segunda-feira, 30 de maio de 2011

Experiências e Brincadeirs com Eletrônica Jr.

Essas revistas são uma contribuição do Luciano, editor do site Crash Computer, que além de eletrônica e informática, está sempre com atualidades e serviços, vale a pena fazer uma visita.


Nº 02 [1984]

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domingo, 29 de maio de 2011

Materiais reparam-se sozinhos com luz

A "reparação automática" não é mais coisa de ficção científica, graças aos polímeros metalo-supramoleculares.

Reparação automática

Um vidro de relógio riscado ou a lataria arranhada de um carro que se reparam sozinhos quando expostos à luz - a "reparação automática" não é mais coisa de ficção científica. Um grupo de pesquisadores dos Estados Unidos e da Suíça está aprimorando este material, um novo tipo de plástico capaz de reparar-se em menos de um minuto quando exposto à luz ultravioleta. O nome é "polímero metalo-supramolecular", um termo que ainda não faz parte da linguagem comum, mas que logo deverá fazer parte dos produtos do nosso cotidiano. O novo material pode realmente ter muitas aplicações práticas e "comercialmente úteis", das telas digitais aos objetos comuns de plástico, que riscam ou arranham com muita facilidade. Pense, por exemplo, nos riscos na pintura de um carro ou em um esmalte de unha, que não exige que a mulher volte ao salão para refazer tudo por causa de um simples arranhão.

Plástico que se auto-conserta

Os plásticos tradicionais são feitos de polímeros, moléculas que formam longas cadeias de vários milhares de átomos, entrelaçadas como espaguete em um prato. Quando aquecido, o plástico derrete e pode ser trabalhado em um molde, por exemplo. Mas ele derrete e flui lentamente, por causa do peso das moléculas e das suas interligações. Os polímeros metalo-supramoleculares, no entanto, são feitos de moléculas 25 vezes mais curtas, grudadas umas nas outras por átomos de metal. Quando o material é aquecido, essas moléculas se separam - como elas são leves, a massa flui muito mais facilmente. Assim que o calor diminui, as moléculas se "reatam" pelas suas extremidades metálicas, e o material recupera suas propriedades originais. E, para isso, nem é preciso colocar o relógio, o celular ou o carro no forno: uma dose de radiação ultravioleta é suficiente. "Usamos lâmpadas semelhantes àquelas usadas pelos dentistas para endurecer amálgamas à base de polímero", explica Christoph Weder, do Instituto Adolphe Merkle, na Suíça.

Cura a quente

A quantidade de luz necessária é bem superior à que é fornecida normalmente pelo Sol. E isto é uma boa notícia, porque significa que esses novos plásticos permanecem estáveis no ambiente, e não correm o risco de se derreterem durante um belo dia de verão. Por outro lado, quando se tornam líquido e tapam as trincas e arranhões, os polímeros metalo-supramoleculares atingem temperaturas próximas aos 200° C. Apesar de todo o processo levar menos de um minuto e o calor ser bem focalizado, o perigo de queimadura para quem manipula o objeto é real. Para evitar isso, os pesquisadores estão trabalhando com vários metais usados como "cola" entre as moléculas. São eles que convertem a luz em calor, e nem todos precisam atingir a mesma temperatura para romper os laços que mantêm as moléculas juntas.

Profundidade da luz

Falta saber qual é a espessura necessária para que uma camada destes novos plásticos permaneça "auto-reparadora". Por enquanto, os testes foram realizados em folhas muito finas. "Já que usamos a luz, a profundidade até onde ela pode penetrar o material será sempre uma limitação. E não se pode esperar que a luz penetre em centímetros," admite Weder. Os pesquisadores sabem que o calor gerado pelos raios ultravioleta se propaga mais profundamente do que a luz. Mas qual é o seu alcance? A questão ainda está em aberto, e descobrir isto é um dos objetivos dos pesquisadores. "Por enquanto, ainda se trata de pesquisa fundamental," explica Weder. "Não buscamos desenvolver produtos para o mercado, mas sim conceitos, ferramentas que podem ser usadas para desenvolver os materiais comercialmente úteis."

Fonte: Inovação Tecnológica

terça-feira, 24 de maio de 2011

Valetrônica: a nova eletrônica do grafeno

A estrutura de banda do grafeno, com seus dois vales, é mostrada em azul e vermelho.


Anote mais um termo em seu cinto de utilidades futuras: valetrônica.

Há cerca de um ano, cientistas estudavam o promissor grafeno quando descobriram que inserir "defeitos" intencionais em sua estrutura pode permitir a criação de componentes eletrônicos menores e mais rápidos. Mas Daniel Gunlycke e Carter White descobriram que pode ser mais fácil aproveitar defeitos que ocorrem naturalmente, produzindo comportamentos discretos ao longo da folha de grafeno. Esses defeitos geram vales - daí o nome valetrônica - nas bandas de condução e de valência do grafeno.

Elétron, spin e vale

Na eletrônica convencional, o processamento dos dados binários se baseia nas cargas elétricas, representadas pelos elétrons (carga negativa) e lacunas (carga positiva). Os dados podem ser gravados também no spin de cada elétron individual, o que fez surgir o campo da spintrônica. Ao contrário da eletrônica, que se baseia na corrente elétrica, a spintrônica usa correntes ou tensões para controlar o spin do elétron, fazendo-o apontar num ou noutro sentido - um efeito de magnetização, portanto. Os cientistas, porém, descobriram que há um outro grau de liberdade em determinados cristais, incluindo o grafeno.

Novo número quântico

A banda de condução está na base das principais características de qualquer sólido cristalino - ela dita todas as propriedades do material que envolvem os elétrons, incluindo sua condução, não-condução ou semi-condução, ou a cor da luz que o material emite e absorve, por exemplo. No grafeno, essa banda não é homogênea, mas repleta de vales, provavelmente devido a flutuações térmicas no material. Na prática, isso significa que há um outro número quântico caracterizando o grafeno, associado com a intensidade desse vale. Esse "índice de vale" equivale a um momento magnético - distinto, mas similar ao spin. O interesse nesse novo número quântico é crescente entre os pesquisadores porque os primeiros estudos indicam que o momento magnético de um vale no grafeno é pelo menos 30 vezes mais forte do que o momento magnético do spin do elétron - ou seja, um efeito com grande potencial para aplicações práticas, em substituição à eletrônica e eventualmente complementar à spintrônica. Na verdade, como não há analogia entre a nascente valetrônica e a eletrônica baseada no silício, é difícil prever as possibilidades de exploração dos vales do grafeno.

Polarização pelo vale

Em 2007, cientistas demonstraram que, assim como é possível filtrar os spins dos elétrons, gerando uma corrente polarizada pelo spin - uma corrente elétrica cujos elétrons têm todos a mesma orientação - igualmente é possível filtrar tanto os elétrons quanto as lacunas (cargas positivas) de acordo com o vale que eles ocupam. Infelizmente, as estruturas exigidas para construir um filtro de vales são muito difíceis de fabricar. Como resultado, um filtro de vales ainda está por ser demonstrado experimentalmente. Agora, os dois pesquisadores descobriram que uma linha defeituosa ao longo da malha do grafeno - um defeito que surge naturalmente e é bastante comum nas folhas de grafeno - funciona como um filtro de vales natural. "Como a estrutura já está disponível, estamos esperançosos de que correntes polarizadas pelo vale possam ser geradas no futuro próximo," diz Gunlycke.

Os vales da valetrônica

O termo "vale" refere-se a depressões de energia na estrutura de banda, que descreve a energia dos elétrons (que são ondas) permitidas pela simetria do cristal. No grafeno, essas regiões formam dois pares de cones. Como um grande momento cristalino separa os dois vales, esse grau de liberdade chamado vale é muito resistente contra variações lentas de potencial, incluindo o espalhamento causado por fónons acústicos de baixa energia - esse espalhamento faz com que materiais com as mesmas características só funcionem em temperaturas criogênicas. A polarização pelos vales é obtida quando elétrons e lacunas em um vale são separados espacialmente dos elétrons e lacunas de outro vale. Isto é difícil de se fazer porque os dois vales têm a mesma energia. Os pesquisadores agora descobriram, porém, que essa separação espacial pode ser obtida em estruturas de grafeno que possuam uma simetria de reflexão ao longo de uma direção cristalográfica específica, sem ligações que cruzem a simetria. É essa propriedade que está presente na linha de defeito encontrada no grafeno. A simetria de reflexão somente permite que ondas eletrônicas (elétrons) simétricas passem através da linha de defeito - as ondas anti-simétricas são refletidas. Os pesquisadores calculam que elétrons e lacunas que se aproximem dessa linha de defeito com um grande ângulo de incidência serão polarizados com uma eficiência próxima aos 100%.

Rumo à valetrônica

Os cientistas alertam que ainda há um longo caminho a ser percorrido antes que a valetrônica se torne uma tecnologia viável. Este avanço agora obtido, contudo, representa um caminho realístico para que se possa aproximar bastante dessa viabilização prática.

Fonte: Inovação Tecnológica

domingo, 22 de maio de 2011

Beleza natural




Esse vídeo foi filmado entre os dias 04 e 11 de abril de 2011 no pico de Teide, montanha mais alta da Espanha(3718m), é um dos melhores lugares do mundo para fotografar as estrelas e é também o local do Observatório do Teide, considerado um dos melhores observatórios do mundo. É o tipo de vídeo que deve ser visto em tela cheia.