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O padrão perfeito para aprisionar a luz Redação do Site Inovação Tecnológica -

O padrão perfeito para aprisionar a luz

Redação do Site Inovação Tecnológica -  26/04/2017

A superposição das redes - feitas de pontos de materiais dielétricos - cria armadilhas que aprisionam a luz. [Imagem: Gandhi Alagappin et al. - 10.1038/srep31620]

Dirigindo a luz

Dois físicos de Cingapura projetaram uma "estrutura ótima" para aprisionar a luz.

Técnicas de manipulação da luz - incluindo diminuir sua velocidade, dar-lhe nós ou fazê-la dar marcha-a-ré - tornaram-se parte integrante dos desenvolvimentos no campo das células solares e dos LEDs, e prometem estar presentes nos processadores à base de luz e nas telecomunicações.

Desta forma, uma estrutura simples, otimizada e padronizada para fazer isto pode dar um impulso a uma vasta gama de áreas de pesquisa e desenvolvimento.

Luz presa em loops

Gandhi Alagappin e Png Ching, do Instituto A*STAR, descobriram que a superposição de duas redes similares, mas de periodicidades ligeiramente diferentes, cria uma estrutura que permite controlar e posicionar a luz de acordo com a necessidade do projeto.

"Se você criar um padrão de redes mescladas na superfície de um LED, isto ajudará a liberar a luz de forma mais eficiente. Para uma célula solar, contudo, as ranhuras mescladas ajudarão a luz a entrar melhor, para que mais energia possa ser gerada," explicou Gandhi.

A dupla projetou a estrutura fotônica superpondo estruturas de pequenos pontos feitos com materiais dielétricos distribuídos em uma superfície seguindo uma proporção simples - R:R-1. Por exemplo, uma rede é mesclada com outra cujo espaçamento é 4/3 maior, ou 5/4, 6/5 etc.

"Isto cria um efeito bidimensional similar às cristas de duas ondas de frequência muito próxima. Onde há antinodos a luz é localizada na forma de um loop," disse Gandhi, acrescentando que isso é diferente da chamada Localização de Anderson, que surge da aleatoriedade de uma estrutura. "Esta é uma forma sistemática de criar um grande número de loops."

Simulações da luz aprisionada em diferentes estruturas. [Imagem: Gandhi Alagappin et al. - 10.1038/srep31620]

Metamaterial fotônico

Além de LEDs e células solares, a capacidade de criar ressonadores nos quais a luz fica aprisionada na superfície de um dispositivo também terá aplicações em componentes de computação quântica baseados em luz, como os defeitos em diamantes conhecidos como vacâncias de nitrogênio.

Mais do que isso, a nova técnica não se limita à luz, permitindo projetar sistemas que possam controlar com precisão a energia das ondas em qualquer região e em qualquer escala - som, térmica, água ou até mesmo ondas de matéria, como nos condensados de Bose-Einstein, usados recentemente para criar objetos com massa negativa.

Bibliografia:

Localization of Waves in Merged Lattices
Gandhi Alagappin, Png Ching Eng Jason
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 31620
DOI: 10.1038/srep31620

Bateria solar híbrida recarrega sem precisar de painel solar Redação do Site Inovação Tecnológica -

Bateria solar híbrida recarrega sem precisar de painel solar

Redação do Site Inovação Tecnológica -  27/04/2017

O conceito ainda depende de desenvolvimentos para chegar à aplicação prática, mas é bastante promissor. [Imagem: Andrea Paolella et al. - 10.1038/ncomms14643]

Bateria solar

Usar pequenos painéis solares para recarregar baterias de celulares e outros aparelhos é uma ideia que não pegou porque a coisa toda fica grande e desajeitada - você conseguiria carregar tudo sem problemas, mas provavelmente não iria querer.

Andrea Paolella, da Universidade McGill, no Canadá, resolveu então apostar em uma tecnologia alternativa: uma bateria que se autorecarrega usando energia solar.

Ele descobriu que o catodo - o polo positivo - das baterias comuns de íons de lítio pode se tornar sensível à luz se forem incorporados nele os corantes que são a base das células solares orgânicas, do tipo DSC (sigla em inglês de "células solares sensibilizadas por corantes").

"Em outras palavras, nossa equipe foi capaz de simular o processo de recarregamento usando luz como fonte de energia," disse ele.

Sistema híbrido solar-bateria

Tendo construído um eletrodo que absorve a luz e produz as cargas, a equipe agora precisa fazer a outra metade do trabalho - construir um anodo compatível, o polo negativo, que seja capaz de armazenar essas cargas.

"Eu estou otimista e acredito que teremos um dispositivo totalmente funcional," disse Paolella. "Falando teoricamente, nosso objetivo é desenvolver um novo sistema híbrido solar-bateria, mas dependendo da potência que ele possa gerar quando o miniaturizarmos, nós podemos imaginar aplicações práticas para aparelhos portáteis, como celulares."

O pesquisador não é o único que está entusiasmado com a possibilidade. Para realizar a parte que falta do trabalho, a equipe recebeu um financiamento de 564 mil dólares do conselho de pesquisas do Canadá (NSERC) e já aceitou uma parceria da estatal de energia Instituto Hydro-Québec.

Outras equipes já desenvolveram baterias solares, mas com tecnologias mais difíceis de miniaturizar.

Bibliografia:

Light-assisted delithiation of lithium iron phosphate nanocrystals towards photo-rechargeable lithium ion batteries.
Andrea Paolella, Cyril Faure, Giovanni Bertoni, Sergio Marras, Abdelbast Guerfi, Ali Darwiche, Pierre Hovington, Basile Commarieu, Zhuoran Wang, Mirko Prato, Massimo Colombo, Simone Monaco, Wen Zhu, Zimin Feng, Ashok Vijh, Chandramohan George, George P. Demopoulos, Michel Armand, Karim Zaghib.
Nature Communications
Vol.: 8: 14643
DOI: 10.1038/ncomms14643

Androides e replicantes vão sonhar com ovelhas quânticas? Redação do Site Inovação Tecnológica

Androides e replicantes vão sonhar com ovelhas quânticas?

Redação do Site Inovação Tecnológica -  28/04/2017

Os replicantes quânticos podem ser mais eficientes do que os modelos clássicos porque estes têm que armazenar mais informações do que as necessárias para simular o futuro. A ilustração sugere a diferença de recursos necessária entre uma simulação clássica (verde) e quântica (azul).[Imagem: Mile Gu/Jayne Thompson/CQT]

Replicantes

O termo "replicante" evoca pensamentos de um mundo de ficção científica, onde a sociedade substituiu criaturas comuns por máquinas artificiais que replicam seu comportamento.

Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura demonstraram agora que, se tais máquinas forem realmente criadas, elas funcionarão de forma mais eficiente se se basearem na teoria quântica para reagir ao ambiente.

Jayne Thompson e seus colegas analisaram os chamados "processos de entrada e saída", avaliando a fundamentação matemática usada para descrever dispositivos arbitrários que tomam decisões com base em estímulos recebidos do ambiente.

Realidade indefinida

A equipe descobriu que, em quase todos os casos, um dispositivo quântico é mais eficiente porque os dispositivos clássicos têm que armazenar mais informações do que o necessário para simular o futuro e tomar suas decisões.

"A razão para isso é a ausência de uma realidade definitiva na teoria quântica," explicou Mile Gu, coautor da análise. "A mecânica quântica tem essa característica famosa, onde algumas propriedades das partículas quânticas não são apenas desconhecidas antes de serem medidas, mas fundamentalmente não existem em um estado definitivo antes do ato de medição".

A física quântica especifica apenas as probabilidades de o sistema colapsar para cada valor possível uma vez que a medição seja realizada. Isso permite que o sistema quântico, em certo sentido, faça mais com menos - no âmbito estudado, tome mais decisões com menos informações.

"Os sistemas clássicos sempre têm uma realidade definitiva. Eles precisam reter informações suficientes para responder corretamente a cada possível estímulo futuro. Projetando um dispositivo quântico de modo que diferentes entradas funcionem como diferentes medições quânticas, podemos replicar o mesmo comportamento sem precisar de uma descrição completa de como responder a cada pergunta individual," disse Jayne Thompson.

A previsão anterior da equipe já foi demonstrada na prática - e este novo trabalho é um desdobramento daquele. [Imagem: Matthew S. Palsson et al. - 10.1126/sciadv.1601302]

Deu certo na prática

Se parece tudo muito teórico e nebuloso, e tão distante da realidade quanto os replicantes da ficção científica, é bom saber que essa equipe tem história.

Estes resultados vêm se somar aos obtidos em trabalho anterior, publicado em 2012, quando eles demonstraram um resultado similar para uma outra classe de problemas conhecidos como processos estocásticos, que têm dinâmica independente de estímulos externos - em outras palavras, eles mostraram que a física quântica e mundos como Matrix podem recriar-se mutuamente.

E aquela primeira previsão teórica acaba de ser testada experimentalmente - com êxito - pela equipe de Matthew Palsson, da Universidade de Griffith, na Austrália. Eles construíram um simulador quântico real de um processo estocástico.

Essa prova de conceito usou apenas duas partículas de luz. As primeiras simulações de processos de entrada e saída provavelmente serão feitas também em pequena escala, mas a equipe afirma esperar ver tecnologias quânticas simulando como sistemas complexos vão reagir e evoluir em situações da vida real.

Ovelhas quânticas

"Processos de entrada e saída são onipresentes na natureza," comentou o professor Vlatko Vedral, que é também um dos apoiadores da Teoria do Construtor, que fundamentalmente propõe que o Universo é uma espécie de metamorfo. "Cada entidade é essencialmente um processo de entrada e saída, das redes neurais que processam entradas passadas para tomar decisões futuras, a sementes, que determinam quando germinar com base em estímulos externos."

"Os humanos têm-se fascinado há tempos com a ideia de replicar a natureza através de máquinas, desde o famoso cavaleiro mecânico de Leonardo da Vinci até a ficção especulativa de futuros androides, como o 'Androides Sonham com Ovelhas Elétricas', de Philip K. Dick, que inspirou o filme Blade Runner. Talvez os androides no futuro, projetados por uma civilização avançada obcecada pela eficiência, sonhem na verdade com ovelhas quânticas," concluiu Vedral.

Bibliografia:

Using quantum theory to simplify input-output processes
Jayne Thompson, Andrew J. P. Garner, Vlatko Vedral, Mile Gu
Nature Quantum Information
Vol.: 3, Article number: 6
DOI: 10.1038/s41534-016-0001-3

Experimentally modeling stochastic processes with less memory by the use of a quantum processor
Matthew S. Palsson, Mile Gu, Joseph Ho, Howard M. Wiseman, Geoff J. Pryde
Science Advances
Vol.: 3, no. 2, e1601302
DOI: 10.1126/sciadv.1601302

Transístor optoeletrônico imita neurônio e tem sua própria memória Com informações da Agência Fapesp

Transístor optoeletrônico imita neurônio e tem sua própria memória

Com informações da Agência Fapesp -  24/04/2017

O componente armazena informação em sua própria estrutura, prescindindo de uma unidade complementar de memória.[Imagem: F. Hartmann et al. - 10.1021/acs.nanolett.6b04911]

Transístor com memória

Um transístor capaz de simular algumas funcionalidades dos neurônios foi criado por uma equipe da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), da Universidade de Wurzburg, na Alemanha, e da Universidade da Carolina do Sul, nos Estados Unidos.

O componente, que possui partes micrométricas e partes nanométricas, consegue enxergar a luz, contar e armazenar informação em sua própria estrutura, prescindindo de uma unidade complementar de memória.

"Nesse trabalho, demonstramos a capacidade de transistores baseados em pontos quânticos executarem operações complexas diretamente na memória. Isso pode levar ao desenvolvimento de novos tipos de dispositivos e circuitos computacionais, nos quais as unidades de memória estejam combinadas com as unidades de processamento lógico, economizando espaço, tempo e consumo de energia," disse Victor Lopez Richard, professor do Departamento de Física da UFSCar e um dos coordenadores do estudo.

O estudo contou ainda com a participação dos brasileiros Mariama Rebello Sousa Dias, Leonardo Kleber Castelano e Gilmar Eugênio Marques.

Transístor de ponto quântico

O transístor foi produzido por técnicas de crescimento epitaxial - isto é, pela deposição de camadas ultrafinas sobre um substrato cristalino. Nessa base microscópica, gotas nanoscópicas de arseneto de índio funcionam como pontos quânticos, confinando elétrons em estados quantizados.

As funcionalidades de memória decorrem da dinâmica de carga e descarga elétrica dos pontos quânticos, engendrando padrões de corrente com periodicidade modulável pela tensão aplicada nas portas do transístor ou pela luz absorvida pelos pontos.

"A grande virtude do nosso dispositivo é que ele possui uma memória intrínseca, armazenada como carga elétrica no interior dos pontos quânticos. O xis da questão é controlar a dinâmica dessas cargas de modo que o transístor possa manifestar diferentes estados. Suas funcionalidades englobam as capacidades de contar, lembrar e realizar as operações aritméticas simples normalmente feitas pelas calculadoras. Porém, em escalas de espaço, tempo e energia incomparavelmente menores", informou Victor.

O novo componente pode se tornar a base de uma plataforma utilizável em equipamentos como contadoras ou calculadoras, com a memória intrinsecamente vinculada ao próprio transístor, e todas as funcionalidades disponíveis dentro do mesmo sistema, em escala nanométrica, sem a necessidade de um espaço adicional para o armazenamento de dados.

"Além disso, como os pontos quânticos são sensíveis a fótons, podemos dizer que o transístor é capaz de enxergar a luz. E, tanto quanto a voltagem elétrica, a absorção fotônica possibilita controlar a dinâmica de carga e descarga dos pontos quânticos, simulando as respostas sinápticas e algumas funcionalidades neurais", disse Victor.

O transístor tem um comportamento similar aos dos memoristores. [Imagem: F. Hartmann et al. - 10.1021/acs.nanolett.6b04911]

Saindo do frio

Mas novos desenvolvimentos serão necessários antes que o transístor possa vir a ser utilizado como recurso tecnológico - por enquanto, ele só funciona em temperaturas extremamente baixas, da ordem de 4 kelvin, correspondentes à temperatura do hélio líquido.

"Nossa meta é torná-lo funcional em outros patamares - até mesmo na temperatura ambiente. Para isso, os espaços eletrônicos do sistema deverão estar suficientemente espaçados, de forma a não serem afetados pela temperatura. Será preciso controlar melhor também as técnicas de síntese e crescimento do material, de modo a sintonizar os canais de carga e descarga. E a quantização dos estados armazenados nos pontos quânticos", ressalvou Victor.

Bibliografia:

Nanoscale Tipping Bucket Effect in a Quantum Dot Transistor-Based Counter
F. Hartmann, P. Maier, Mariama Rebello Sousa Dias, S. Göpfert, Leonardo Kleber Castelano, M. Emmerling, C. Schneider, S. Höfling, M. Kamp, Y. V. Pershin, Gilmar Eugênio Marques, Victor Lopez-Richard, L. Worschech
Nano Letters
Vol.: 17 (4), pp 2273-2279
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04911

Fibra óptica de semicondutor promete acelerar a internet Redação do Site Inovação Tecnológica

Fibra óptica de semicondutor promete acelerar a internet

Redação do Site Inovação Tecnológica -  24/04/2017

Núcleo de silício amorfo construído no interior de um canal dentro da fibra óptica de quartzo.[Imagem: Penn State]

Fibra óptica de semicondutor

Um novo tipo de fibra óptica híbrida promete multiplicar a capacidade de transmissão de dados das redes atuais sem grandes revoluções na infraestrutura.

A ideia é substituir o quartzo - ou sílica - das fibras ópticas atuais, um material que é essencialmente um vidro, por um material semicondutor.

As fibras de sílica só podem transmitir dados convertidos em pulsos luminosos. Isso requer equipamentos externos para converter em pulsos de luz os pulsos elétricos dos aparelhos eletrônicos - computadores, por exemplo.

Fibras semicondutoras, por sua vez, poderão transmitir tanto luz quanto os dados eletrônicos e também serão capazes de completar a conversão de dados elétricos para ópticos em tempo de voo durante a transmissão, melhorando a velocidade de transmissão.

A proposta é da equipe dos professores Venkatraman Gopalan e John Badding, da Universidade da Pensilvânia, que publicaram uma série de trabalhos nos últimos meses demonstrando a viabilidade das fibras ópticas semicondutoras.

A equipe já conseguiu fabricar transistores dentro de fibras, mostrando que fibras ópticas com poder de processamento não são um sonho tão distante. [Imagem: He et al./Nature Photonics]

Fibras ópticas inteligentes

Na verdade, essa tecnologia começou a ser desenvolvida em 2006, quando a mesma equipe demonstrou a possibilidade de fabricar componentes eletrônicos no interior de uma fibra óptica.

Aos poucos, essas fibras ópticas com semicondutores foram sendo melhoradas, até ganhar poder de processamento.

A equipe conseguiu agora melhorar o núcleo policristalino da fibra fundindo um núcleo de silício amorfo de alta pureza no interior de um capilar de 1,7 micrômetro, perfurado na fibra óptica tradicional de sílica. Depois de ser depositado por um processo a laser, o material se solidifica, formando cristais individuais com um comprimento até 2.000 vezes maior do que sua espessura.

Isto transforma o núcleo policristalino da fibra, cheio de imperfeições, em um cristal único, muito mais eficiente.

"Agora nós podemos construir alguns dispositivos reais, não apenas para telecomunicações, mas também para endoscopia, imageamento, lasers de fibra e muito mais," disse Gopalan.

Bibliografia:

Single-Crystal Silicon Optical Fiber by Direct Laser Crystallization
Xiaoyu Ji, Shiming Lei, Shih-Ying Yu, Hiu Yan Cheng, Wenjun Liu, Nicolas Poilvert, Yihuang Xiong, Ismaila Dabo, Suzanne E. Mohney, John V. Badding, Venkatraman Gopalan
Photonics
Vol.: 4 (1), pp 85-92
DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00584

Single-Crystal Germanium Core Optoelectronic Fibers
Xiaoyu Ji, Ryan L. Page, Subhasis Chaudhuri, Wenjun Liu, Shih-Ying Yu, Suzanne E. Mohney, John V. Badding, Venkatraman Gopalan
Advanced Optical Materials
Vol.: 110, 091911
DOI: 10.1002/adom.201600592

A silicon microwire under a three-dimensional anisotropic tensile stress
Xiaoyu Ji, Nicolas Poilvert, Wenjun Liu, Yihuang Xiong, Hiu Yan Cheng, John V. Badding, Ismaila Dabo, Venkatraman Gopalan
Applied Physics Letters
DOI: 10.1063/1.4977852

Gotas saltadoras tiram calor de pontos quentes de processadores Redação do Site Inovação Tecnológica

Gotas saltadoras tiram calor de pontos quentes de processadores

Redação do Site Inovação Tecnológica -  25/04/2017

A placa de cima é um evaporador super-hidrofílico, enquanto a placa do fundo é um condensador super-hidrofóbico no qual as gotículas saltam após a coalescência. O mecanismo de salto retorna as gotículas de condensado para o evaporador - fornecendo uma maneira de lidar com pontos quentes móveis assim que eles surjam.[Imagem: Craig Fennel/eGrafx/Chuan-Hua Chen/Duke University]

Tirando calor com vapor

Engenheiros da Universidade de Duke, nos EUA, conseguiram usar um fenômeno físico comum e bem conhecido - gotas que se evaporam, retirando calor de uma superfície - para ajudar a resfriar os cada vez mais esquentados processadores de computadores e celulares.

Apesar das inúmeras técnicas de resfriamento existentes, os processadores têm a desagradável mania de não dissipar uniformemente o calor que produzem, criando os chamados "pontos quentes". Pior ainda, esses hotspots são móveis, mudando de lugar dentro do processador de acordo com as tarefas de computação realizadas a cada momento.

Kris Wiedenheft e seus colegas usaram uma abordagem que chamam de "gotas saltadoras", que se mostrou capaz de atacar justamente os pontos quentes móveis.

Eles observaram que, quando duas gotas de água se fundem numa superfície hidrorrepelente (super-hidrofóbica), a gota fundida espontaneamente salta perpendicularmente a essa superfície. Além disso, a equipe constatou que o movimento de salto fora do plano é impulsionado pela energia superficial inicialmente armazenada nas gotículas e liberada na coalescência da queda. É este efeito que foi usado para resfriar os pontos quentes.

Dissipador para hotspots

O dissipador é constituído por uma câmara de vapor construída entre duas placas paralelas, uma superfície super-hidrofóbica e outra parecida com uma esponja (super-hidrofílica).

"Quando aparece um ponto quente na superfície hidrofílica saturada com água, ele faz com que o fluido vaporize. O vapor de água condensa-se na superfície super-hidrofóbica oposta e libera o calor residual. Conforme as gotículas do condensado crescem e se fundem, o movimento de salto induzido pela coalescência devolve o fluido de trabalho à superfície super-hidrofílica. Esse 'retorno do salto' permite que a câmara de vapor dissipe o calor continuamente," detalhou o professor Chuan-Hua Chen.

O sistema funcionou, mas a equipe acredita que é possível melhorar. Para isso eles vão procurar materiais mais eficientes para usar nas duas superfícies.

"É tecnicamente desafiador projetar uma câmara de vapor de gotas saltantes com materiais de molhabilidades opostas que sejam compatíveis com vapor de alta temperatura. Vamos refinar a escolha dos materiais de modo que nosso sistema possa trabalhar de forma estável a uma temperatura mais alta com uma dissipação de calor mais efetiva. Nós já demonstramos um desempenho de resfriamento comparável ao do cobre, mas eu vejo um caminho para exceder significativamente este padrão industrial uma vez que resolvamos a questão dos materiais," concluiu Chen.

Bibliografia:

Hotspot cooling with jumping-drop vapor chambers
Kris F. Wiedenheft, H. Alex Guo, Xiaopeng Qu, Jonathan B. Boreyko, Fangjie Liu, Kungang Zhang, Feras Eid, Arnab Choudhury, Zhihua Li, Chuan-Hua Chen
Applied Physics Letters
DOI: 10.1063/1.4979477

Gerador recarregável de papel - feito de origami Redação do Site Inovação Tecnológica -

Gerador recarregável de papel - feito de origami

Redação do Site Inovação Tecnológica -  25/04/2017

Ficar pressionando o dispositivo por alguns minutos carrega o nanogerador com até 1 volt. [Imagem: American Chemical Society]

Gerador de origami

Este é o protótipo mais recente no campo dos nanogeradores triboelétricos, e vem com uma vantagem significativa em relação aos seus antecessores: ele consegue recarregar rapidamente, com algumas dezenas de ciclos de "bombeamento".

Com uma estrutura totalmente em papel e com um projeto baseado na técnica de origami, o nanogerador foi criado por Hengyu Guo e seus colegas do Instituto de Nanoenergia e Nanossistemas de Pequim, na China.

O objetivo é usar a energia mecânica que nos circunda a todo momento - dos nossos passos, dos batimentos do nosso coração ou mesmo de uma brisa leve - para flexionar o gerador e produzir eletricidade suficiente para alimentar equipamentos de baixo consumo, como relógios e sensores.

A ideia do papel e de sua dobradura em origami surgiu porque a maioria dos nanogeradores ainda é pesada, incompatível com os usos que se tem em mente, e demoram muito para recarregar.

Eletricidade a preço de ouro

Depois de escolher um projeto de origami fácil de flexionar, Guo recobriu o papel com diferentes materiais. As superfícies internas são revestidas com ouro e um filme de etileno-propileno fluorado, compondo o nanogerador propriamente dito. Os quatro lados externos são recobertos com nanopartículas de ouro e grafite, formando o elemento supercapacitor que armazena a eletricidade.

Ficar pressionando o dispositivo por alguns minutos carrega o nanogerador com até 1 volt, suficiente para operar um controle remoto, um sensor de temperatura ou um relógio.

Ou seja, ao menos por enquanto, é apenas eletricidade a preço de ouro, mas a comunidade científica vem apostando em peso de que o futuro de dispositivos como os que comporão a Internet das Coisas e os sensores ambientais, cada vez mais utilizados, serão alimentados com alguma versão aprimorada de um nanogerador, dispensando a troca de baterias ou as fiações.

Bibliografia:

Ultralight Cut-Paper-Based Self-Charging Power Unit for Self-Powered Portable Electronic and Medical Systems
Hengyu Guo, Min-Hsin Yeh, Yunlong Zi, Zhen Wen, Jie Chen, Guanlin Liu, Chenguo Hu, Zhong Lin Wang
ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.7b00866

Conserto de aparelhos vintages AVISO IMPORTANTE

Bom dia , deixo um aviso aqui , aparelhos vintages para serem consertados requerem tempo para o conserto ser de qualidade , muitas vezes as peças precisam ser encomendadas , e serão consertados na ordem de chegada .Não adianta trazer o aparelho e querer que seja consertado na hora existem aparelhos aprovados na frente e que os donos estão esperando . Paciência e tranquilidade são fundamentais para um conserto perfeito .

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Robô dobrável quase passa em baixo da porta Redação do Site Inovação Tecnológica -

Robô dobrável quase passa em baixo da porta

Redação do Site Inovação Tecnológica -  18/04/2017

O Puffer usa sua própria placa de circuito impresso como monobloco.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Robô dobrável

Engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA estão testando um novo tipo de robô para explorar locais de difícil acesso.

O Puffer (Pop-Up Flat Folding Explorer Robot) é leve e usa uma técnica inspirada no origami para dobrar suas rodas e reduzir radicalmente sua altura, o que permite que ele entre em locais onde outros robôs não conseguem chegar.

O robô dobrável foi testado em uma variedade de terrenos acidentados, desde o Deserto de Mojave, na Califórnia, até as colinas nevadas da Antártida.

A ideia é explorar áreas que podem ser muito arriscadas para enviar um robô de pleno direito, grande e caro, como encostas íngremes ou atrás de dunas de areia - uma missão poderá contar com vários Puffers, liberados pelo robô principal, que ficará responsável por receber e retransmitir os dados.

"Eles podem fazer ciência paralelamente com o rover, de forma que você pode aumentar as atividades que consegue fazer em um dia. Podemos vê-los sendo usados em locais difíceis de alcançar - se espremendo sob reentrâncias, por exemplo," disse Jaakko Karras, gerente do projeto.

Já Carolyn Parcheta, também da NASA, juntou-se à equipe do Puffer por outros motivos: ela pretende usar o conceito para fazer geologia aqui na Terra mesmo, por exemplo, estudando áreas vulcânicas, cheias de saliências e reentrâncias.

O próximo passo será desenvolver equipamentos científicos miniaturizados que possam ser levados pelo robô. [Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Origami resistente

Apesar de se inspirar na técnica de origami, o robô já usa apenas materiais resistentes, adequados às áreas que pretende explorar.

Sua estrutura é toda construída ao redor da placa de circuito impresso onde vão seus equipamentos. As duas rodas dobram-se sobre a placa e mantiveram as ranhuras típicas das dobraduras em papel para conseguir escalar superfícies íngremes e irregulares.

Agora que já demonstraram que o pequeno robô dobrável consegue ir aonde nenhum robô jamais foi antes, a equipe passará a se dedicar a desenvolver equipamentos científicos miniaturizados que possam ser integrados à sua estrutura.

Componente de computador termal funciona a 300º C Redação do Site Inovação Tecnológica

Componente de computador termal funciona a 300º C

Redação do Site Inovação Tecnológica -  19/04/2017

Esta é a estrutura completa do diodo térmico, que deixa o calor passar apenas num sentido. [Imagem: Elzouka/Ndao - 10.1038/srep44901]

Computador a calor

Mahmoud Elzouka e Sidy Ndao, da Universidade Nebraska-Lincoln, nos EUA, construíram os primeiros componentes de um futuro computador termal.

Enquanto um processador eletrônico funciona com base na eletricidade, um processador termal irá funcionar com base na movimentação do calor.

Esse campo de pesquisas é conhecido como fonônica, ou eletrônica do calor.

"Nós demonstramos o bloco fundamental do que poderá se tornar o computador termal do futuro, e ele funciona em temperaturas muito altas. Para alguém que também trabalha ativamente no resfriamento eletrônico, isso faz você se perguntar: 'E se todos parássemos de refrigerar a eletrônica?', descreveu Ndao.

Computadores a calor podem ser muito interessantes para quem está interessado em criar equipamentos para perfurações profundas na Terra, explorar energia geotérmica, estudar vulcões, explorar o planeta Vênus ou mesmo reciclar o calor desperdiçado por processos industriais ou domésticos.

• Criado transístor que funciona com calor

Diodo termal

A dupla construiu um diodo termal que opera a temperaturas de até 326° C.

Princípio de funcionamento do diodo termal. [Imagem: Elzouka/Ndao - 10.1038/srep44901]

Assim como um diodo eletrônico deixa a eletricidade passar apenas num sentido, o que é essencial para construir um transístor, o diodo termal deixa o calor passar num sentido e o bloqueia no outro.

Essa capacidade de controlar a direção do fluxo de calor permite que os diodos termais produzam dois níveis distintos de um sinal - duas temperaturas -, formando a base para os níveis lógicos binários "0" e "1".

O componente faz isso controlando a distância entre duas superfícies: um terminal móvel e um terminal estacionário. Os pesquisadores demonstraram que alterar as temperaturas relativas dos dois terminais altera o tamanho da abertura entre eles, o que altera a quantidade de calor transferido, que por sua vez depende da direção do fluxo de calor.

Todo o dispositivo consiste em 24 pares de terminais móveis e fixos, juntamente com dois microaquecedores de platina que controlam e medem de forma independente as temperaturas de cada par de terminais. Quando o terminal fixo está mais quente do que o terminal móvel, o intervalo é grande, resultando numa baixa taxa de transferência de calor. Quando o terminal móvel se torna mais quente do que o terminal fixo, o terminal móvel se move mais próximo do terminal fixo e o intervalo diminui, elevando a taxa de transferência de calor.

Uma das vantagens é o que o componente usa apenas materiais tradicionais, embora outras equipes já tenham proposto técnicas alternativas, usando metamateriais e escudos contra o calor, para obter o mesmo efeito.

Bibliografia:

High Temperature Near-Field NanoThermoMechanical Rectification
Mahmoud Elzouka, Sidy Ndao
Nature Scientific Reports
Vol.: 7, Article number: 44901
DOI: 10.1038/srep44901

Novo microscópio eletrônico vê mais do que uma imagem Redação do Site Inovação Tecnológica -

Novo microscópio eletrônico vê mais do que uma imagem

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/04/2017

O segredo do novo microscópio eletrônico está em seu detector de elétrons, que consegue não apenas detectar as partículas individuais, mas também calcular interferências que elas sofreram ao passar pela amostra observada.[Imagem: Kayla X. Nguyen et al. - 10.1017/S1431927616009430]

Supereletrônico

O microscópio eletrônico acaba de tornar-se um equipamento ainda mais poderoso e valioso para a ciência.

Nas versões atuais, esses microscópios usam elétrons para gerar imagens de características menores do que o comprimento de onda da luz, que representa o limite dos microscópios ópticos. Como os elétrons são ondas/partículas muito menores do que o comprimento de onda da luz visível, eles tornam possível fazer imagens com resoluções muito maiores.

Agora, engenheiros da Universidade de Cornell, nos EUA, descobriram como tirar mais informações dos elétrons que só vinham sendo usados para gerar as imagens.

Com isto, tornou-se possível, ao mesmo tempo em que a imagem é gerada, obter informações sobre a estrutura da amostra que está sendo observada.

"Nós podemos extrair tensões locais, inclinações, rotações, polaridade e até mesmo campos elétricos e magnéticos," disse o professor David Muller.

Observação de amostras biológicas

No microscópio eletrônico de varredura tradicional (STEM), um feixe estreito de elétrons é disparado, varrendo a amostra para frente e para trás para produzir uma imagem. Um detector abaixo lê a intensidade variável dos elétrons que chegam e envia um sinal que desenha uma imagem na tela do computador.

O novo microscópio substitui o detector comum por uma matriz de 128x128 píxeis sensíveis a elétrons, cada um com 150 micrômetros quadrados. A matriz é ligada a um circuito integrado que lê os sinais, de forma parecida com o que acontece em uma câmera digital, mas não para formar uma imagem: Sua finalidade é detectar os ângulos em que os elétrons emergem, porque cada elétron atinge um pixel diferente.

Combinando os dados do detector com o feixe focalizado do microscópio eletrônico, torna-se possível construir um mapa "quadridimensional" de posição e momento dos elétrons conforme eles passam através da amostra, informações suficientes para revelar a estrutura atômica e as forças dentro do material.

"[O detector] grava um quadro de imagem em menos de um milésimo de segundo e pode detectar de um a um milhão de elétrons primários por píxel, por quadro de imagem," explicou Muller. "Isto é 1.000 vezes a gama dinâmica e 100 vezes [mais do que] a velocidade dos sensores de imagem de elétrons convencionais."

A grande vantagem dessa alta velocidade é que a amostra fica sujeita a um nível muito baixo de radiação, permitindo "filmar" processos celulares ou observar um espécime de vários ângulos para produzir uma imagem 3D de alta qualidade.

Bibliografia:

4D-STEM for Quantitative Imaging of Magnetic Materials with Enhanced Contrast and Resolution
Kayla X. Nguyen, Prafull Purohit, Robert Hovden, Emrah Turgut, Mark W. Tate, Lena F. Kourkoutis, Gregory D. Fuchs, Sol M. Gruner, David A. Muller
Microscopy and Microanalysis
Vol.: 22 - Issue S3
DOI: 10.1017/S1431927616009430

Rumo ao cérebro artificial, sinapses eletrônicas já aprendem sozinhas Redação do Site Inovação Tecnológica -

Rumo ao cérebro artificial, sinapses eletrônicas já aprendem sozinhas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  17/04/2017

Impressão artística da sinapse eletrônica: as partículas representam elétrons que circulam através de um óxido, em analogia com os neurotransmissores nas sinapses biológicas. O fluxo de elétrons depende da estrutura do domínio ferroelétrico do óxido, que é controlada por pulsos elétricos. À direita, estrutura do componente real.[Imagem: Sören Boyn/CNRS/Thales]

Aprendizado de máquina autônomo

Pesquisadores franceses criaram uma sinapse artificial capaz de aprender sozinha, sem que os humanos precisem se dedicar ao tedioso trabalho de treiná-la para que ela aprenda a executar suas funções.

Este é um passo importante para a criação de circuitos biomiméticos mais complexos, inspirados no funcionamento do cérebro.

O processo de aprendizagem do cérebro está ligado às sinapses, que servem de ligação entre os neurônios. Quanto mais a sinapse é estimulada, mais a conexão é reforçada, melhorando a aprendizagem.

Soren Boyn e seus colegas do CNRS imitaram esse conceito usando um tipo especial do já bem conhecido memoristor, um componente que também consegue se lembrar das correntes elétricas que já o percorreram anteriormente, o que faz com que ele funcione como uma espécie de sinapse artificial.

O que a equipe conseguiu fazer de novidade foi desenvolver um modelo físico capaz de prever como a sinapse artificial irá funcionar. Esse entendimento do processo, escrevem eles, tornará possível criar sistemas mais complexos e "máquinas mais inteligentes", tirando proveito de uma série de memoristores interconectados.

"Com base neste modelo físico, nossas simulações mostram que as matrizes de nano-sinapses ferroelétricas podem aprender autonomamente a reconhecer padrões de forma previsível, abrindo o caminho para a aprendizagem não-supervisionada em redes neurais," escreveu a equipe.

Câmera inteligente

O próximo passo será testar se o modelo funciona realmente e, para isto, o grupo está trabalhando em um conceito inovador de uma câmera que será dotada de um sensor inteligente, que aprenderá como lidar com a luz.

Se tudo funcionar como eles planejam, os píxeis do sensor da câmera ficarão inativos até que detectem uma mudança no ângulo de visão, quando então se ativarão autonomamente.

Os ganhos esperados são que a câmera leve menos tempo para detectar objetos selecionados e consuma menos energia, já que os píxeis ficarão mais desligados do que ligados.

Bibliografia:

Learning through ferroelectric domain dynamics in solid-state synapses
Sören Boyn, Julie Grollier, Gwendal Lecerf, Bin Xu, Nicolas Locatelli, Stéphane Fusil, Stéphanie Girod, Cécile Carrétéro, Karin Garcia, Stéphane Xavier, Jean Tomas, Laurent Bellaiche, Manuel Bibes, Agnès Barthélémy, Sylvain Saïghi, Vincent Garcia
Nature Communications
Vol.: 8: 14736
DOI: 10.1038/NCOMMS14736

HELLBLOG: A SITUAÇÃO É GRAVE ! O procurador Deltan Dallagnol...

HELLBLOG: A SITUAÇÃO É GRAVE ! O procurador Deltan Dallagnol...

Técnica revolucionária faz nanotubos virarem transistores Redação do Site Inovação Tecnológica -

Técnica revolucionária faz nanotubos virarem transistores

Redação do Site Inovação Tecnológica -  11/04/2017

Ilustração artística dos nanotubos de carbono, envelopados pelos polímeros com extremidades tiol (esferas amarelas) e assentados autonomamente sobre os eletrodos de ouro. [Imagem: Arjen Kamp]

Prática difícil

Transistores de nanotubos de carbono não são nenhuma novidade - na verdade, vários protótipos de transistores de nanotubo vêm superando os transistores de silício há algum tempo.

O problema é que é difícil fabricá-los mesmo em escala de laboratório, porque os nanotubos saem do forno em versões metálicas e semicondutoras, tudo misturado. Mais difícil ainda será então fabricá-los em escala industrial.

Nesse quadro, promissor de um lado e decepcionante do outro, uma técnica que permita que os próprios transistores se montem sozinhos, sem nenhuma intervenção humana, pode parecer um sonho ainda mais distante.

Na verdade nem é mais um sonho, conforme acaba de demonstrar Vladimir Derenskyi, da Universidade de Gronigen, na Holanda, em parceria com colegas da Alemanha e com a colaboração da IBM de Zurique.

Automontagem dos transistores

A técnica parece enganosamente simples - para ter uma dimensão das dificuldades, basta ver que a equipe vem trabalhando nela há 10 anos, sem contar outros grupos tentando abordagens similares.

A partir de uma solução, os transistores se organizam sozinhos, emergindo sobre uma placa de ouro com quase 100% de pureza e com excepcional mobilidade eletrônica.

O segredo está nos polímeros que abraçam os nanotubos em solução. Cadeias tiol desses polímeros conectam os tubos à matriz de ouro, criando os transistores - tióis são álcoois nos quais o enxofre toma o lugar do oxigênio.

Os padrões metálicos de ouro são inicialmente gravados em um substrato, que é então mergulhado na solução de nanotubos de carbono. Para se obter o alinhamento adequado do circuito, os eletrodos são cuidadosamente espaçados, a 300 nanômetros uns dos outros. Como os nanotubos têm cerca de 500 nanômetros de comprimento, eles se assentam corretamente para compôr o transístor.

Esse espaçamento é grande e limita a densidade dos transistores, mas a equipe afirma estar confiante de que conseguirá reduzi-lo no futuro próximo.

Capítulo dramático

E houve ainda um capítulo dramático nessa descoberta. A ideia de usar as cadeias tiol ocorreu à professora Maria Loi alguns anos atrás. Contudo, durante o desenvolvimento, ela viu seu projeto quase ir por água abaixo quando a IBM patenteou essa ideia.

"Mas havia um grande problema no trabalho da IBM: os polímeros com tióis também se ligavam a nanotubos metálicos e os incluíam nos transistores, o que os arruinava," contou ela. Isso abriu caminho para uma colaboração, conforme os pesquisadores descobriram como superar essas deficiências.

"O que demonstramos agora é que esse conceito de montagem de baixo para cima funciona: usando polímeros com uma baixa concentração de tióis, podemos trazer seletivamente os nanotubos semicondutores de uma solução para um circuito. A ligação enxofre-ouro é forte, por isso os nanotubos ficam firmemente fixados: o suficiente mesmo para ficar lá após a sonicação do transístor em solventes orgânicos," contou Loi.

Bibliografia:

On-Chip Chemical Self-Assembly of Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes (SWNTs): Toward Robust and Scale Invariant SWNTs Transistors
Vladimir Derenskyi, Widianta Gomulya, Wytse Talsma, Jorge Mario Salazar-Rios, Martin Fritsch, Peter Mirmalraj, Heike Riel, Sybille Allard, Ullrich Scherf, Maria A. Loi
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201606757

Primeiro processador feito de uma única camada atômica Redação do Site Inovação Tecnológica -

Primeiro processador feito de uma única camada atômica

Redação do Site Inovação Tecnológica -  12/04/2017

Microfotografia do processador fabricado com semicondutores com apenas uma camada atômica [Imagem: Hermann Detz/TU Vienna]

Eletrônica atômica

Está pronto o primeiro processador feito com os semicondutores mais finos possíveis - com apenas uma camada atômica.

Além de "mais fino impossível", o processador é flexível e potencialmente transparente.

E ele não foi feito de grafeno, mas de molibdenita, ou dissulfeto de molibdênio (MoS2). Embora ambos sejam considerados materiais bidimensionais, o grafeno tem um único átomo de espessura, um átomo de carbono, enquanto a organização dos átomos de molibdênio e enxofre deixa a molibdenita com três átomos de espessura.

A molibdenita tem estado à frente do grafeno no quesito proximidade do uso industrial, mas mais recentemente várias equipes vêm apostando em soluções híbridas para a eletrônica ultrafina - ao contrário do grafeno, a molibdenita possui naturalmente propriedades semicondutoras.

Processador monoatômico

O primeiro microprocessador totalmente funcional feito de materiais monoatômicos foi construído por Stefan Wachter e seus colegas da Universidade de Viena, na Áustria.

O processador, medindo 0,6 mm², é formado por apenas 115 transistores, o que o torna capaz de executar operações lógicas de 1 bit - mas a estrutura é escalável, e versões multibits deverão ser fabricadas a seguir.

"Nosso objetivo é construir circuitos significativamente maiores que possam fazer muito mais em termos de operações úteis. Queremos fazer um projeto de 8 bits completo - ou mesmo mais bits - em um único chip com componentes ainda menores," disse o professor Thomas Mueller, coordenador da equipe.

Estrutura do processador de 15 nanotransistores, capaz de cálculos de 1 bit. [Imagem: Stefan Wachter et al. - 10.1038/NCOMMS14948]

Promessas e dificuldades

Em termos de uso futuro, a equipe ainda não está mirando nos processadores dos computadores e nem mesmo dos celulares, com seus bilhões de transistores, mas afirma que a arquitetura da eletrônica atômica já está a caminho de atender as especificações da Internet das Coisas, principalmente porque as dimensões ultraminiaturizadas permitirão construir chips com um consumo mínimo de energia.

"Em princípio, é uma vantagem ter um material fino para um transístor. Quanto mais fino for o material, melhor será o controle eletrostático do canal do transístor e menor será o consumo de energia," disse o professor Mueller.

Mas aplicações mais estado-da-arte também são esperadas. É possível, por exemplo, integrar nanoLEDs a esses circuitos ultraminiaturizados, facilitando a fabricação de telas flexíveis e papéis eletrônicos.

Antes, porém, será necessário melhorar bastante o processo de fabricação, que está nos estágios iniciais de desenvolvimento.

Uma das maiores dificuldades é a necessidade de fabricar os transistores em um substrato e depois transferi-los para o chip definitivo. Quando for possível fabricar os nanotransistores diretamente no substrato dos chips terá sido dado um passo importante rumo à reprodutibilidade, para que esses chips monoatômicos possam ser fabricados de forma consistente.

Bibliografia:

A microprocessor based on a two-dimensional semiconductor
Stefan Wachter, Dmitry K. Polyushkin, Ole Bethge, Thomas Mueller
Nature Communications
Vol.: 8, Article number: 14948
DOI: 10.1038/NCOMMS14948