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Como recarregar um carro elétrico em movimento

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Carros que se recarregam na estrada

Engenheiros da Universidade de Stanford, nos EUA, desenvolveram uma nova técnica que promete recarregar as baterias dos carros elétricos com os veículos em movimento.

Embora o conceito de estradas que recarregam os carros elétricos enquanto eles viajam venha sendo discutido há algum tempo, e da disponibilidade de tecnologias para recarregamento de baterias sem fios, mesclar as duas coisas não tem sido fácil.

Carregadores sem fio transmitem eletricidade criando um campo magnético que oscila a uma frequência que cria uma vibração ressonante em bobinas magnéticas no dispositivo receptor. O problema é que a frequência ressonante muda se a distância entre a fonte e o receptor mudar mesmo que ligeiramente.

Sid Assawaworrarit e Shanhui Fan resolveram este problema criando um circuito de recarregamento – o circuito que transmite a eletricidade – que se ajusta em tempo real e em alta velocidade ao efeito ressonante do circuito que está sendo recarregado e que está se movendo. Eles chamaram a técnica de “circuito simétrico com paridade de tempo não linear”.

Drones que recarregam em voo

A eficiência do sistema de transmissão sem fio de eletricidade alcançou 92%, embora a potência ainda seja muito pequena – apenas 10 watts.

A equipe acredita que, além de haver muito espaço para melhorias, a tecnologia não precisará ficar esperando até atingir o patamar de utilidade para os carros elétricos: Já é possível usá-la para carregar aparelhos menores.

“Este é um passo significativo em direção a um sistema prático e eficiente para recarregar automóveis e robôs sem fios, mesmo quando eles estão se movendo em alta velocidade,” disse Fan.

“Teremos que aumentar a potência para recarregar um carro em movimento, mas não acho que isso seja um obstáculo sério. Para recarregar os robôs, já estamos dentro do alcance da utilidade prática. Imagine um drone que possa voar o dia inteiro descendo ocasionalmente e pairando em torno de um telhado para recargas rápidas,” acrescentou.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Supergigante Antares é ainda mais gigantesca do que se imaginava

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Superestrela

Usando os radiotelescópios ALMA, no Chile, e VLA, nos EUA, astrônomos construíram o mais detalhado mapa de uma estrela que não o Sol.

O alvo foi a supergigante Antares, que é 700 vezes maior do que o Sol.

Na verdade, o mapa mostrou que ela é ainda mais impressionante do que os dados anteriores indicavam.

Enquanto a cromosfera do Sol – a camada de gás que, juntamente com a corona, forma a atmosfera da estrela – estende-se pelo equivalente a 0,5% do seu raio, a cromosfera de Antares estende-se por 2,5 vezes seu raio.

E a zona de influência direta da estrela é ainda maior.

“O tamanho de uma estrela pode variar drasticamente, dependendo do comprimento de onda da luz com que é observada,” explicou Eamon O’Gorman, do Instituto de Estudos Avançados de Dublin, na Irlanda. “Os comprimentos de onda mais longos do VLA revelaram que a atmosfera da supergigante é quase 12 vezes o raio da estrela.”

Os dados também indicam que a temperatura da cromosfera de Antares é mais baixa do que as observações ópticas e ultravioletas anteriores sugeriam. A temperatura atinge o pico de 3.500 graus Celsius, passando a diminuir gradualmente com a distância da superfície. Como comparação, a cromosfera do Sol atinge temperaturas de quase 20.000 graus Celsius.

Estrelas supergigantes vermelhas, como Antares e sua prima mais conhecida, Betelgeuse, são estrelas enormes e relativamente frias no final de suas vidas. Elas estão a caminho de ficar sem combustível, entrar em colapso e se tornarem supernovas.

Através de seus vastos ventos estelares, essas superestrelas lançam elementos pesados no espaço, mas é um mistério como esses enormes ventos são lançados. Um estudo detalhado da atmosfera de Antares, a estrela supergigante mais próxima da Terra, é um passo importante para encontrarmos uma resposta.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Supercomputador japonês Fugaku conquista título de mais rápido do mundo

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Três vezes super

O supercomputador Fugaku, que está sendo desenvolvido em conjunto pelo Laboratório RIKEN e pela Fujitsu, alcançou o primeiro lugar na lista Top500, um ranking dos supercomputadores mais rápidos do mundo.

O termo Fugaku é um nome alternativo para o icônico Monte Fuji.

Ele também conquistou outros rankings de desempenho de supercomputadores, ocupando o primeiro lugar no HPCG, um ranking de supercomputadores executando aplicativos do mundo real, o HPL-AI, que classifica os supercomputadores com base em seus recursos de desempenho para tarefas tipicamente usadas em inteligência artificial e o Graph 500, que classifica os sistemas com base em cargas com uso intenso de dados.

Esta é a primeira vez na história que o mesmo supercomputador se torna o número 1 no Top500, HPCG e Graph500 simultaneamente. E é a primeira vez que um supercomputador japonês ocupa o topo do ranking desde junho de 2011, quando o computador K – o antecessor de Fugaku – ficou em primeiro lugar.

Primeiro computador em exaescala

No Top500, o Fugaku alcançou uma pontuação LINPACK de 415,53 petaflops, uma pontuação largamente superior aos 148,6 petaflops do seu concorrente mais próximo, o Summit, dos Estados Unidos – e ele fez isso usando apenas 152.064 de seus 158.976 nós.

No HPCG, ele obteve 13.400 teraflops usando 138.240 nós, e no HPL-AI obteve 1.421 exaflops – a primeira vez que um computador obteve uma classificação exascala em qualquer lista – usando 126.720 nós.

Usando 92.160 nós, ele resolveu uma pesquisa de um enorme grafo com 1,1 trilhão de nós e 17,6 trilhões de bordas em aproximadamente 0,25 segundo, obtendo uma pontuação de 70.980 gigaTEPS, mais do que duplicando a pontuação de 31.303 gigaTEPS do computador K e superando em muito o Sunway TaihuLight, da China, atualmente o segundo da lista, com 23.756 gigaTEPS.

Sociedade 5.0

O supercomputador Fugaku, atualmente sendo instalado no Centro RIKEN de Ciência da Computação, em Kobe, está sendo desenvolvido sob um plano nacional para construir a próxima geração de supercomputadores com o objetivo de executar uma ampla gama de aplicações que abordam alta questões sociais e científicas prioritárias.

Ele será usado para rodar aplicativos destinados a alcançar o plano da Sociedade 5.0, executando programas em áreas como a descoberta de medicamentos, medicina personalizada e preventiva, simulações de desastres naturais, previsão do tempo e clima, criação, armazenamento e uso de energia, desenvolvimento de energia limpa, desenvolvimento de novos materiais, novos processos de projeto e produção, e – como um esforço puramente científico – tentar elucidar as leis fundamentais e a evolução do Universo.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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China lança trator elétrico inteligente que dispensa tratorista

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Trator autônomo

O Instituto Nacional de Inovação e Criação de Máquinas Agrícolas (CHIAIC), da China, apresentou um trator elétrico cujos motores são acionados não apenas por baterias, mas também por células de combustível de hidrogênio.

Mais do que isso, o trator dispensa o tratorista, ou seja, o modelo ET504-H é um trator autônomo.

Mas, como é dotado de tecnologia de comunicação móvel 5G, ele também pode ser controlado remotamente.

Com tração 4×4, um motor síncrono central impulsiona as duas rodas traseiras, enquanto cada roda dianteira tem seu próprio motor independente.

Agricultura inteligente

A célula de combustível de hidrogênio entra em operação quando o veículo está trafegando ou quando está submetido a esforços leves. Sob carga pesada, baterias de lítio entram automaticamente em operação, fornecendo potência adicional.

A tecnologia 5G permite que um operador remoto monitore não apenas o funcionamento do veículo em tempo real, como também o ambiente de trabalho circundante, para verificar se o trator não está fazendo nenhum estrago.

Durante o lançamento, o professor Zhao Chunjiang, responsável pela equipe de desenvolvimento do trator autônomo, afirmou que o veículo representa uma “nova geração de equipamentos de máquinas agrícolas ecológicas e inteligentes parar ajudar a promover o desenvolvimento da agricultura inteligente”.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Microscópio óptico agora permite ver diretamente mundo da nanotecnologia

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Inovação na microscopia

Não é todo dia que se ouve falar sobre avanços dos microscópios ópticos, aqueles tradicionais, que permitem que você veja diretamente o objeto, em contraposição aos microscópios eletrônicos, nos quais as imagens são reconstruídas por computador.

Afinal, os livros texto nos dizem que não podemos enxergar objetos cuja resolução supere o limite de Abbe – em 1873, Ernst Abbe estipulou um limite físico para a resolução máxima da microscopia óptica tradicional: ela nunca poderia superar 0,2 micrômetro, ou 200 nanômetros, o que significaria que o mundo da nanotecnologia estaria sempre fora do alcance dos nossos olhos.

Um trio de pesquisadores da Universidade de Illinois, nos EUA, acaba de desafiar esse conhecimento – e demonstraram isso na prática.

“Nosso trabalho é significativo não apenas porque promove o entendimento científico da imagem óptica, mas também porque permite que os pesquisadores visualizem diretamente objetos não marcados que possuem profundas separações de comprimento de onda. Podemos ver estruturas em nanoescala sem executar nenhum pós-processamento de imagem,” disse o professor Lynford Goddard.

Microscópio óptico agora permite ver diretamente mundo da nanotecnologia
Ilustração mostrando a estrutura usada para a detecção em nanoescala visualizável, criando artificialmente uma “vala” eletromagnética. As curvas azul e vermelha denotam a força do campo elétrico do fundo e do objeto em nanoescala, respectivamente. [Imagem: Jinlong Zhu et al. – 10.1038/s41467-020-16610-0]

Vencendo a barreira da difração

O trabalho começou no nível teórico, conforme a equipe precisou criar um modelo de como a luz se propaga nos sistemas em nanoescala. E uma das configurações trouxe um resultado inusitado, mostrando que seria possível visualizar objetos muito menores do que se acreditava ser possível no comprimento de onda da luz visível.

A equipe então partiu para construir um sistema óptico capaz de replicar todas as configurações do modelo. E deu certo.

“Usar um microscópio óptico padrão para visualizar objetos nanométricos é extremamente desafiador, não apenas por causa da barreira de difração, mas também pelo sinal fraco. Nosso experimento teve que utilizar dois conceitos físicos novos e interessantes, a excitação anti-simétrica e a amplificação sem ressonância, para aumentar a razão sinal-ruído dos objetos em nanoescala,” explicou o pesquisador Jinlong Zhu.

A técnica permitiu observar diretamente objetos em nanoescala e com um campo de visão surpreendente grande – 726 x 582 micrômetros.

“Tivemos muita sorte de que alguns dos nanofios da nossa amostra de teste apresentassem imperfeições na fabricação. Isso nos permitiu demonstrar a visualização de defeitos abaixo de 20 nanômetros em um chip semicondutor. No futuro, também poderemos aplicar nosso método para a detecção visual de objetos biológicos (por exemplo, vírus ou aglomerados de moléculas) escolhendo nanofios com geometria otimizada, índice de refração adequado e grupos funcionais padronizados em torno dos nanofios. Quando os analitos alvo forem capturados, eles funcionam como objetos que podem ser visualizados diretamente das imagens ópticas,” finalizou Zhu.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Marco legal do saneamento prevê ressarcimento de investimentos

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O Marco Legal do Saneamento Básico (PL 4162/2020), aprovado pelo Senado Federal no dia 24, nos termos do texto aprovado pela Câmara dos Deputados, seguiu para sanção presidencial. Dentre os pontos aprovados, o que prevê o ressarcimento dos investimentos em empreendimentos imobiliários.

O parecer do senador Tasso Jereissati (PSDB-CE) acolheu apenas um ajuste redacional ao art. 7º do projeto e manteve o texto aprovado pelos deputados federais. O Governo deve vetar alguns dispositivos do projeto, entre eles:

  • Alienação de controle da empresa estatal prestadora;
  • Previsão de ressarcimento dos investimentos para os empreendedores imobiliários, e
  • Aplicação do contrato de programa para aos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário.

Veja, a seguir, alguns pontos de destaque do texto aprovado:

Competência

O texto define os municípios e o Distrito Federal como responsáveis pelo serviço de saneamento básico e permite a criação de consórcios públicos e convênios de cooperação entre municípios para viabilizar a prestação do serviço.

Também fica a cargo dos municípios a elaboração de um plano de saneamento básico (até o dia 31 de dezembro de 2022), o estabelecimento de metas e indicadores de desempenho e mecanismos para aferição de resultados.

À União caberá fornecer apoio financeiro e técnico para que os municípios implantem os planos de saneamento.

 

Ressarcimento dos investimentos em empreendimentos imobiliários

O projeto prevê que o prestador dos serviços públicos de saneamento básico deve disponibilizar infraestrutura de rede até os respectivos pontos de conexão necessários à implantação dos serviços nas edificações e nas unidades imobiliárias decorrentes de incorporação imobiliária e de parcelamento de solo urbano.

Ficou estabelecido também que a agência reguladora instituirá regras para que empreendedores imobiliários façam investimentos em redes de água e esgoto, identificando as situações nas quais os investimentos representam antecipação de atendimento obrigatório do operador local, fazendo jus ao ressarcimento futuro por parte da concessionária, por critérios de avaliação regulatórios, e aquelas nas quais os investimentos configuram-se como de interesse restrito do empreendedor imobiliário, situação na qual não fará jus ao ressarcimento.

 

Contratação

Além disso, o projeto facilita a entrada de investimento da iniciativa privada para o setor do saneamento por meio de licitação obrigatória.

Para os contratos em vigor até o dia 31 de março de 2022, firmados entre estatais de saneamento e municípios, torna-se obrigatória a comprovação da capacidade econômica para realizar a obra, e fica permitida a renovação contratual por mais 30 anos.

Também para a celebração de novos contratos a norma estabelece a necessidade de comprovação da capacidade econômica, a ser regulada pelo Poder Executivo. Vale destacar que, anteriormente a essa exigência, muitas estatais do setor eram contratadas sem ter os meios necessários para realizar o serviço, estagnando as obras.

 

Venda de estatais

O texto que vai à sanção também cria regras de flexibilização para a privatização de empresas estatais. Nesse sentido, determina-se que no caso de mudança no governo controlador da empresa de saneamento a ser privatizada e, havendo necessidade de se alterar os termos do contrato, o município terá 180 dias para manifestar se concorda ou não em manter os serviços com a empresa privatizada. Caso a cidade não concorde, deverá assumir a prestação do serviço e indenizar possíveis investimentos não quitados que tenham sido realizados.

Assim, a manutenção do serviço contratado com o poder público pela empresa privatizada é obrigatório, não podendo o controlador privado resolver contratos de parceria público-privada e nem subdelegar a obrigação.

 

Agência Nacional de Águas

De acordo com o projeto, a Agência Nacional de Águas (ANA) recebe novas competências para definir regras de referência para a prestação de serviços de saneamento no país.

Entre as novas competências da ANA destacam-se a elaboração de metas de universalização e padrões de qualidade e eficiência; a padronização de instrumentos contratuais; a elaboração de regras de governança para as agências reguladoras locais, regionais e estaduais; e a elaboração de metodologia para cálculo.

 

Metas

Insta mencionar que o Marco Legal do Saneamento prevê que 99% da população tenha acesso à água potável e à tratamento e coleta de esgoto até 2023.

O texto ainda concede prazo, até 31 de dezembro de 2020, para que sejam implementados aterros sanitários nos municípios que tenham elaborado planos de gestão de resíduos sólidos e possuam disponibilidade de taxas/tarifas para garantir a sustentabilidade econômica e financeira.

Vale destacar que o projeto inova na questão dos aterros sanitários quando comparado com as disposições anteriores da MPV 868/18, ao permitir a adoção de outras soluções – desde que respeitadas diretrizes técnicas e operacionais para dirimir impactos ambientais – para casos em que fazer aterros sanitários é demasiadamente oneroso para os entes federados.

O texto segue para sanção presidencial.

Fonte: CBIC

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Buraco negro pode funcionar como usina descomunal de energia

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Usina extrema

Uma teoria pensada há mais 50 anos, que começou como uma especulação sobre como uma civilização alienígena poderia usar um buraco negro para gerar energia, foi verificada experimentalmente pela primeira vez.

Em 1969, o físico Roger Penrose sugeriu que a energia poderia ser gerada baixando um objeto na ergosfera do buraco negro – a camada externa do horizonte de eventos do buraco negro, onde um objeto teria que se mover mais rápido que a velocidade da luz para permanecer imóvel, algo como uma versão extrema de um satélite geoestacionário.

Penrose previu que o objeto poderia capturar uma energia negativa nessa área incomum do espaço. Ao soltar o objeto e dividi-lo em dois, de modo que uma metade caia no buraco negro, enquanto a outra é recuperada, a ação de recolhimento mediria uma perda de energia negativa – em termos efetivos, a metade recuperada ganharia energia extraída da rotação do buraco negro.

A escala da engenharia que o processo exigiria é tão grande que Penrose sugeriu que apenas uma civilização muito avançada, talvez alienígena, seria capaz de vencer o desafio – de fato, um desafio muito maior do que a chamada “esfera de Dyson“, que prevê capturar energia “apenas” de uma reles estrela.

Dois anos depois, outro físico, chamado Yakov Zeldovich – o mesmo que sugeriu a existência dos anapolos magnéticos -, sugeriu que a teoria de Penrose poderia ser testada com um experimento mais prático e ao alcance dos terráqueos. Ele propôs que ondas de luz torcida, atingindo a superfície de um cilindro de metal girando na velocidade adequada, acabariam sendo refletidas com energia extra extraída da rotação do cilindro, graças a uma peculiaridade do efeito doppler rotacional.

Mas a ideia de Zeldovich permaneceu também no campo da teoria porque, para que o experimento funcionasse, o cilindro de metal que ele propôs precisaria girar pelo menos um bilhão de vezes por segundo – outro desafio insuperável para os atuais limites da engenharia humana.

Ondas acústicas torcidas

Agora, pesquisadores da Universidade de Glasgow finalmente encontraram uma maneira de demonstrar experimentalmente o efeito que Penrose e Zeldovich propuseram.

Em vez de usar a luz, eles usaram o som, uma fonte de frequência muito mais baixa e, portanto, muito mais prática para se trabalhar em laboratório.

Marion Cromb e seus colegas construíram um sistema que usa um pequeno anel de alto-falantes para criar uma torção nas ondas sonoras, análoga à torção nas ondas de luz propostas por Zeldovich.

As ondas sonoras torcidas foram direcionadas para um absorvedor de som rotativo feito de um disco de espuma. Um conjunto de microfones atrás do disco captava o som dos alto-falantes conforme eles passavam pelo disco, o que aumentava constantemente a velocidade de sua rotação.

Para saber se as teorias de Penrose e Zeldovich estavam corretas, a equipe esperava ouvir uma mudança distinta na frequência e na amplitude das ondas sonoras enquanto elas viajavam através do disco, um resultado do efeito doppler.

“A versão linear do efeito doppler é familiar para a maioria das pessoas, uma vez que o fenômeno ocorre quando o tom de uma sirene de ambulância parece subir à medida que se aproxima do ouvinte, mas cai à medida que se afasta. Ele parece aumentar porque as ondas sonoras estão chegando ao ouvinte com mais frequência à medida que a ambulância se aproxima, e com menos frequência à medida que passa.

“O efeito doppler rotacional é semelhante, mas o efeito é limitado a um espaço circular. As ondas sonoras torcidas mudam de tom quando medidas do ponto de vista da superfície rotativa. Se a superfície gira rápido o suficiente, então a frequência do som pode fazer algo muito estranho – ela pode passar de uma frequência positiva para uma frequência negativa e, ao fazê-lo, rouba energia da rotação da superfície,” explicou Marion Cromb.

Como transformar um buraco negro em uma usina descomunal de energia
Dezesseis alto-falantes são dispostos em um anel (diâmetro de 47 cm) para criar um campo acústico com ondas torcidas, canalizado por guias de onda acústicos para uma área menor (diâmetro de 19 cm) e incidindo em um disco rotativo de espuma absorvente de som (S). [Imagem: Cromb et al. – 10.1038/s41567-020-0944-3]

Usina do buraco negro

À medida que a velocidade do disco giratório aumentava durante o experimento, o tom do som dos alto-falantes diminuiu até que se tornasse muito baixo para ser ouvido. Então, o tom voltou a subir novamente até atingir o tom anterior – mas mais alto, com uma amplitude até 30% maior do que o som original dos alto-falantes.

O aparato de fato gerou energia.

“O que nós ouvimos durante o nosso experimento foi extraordinário. O que está acontecendo é que a frequência das ondas sonoras está sendo levada até o zero pelo efeito doppler à medida que a velocidade de rotação aumenta. Quando o som retorna novamente, é porque as ondas foram deslocadas de uma frequência positiva para uma frequência negativa. Essas ondas de frequência negativa são capazes de absorver parte da energia do disco de espuma giratório, tornando-se mais altas no processo – exatamente como Zeldovich propôs em 1971,” explicou Marion.

A conclusão geral é que os dois físicos – Penrose e Zeldovich – estavam certos: uma civilização suficientemente avançada poderá desfrutar da energia extraída de um buraco negro.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Maior raio já registrado na história ocorreu no Brasil

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Maior raio do mundo

A Organização Meteorológica Mundial (OMM) estabeleceu oficialmente o novo recorde de maiores raios – e seus respectivos relâmpagos – já registrados na história.

Em termos de distância, o maior raio do mundo ocorreu no Brasil no dia 31 de Outubro de 2018, cruzando os céus por 709 km de leste a oeste da Região Sul, indo do Oceano Atlântico até a Argentina.

Em termos de tempo, o mais longo relâmpago do mundo ocorreu bem próximo, mas totalmente em território argentino. O relâmpago iluminou os céus do nordeste da Argentina durante 16,73 segundos, no dia 4 de Março de 2019.

Os dois novos recordes para “megarraios” mais do que dobraram os valores registrados anteriormente, nos EUA (distância) e na França (duração).

“São registros extraordinários de eventos únicos de raios. Extremos ambientais são medidas vivas do que a natureza é capaz, bem como do progresso científico em poder fazer essas medições. É provável que ainda existam extremos ainda maiores e que possamos observá-los à medida que a tecnologia de detecção de raios melhorar,” disse o professor Randall Cerveny, da OMM.

Regra 30-30

Os raios – o relâmpago é a expressão luminosa do raio – representam um grande risco que tira muitas vidas todos os anos.

As descobertas desses eventos descomunais reforçam as preocupações de segurança pública em relações aos raios disparados por nuvens eletrificadas, pelas quais as descargas elétricas podem percorrer distâncias extremamente grandes.

Para se proteger, a regra do dedão é conhecida como “regra 30-30”: se o tempo entre o relâmpago e o trovão for inferior a 30 segundos, entre em casa, e então aguarde 30 minutos após o último relâmpago para retomar suas atividades ao ar livre.

Os novos recordes ressaltam o desenvolvimento do monitoramento de raios por satélites, que permite capturar eventos muito maiores do que as estações em terra.

Os instrumentos espaciais fornecerão uma cobertura quase global dos raios totais (raios intranuvens e raios nuvem-terra).

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Criado transístor que suporta 8.000 volts

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Transístor de potência

Se, de um lado, exige-se transistores capazes de funcionar com tensões elétricas cada vez menores, para consumir menos energia, do outro, aplicações de alta potência exigem transistores com esteroides, capazes de operar em tensões muito elevadas.

A aplicação que mais se tem em vista neste segundo caso são os carros elétricos e aviões elétricos, mas mesmo veículos mais tradicionais, como locomotivas e navios, além de inúmeras aplicações industriais, estão exigindo cada vez mais da chamada “eletrônica de potência“.

“Para realmente impulsionar essas tecnologias para o futuro, precisamos de componentes eletrônicos de próxima geração, que possam lidar com maiores cargas de energia sem aumentar o tamanho dos sistemas eletrônicos de potência,” disse Uttam Singisetti, da Universidade de Buffalo, nos EUA.

Para atender a essas necessidades, Singesetti acaba de criar um transístor capaz de suportar nada menos do que 8.000 volts, o suficiente para torrar qualquer circuito eletrônico tradicional.

Intervalo de banda dos semicondutores

Para isso, ele conseguiu tirar proveito da largura do “intervalo de banda” (bandgap) do semicondutor óxido de gálio.

O intervalo de banda mede quanta energia é necessária para colocar um elétron em um estado condutor. Os sistemas feitos com materiais com grande largura de banda podem ser mais finos, mais leves e controlam mais energia do que os sistemas feitos de materiais com larguras de banda mais baixas.

O intervalo de banda do óxido de gálio é de cerca de 4,8 elétron-volts, o que o coloca entre um grupo de elite de materiais considerados com um intervalo de banda ultra-amplo. Para comparação, ele excede largamente o silício (1,1 elétron-volts), o material mais comum na eletrônica de potência, bem como seus possíveis substitutos, como o carboneto de silício (3,4 elétron-volts) e o nitreto de gálio (cerca de 3,3 elétron-volts).

Passivação

Uma inovação importante no novo transístor gira em torno da passivação, que é um processo químico que envolve o revestimento do componente para reduzir a reatividade química da sua superfície. Para isso, Singisetti adicionou uma camada de SU-8, um polímero à base de epóxi comumente usado em microeletrônica.

Simulações feitas pela equipe sugerem que o transístor possui uma força de campo de mais de 10 milhões de volts (ou 10 megavolts) por centímetro – a intensidade do campo mede a força de uma onda eletromagnética em um determinado ponto e, eventualmente, determina o tamanho e o peso dos sistemas eletrônicos de potência.

“Essas forças de campo simuladas são impressionantes. No entanto, elas precisam ser verificadas por medições experimentais diretas,” disse Singisetti, acrescentando que espera fazer isso logo após o fim da pandemia de covid-19.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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Pele artificial cura ferimentos e faz robôs suarem

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De medicamentos a lubrificantes

Pesquisadores holandeses e chineses criaram um material que pode liberar e absorver substâncias sob demanda e de forma controlada.

Como pode ser fabricado com uma estrutura flexível e fina, o material pode ser usado como revestimento, compondo uma pele artificial que imita a capacidade da pele natural de liberar substâncias – como o suor, quando a temperatura aumenta – ou absorver substâncias – como líquidos liberados por um ferimento.

Por enquanto a pele artificial responde apenas a sinais de rádio – e não ao calor ou danos mecânicos, em nossos exemplos – mas isso pode ser uma vantagem para suas aplicações tecnológicas.

Por exemplo, a liberação de medicamentos pode ser feita de maneira controlada, recebendo comandos de um aplicativo; robôs podem usar seus sensores de temperatura para fazer com que sua pele artificial libere água, fazendo-os literalmente suar e se resfriar; máquinas e equipamentos podem liberar lubrificantes quando necessário; ou controles de jogos e de realidade virtual podem ficar secos ou molhados para melhorar a percepção dos usuários.

E, ao contrário de outras versões desenvolvidas anteriormente, o material pode liberar e absorver substâncias repetidamente, viabilizando usos práticos.

Pele artificial cura ferimentos e faz robôs suarem

Operando em uma superfície rígida, o mecanismo também poderá usado nos biochips.
[Imagem: Yuanyuan Zhan et al. – 10.1016/j.matt.2020.05.015]

Pele de cristal líquido

A base do funcionamento dessa pele eletrônica são os conhecidos cristais líquidos, os mesmos utilizados em todas as telas de TVs e aparelhos eletrônicos.

Yuanyuan Zhan e seus colegas da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, nos Países Baixos, pegaram um polímero poroso e encheram seus poros com a substância que queriam liberar – eles começaram usando o medicamento ibuprofeno – e os recobriram com as moléculas de cristal líquido. Quando recebem ondas de rádio, o cristal líquido muda de alinhamento e, assim como deixa a luz passar em uma tela, permite que o líquido no interior do poro seja liberado.

A reabsorção é mais simples, usando uma malha de canais ultrafinos que reabsorvem o líquido em poucos segundos pelo mecanismo da capilaridade, o mesmo que ajuda a água subir pelos troncos das árvores.

“Com esse recurso, podemos criar superfícies que, sob comando, podem ser ‘molhadas’ ou ‘secas’, por exemplo, para variar o nível de lubrificação ou adesão da superfície,” disse a professora Danqing Liu.

A equipe testou outros mecanismos de acionamento, como luz, calor e eletricidade, mas preferiu ficar apenas com as ondas de rádio nesta primeira versão por uma questão de segurança e para ressaltar as possibilidades de uso terapêutico do revestimento. Mas eles estão trabalhando em versões aprimoradas, que possam combinar vários estímulos.

“Se conseguirmos combinar a luz UV e as ondas de rádio, será possível escolher o estimulante mais adequado a cada situação. Por exemplo, quando exposta à luz solar, a secreção ocorre, mas quando a luz solar não está acessível, mudamos para ondas de rádio,” exemplificou Liu.

Fonte: Inovação Tecnológica.

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