo.

"Mas isto contradiz diretamente outra evidência. A menos que a matéria escura esteja presente, as estrelas dessas galáxias estão se movendo muito mais rapidamente do que é previsto pela teoria padrão da gravitação de Newton," diz Metz.

Rejeitando a teoria de Newton

"A única solução é rejeitar a teoria de Newton. Se nós vivermos em um Universo onde se aplica uma lei da gravitação modificada, então nossas observações poderão ser explicadas sem a matéria escura," conclui ele.

Embora a rejeição da teoria da gravitação de Newton possa parecer algo surpreendente, um grande número de pesquisadores tem manifestado um entendimento de que alguns dos princípios fundamentais da física vêm sendo compreendidos incorretamente.

Ademais, se essas ideias estiverem corretas, não será a primeira vez que a teoria da gravitação de Newton será modificada. Isso aconteceu no século passado, quando Einstein introduziu as Teorias da Relatividade Geral e Especial e novamente quando a mecânica quântica foi desenvolvida para explicar a física na escala atômica e subatômica.

As anomalias agora detectadas na observação das galáxias satélites dão suporte ao uso de uma "dinâmica newtoniana modificada" onde predominam acelerações fracas.

O desafio dos físicos

Ainda é cedo para afirmar se o grupo está correto em sua interpretação e, sobretudo, para se vislumbrar o que seria esse novo modelo explicativo. O que se pode prever é que esse novo modelo alterará profundamente a forma como compreendemos nosso Universo.

E os físicos sabem que terão que enfrentar, mais cedo ou mais tarde, a tarefa de desenvolver teorias que expliquem o funcionamento da natureza nas gigantescas escalas do Universo.

Da mesma forma que a matéria apresenta propriedades radicalmente diferentes em escalas de bilionésimos de metro, no chamado mundo quântico, não se espera que as explicações sobre as galáxias, buracos negros, matéria e energia escuras, e as interações de todos esses elementos, e de todos os que ainda estão por serem descobertos, sejam explicados com base nos mesmos princípios que regem a matéria ordinária de um planeta, por mais especial que esse planeta possa ser.

fonte: Inovação Tecnológica

Unicamp desenvolve ligas de titânio para uso em próteses

Em razão das suas propriedades, as ligas de titânio estão entre os materiais mais utilizados para a produção de próteses empregadas em implantes ortopédicos e odontológicos.

Ocorre, porém, que esse material é totalmente importado, o que o torna caro e, consequentemente, inacessível a uma ampla camada da população brasileira.

Dependência tecnológica

Pesquisadores da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp estão trabalhando para tentar acabar com esse tipo de dependência tecnológica. Há 15 anos, eles vêm desenvolvendo estudos variados em torno do metal.

Os resultados alcançados, sobretudo nos últimos cinco anos, são altamente promissores. "Nós já fabricamos dez ligas diferentes, sendo que algumas delas apresentaram características equivalentes ou até superiores aos melhores resultados presentes na literatura", afirma o professor Rubens Caram, coordenador do projeto.

Processamento do titânio

Mais do que produzir ligas, os especialistas da FEM estão interessados em desenvolver tecnologias que levem ao processamento do titânio. O objetivo final é transferir o conhecimento à iniciativa privada, que se encarregaria de produzir o material em escala comercial.

A consequência do esforço seria a queda do preço das próteses, situação que traria impactos sociais positivos ao país. As ligas fabricadas em escala laboratorial, explica o professor Caram, são compostas por titânio em associação com elementos como molibdênio, tântalo, zircônio, estanho e nióbio. Este último tem como maior produtor mundial o Brasil.

As variadas misturas desses elementos, prossegue o docente da FEM, são submetidas a processos como laminação ou forjamento e, em seguida, tratadas termicamente em equipamentos que alcançam altas temperaturas. "Com isso, podemos obter materiais com propriedades mecânicas otimizadas", diz.

Uma das metas das pesquisas está justamente em compreender melhor os aspectos ligados à estrutura interna das ligas metálicas, bem como os fenômenos que ocorrem quando os materiais são submetidos a resfriamentos rápidos a partir de altas temperaturas. Após a preparação e processamento das amostras, os pesquisadores tratam de caracterizá-las e submetê-las a ensaios metalográficos, mecânicos e químicos.

Biocompatibilidade

Tais procedimentos, conforme o professor Caram, são indispensáveis quando se pretende chegar a uma liga que apresente as seguintes propriedades: biocompatibilidade, alta resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade. Dito de outro modo, a prótese produzida a partir desse material precisa se integrar bem ao organismo, resistir aos esforços do corpo e não ser extremamente rígida, a ponto de não acompanhar a flexibilidade do osso.

"Quando uma pessoa recebe uma prótese total de quadril, por exemplo, uma haste metálica é inserida no seu fêmur. Se essa haste tem uma rigidez muito elevada, ou seja, apresenta um módulo de elasticidade elevado, ela limita as deformações naturais do fêmur, o que pode causar degeneração óssea", detalha.

Além dos ensaios citados anteriormente, as ligas desenvolvidas nos laboratórios da FEM também têm sido submetidas a testes in-vitro e in-vivo. Um material em especial, composto por titânio, nióbio e estanho, apresentou excelente biocompatibilidade depois de implantado em ratos.

Capacitação de pessoal

Tão importante quanto contribuir para o desenvolvimento de novas tecnologias, os estudos empreendidos pelos cientistas da Unicamp têm proporcionado a geração de conhecimento e a formação de pessoal altamente qualificado. Segundo o professor Caram, principalmente nos últimos cinco os pesquisadores produziram diversos artigos que foram publicados em revistas de circulação internacional.

Ademais, foram concluídas três teses de doutorado, dez dissertações de mestrados e diversos trabalhos de iniciação científica. Outros trabalhos ainda estão em andamento. "Graças ao apoio de organismos como a Fapesp, Capes e CNPq, conseguimos montar uma infraestrutura de laboratório que tem nos permitido alcançar ótimos resultados na associação entre ensino e pesquisa", avalia o docente da FEM.

Titânio

O titânio pode ser considerado um material relativamente recente. Embora tenha sido descoberto há cerca de duzentos anos, sua aplicação industrial tornou-se viável apenas na metade do século passado. Ainda hoje, tem um custo elevado se comparado com outros metais. Originalmente, foi empregado pela indústria aeronáutica. Em virtude das propriedades que apresenta, no entanto, o titânio passou a ser usado na produção de ligas que são posteriormente transformadas em próteses ortopédicas e odontológicas.

O titânio é classificado como um biomaterial, pois apresenta excelente compatibilidade com o organismo, alta resistência mecânica, boa flexibilidade e elevada resistência à corrosão. Por conta desses atributos, leva vantagens sobre outros metais também usados na produção de próteses, como o aço inoxidável. O uso de materiais estranhos ao corpo humano com o objetivo de substituir ou restaurar tecidos lesados ou degradados é antigo. Evidências arqueológicas revelam que há séculos os egípcios, romanos e astecas já empregavam ouro, madeira e marfim para repor dentes e, eventualmente, restaurar tecidos ósseos.

fonte: Inovação Tecnológica

Aplicativo sincroniza leitor eletrônico Kindle com iPhone

A Amazon.com está distribuindo um aplicativo que permite que os usuários de iPhones e iPods Touch, produzidos pela Apple, acessem em seus aparelhos livros eletrônicos disponívels para o Kindle, lançado pela gigante do varejo online.

O aplicativo gratuito, disponível na loja online da Apple, permite que os usuários sincronizem o leitor de livros da Amazon com iPhones e iPods Touch, dando a eles acesso a mais de 240 mil livros disponíveis para o Kindle. Com o programa Kindle for iPhone and iPod touch, um usuário pode ler algumas páginas de um livro no Kindle ou Kindle 2 e continuar lendo de onde parou no iPhone ou no iPod Touch.

Usuários podem buscar livros compatíveis com o Kindle ou transferir sem fio os conteúdos para o iPhone ou o iPod Touch. Eles também podem acessar todos os livros comprados anteriormente.

Apesar de representar uma pequena fração dos negócios da Amazon, o Kindle tem atraído grande interesse de investidores e amantes de tecnologia em meio a especulações de que ele possa eventualmente competir com aparelhos como o iPod.

No mês passado, a Amazon lançou uma versão mais fina do aparelho, o Kindle 2, e equipada com mais capacidade de armazenamento. A empresa manteve o preço de US$ 359 (equivalente a R$ 854), o que pode limitar seu apelo junto a um público de massa.

Analistas afirmam que a Amazon não tem interesse em promover o produto muito rapidamente para que possa preservar sua base muito maior de receitas geradas pela venda de livros impressos, além de evitar competição direta com empresas como a Apple.

Fonte:tecnologia.terra.com.br

PC em forma de teclado deve ser lançado até junho

O Asus Eee PC Keyboard, basicamente um home theater PC dentro de um teclado, completo com HDMI wireless e touchscreen secundária, tem lançamento previsto para maio ou junho (a empresa não especificou em que países). O preço deve ficar entre US$ 400 e US$ 600.

O CEO da Asus, Jerry Shen, diz que eles trabalham em dois modelos, um com fio e outro sem. A versão com fio custará cerca de US$ 400; a wireless, algo por volta de US$ 600.

O teclado conta com display embutido de cinco polegadas, processador Intel Atom a 1,6 GHz, 1 GB de RAM, SSD de 16/32 GB, Wi-Fi e Bluetooth. Quanto às conexões, vem com HDMI wireless, duas USB 2.0, VGA, HDMI e entrada e saída de áudio.

O Eee PC Keyboard foi apresentado na feira de tecnologia CES, em janeiro, e vem agora à CeBIT 2009, premiado com o CeBIT PreView Awards.

Fonte:tecnologia.terra.com.b

Robô de resgate e inspeção ganha técnica inédita de locomoção

Robô Hydras, que sobe por uma estrutura rolando alternadamente seus módulos.[Imagem: Virginia Tech]

Pesquisadores criaram um robô escalador capaz de subir por colunas e outras estruturas de edifícios enrolando-se a elas. O principal objetivo é desenvolver tecnologias para o resgate e salvamento de pessoas vítimas de soterramento e para inspecionar locais perigosos.

Robô de salvamento

Além dos desastres naturais, principalmente os terremotos, que vitimam milhares de pessoas anualmente, um grande número de trabalhadores da construção civil e de minas é vítima de acidentes que resultam em soterramentos.

Nem sempre os locais onde estão as vítimas são acessíveis aos bombeiros, e um robô que possa levar água, alimentos e oxigênio, pode fazer a diferença entre a vida e a morte do acidentado, que poderá ser atendido antes que o pessoal de resgate chegue até ele.

Movimento helicoidal

O robô, batizado de Hydras (Hyper-redundant Discrete Robotic Articulated Serpentine for climbing), possui um sistema de movimentação inédito. Cada um dos seus módulos possui motores elétricos, que são acionados de forma coordenada para que o robô suba ou desça girando o próprio corpo.

"Ao contrário do movimento baseado nos vermes, utilizado para a locomoção de robôs em outros projetos, esta nova forma de ascensão exige que o robô se agarre ao redor da estrutura num formato helicoidal, e torça o seu corpo inteiro para subir ou para descer, rolando sobre a estrutura," explica o Dr. Dennis Hong, da Universidade da Virgínia, nos Estados Unidos.

Robô de inspeção autônomo

O Hydras possui sensores e câmeras, que também poderão ser utilizados para a inspeção de locais perigosos, como colunas de pontes, inclusive as partes submersas, e torres muito altas.

Na versão atual, o Hydras é comandado por um cabo, ligado a um computador central. A próxima etapa, segundo Hong, é torná-lo autônomo, levando o seu próprio processador e fonte de energia.

Fonte: Inovação tecnologica

Processadores de 32 nanômetros da Intel, uma realidade em 2010

A Intel não revelou muitos detalhes sobre seus novos processadores que virão para substituir os atuais de Atom 45 nanômetros, porém o pouco que sabemos já evidencia uma nova era entre os processadores.

O Atom ‘Medfield’, como será chamado, a princípio, virá dotado da arquitetura de 32 nanômetros e terá dentre suas principais características em relação aos seus antecessores, Silverthorne e Diamondville, a implementação de um sistema gráfico denominado PowerVR, atualmente utilizado em sistemas integrados baseados em processadores ARM.

Outros pontos a considerar serão o seu consumo de energia que não passará dos 3 watts TDP, o seu tamanho que será menor que os atuais ocupando assim menos espaço, o seu desempenho que será consideravelmente maior e seu aquecimento que será inferior aos atuais Atom.

A expectativa fica por conta de que, considerando o seu tamanho provavelmente reduzido, é bem provável que os novos Atom de 32 nanômetros sejam utilizados em aparelhos ultra portáteis como celulares, smartphones e mp3 players.

Fonte: CrunchGear

Microondas poderão extrair água na Lua e em Marte

Além da NASA, as agências espaciais da Europa, do Japão, da China e até da Índia já falam em estabelecer bases na Lua. Um sinal de que, mais ou cedo ou mais tarde, de forma independente ou colaborando entre si, veremos astronautas de diversas nacionalidades construindo as primeiras bases permanentes na Lua. Marte deverá vir a seguir, algumas décadas mais tarde.

Um dos grandes desafios dessa colonização espacial é o fornecimento de água. Levar água da Terra é muito caro e seria muito mais fácil se fosse possível extrair essa água localmente.

Extraindo água na Lua e em Marte

Agora, Bill Kaukler, da Universidade do Alabama, e Edwin Ethridge, da NASA, acreditam ter achado a solução ideal para extrair água da camada de solo congelada nos pólos da Lua.

"Muitas pessoas pensam que não existe água na Lua," diz Kaukler. "É verdade que nem todas as partes da Lua têm água. Onde as missões Apollo pousaram não há muita água porque ela é exposta ao Sol metade do tempo. Entretanto, nas regiões polares, satélites exploratórios encontraram enormes quantidades de hidrogênio, o que é uma evidência de que a água existe."

Regolito

A superfície da Lua é recoberta por uma camada de até dois metros de espessura de regolito, uma poeira fina e heterogênea, formada ao longo de milhões de anos pelo bombardeio constante de meteoritos e cometas. Os cientistas acreditam que a água está embebida nessa camada congelada e pode ser extraída de lá utilizando microondas.

Os dois pesquisadores construíram um equipamento experimental que permite o aquecimento da camada de solo lunar congelado, fazendo com que a água se descongele e chegue até a superfície, onde pode ser coletada.

Extraindo água na Lua

"As microondas não são fortemente absorvidas pelo regolito, podendo penetrar mais de um metro no solo e aquecê-lo," explica Kaukler. O aquecimento é possível porque o solo da Lua tem até 5% de ferro, uma composição semelhante à das rochas vulcânicas da Terra.

Nas crateras dos pólos lunares, onde a luz do Sol não chega, a temperatura é de -150º C. A camada de solo e gelo congelada terá que ser aquecida apenas até entre -100º C e -50º C para produzir uma pressão de vapor de água suficiente para subir até a superfície.

A água será coletada em placas metálicas sobre o solo, onde ela formará cristais de gelo que poderão ser raspados para utilização pelos astronautas.

Forno de microondas lunar

O protótipo construído pelos cientistas gera um feixe de microondas com 1.000 watts de potência, semelhante ao de um forno de microondas doméstico. As experiências mostraram que o equipamento é capaz de remover 99% da água congelada no solo por meio de sublimação, ou de converter a água congelada diretamente em vapor, permitindo a captura de 95% da água.

Os pesquisadores fizeram seus testes em um material terrestre que simula a composição física e química do regolito. Segundo eles, será necessário fazer mais testes para avaliação das propriedades eletromagnéticas do próprio regolito nas várias freqüências de microondas. A alteração dessas freqüências permitirá que as microondas penetrem mais profundamente na camada de solo, aumentando o rendimento do aparelho.

Concreto sem água

Em 2005, um colega do Dr. Kaukler propôs a fabricação de concreto sem agua para a fabricação de tijolos na Lua, que poderão ser empregados na construção das obras de engenharia necessárias ao estabelecimento de uma base lunar permanente.

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University of Alabama