Nanoflor de ferrugem pode armazenar sua energia

Redação do Site Inovação Tecnológica 

É uma flor sem cheiro, mas o material de que é feita é promissor no campo da energia. [Imagem: D Arcy lab/Washington University]

Nanoflor

Seus criadores a chamam de "nanoflor" - uma flor em escala nanométrica - mas se você pudesse tocar suas pétalas microscópicas as acharia frias e duras - e enferrujadas.

Embora sua camada externa seja um tipo de plástico, o esqueleto interno da nanoflor é formado realmente por ferrugem comum.

E, agora, com uma maneira simples de fabricar esse tipo de compósito eletricamente condutor com uma elevada área superficial, ele entra como candidato natural para aplicações de transferência e armazenamento de energia em larga escala.

"A ferrugem sempre representará um desafio na atmosfera úmida e oxigenada da Terra. A corrosão torna as estruturas frágeis e diminui a capacidade dos componentes de funcionar adequadamente. Mas, em nosso laboratório, aprendemos a controlar o crescimento da ferrugem para que ela possa servir a um propósito importante," disse Julio D'Arcy, da Universidade de Washington, nos EUA.

Polímeros condutores - a base da eletrônica orgânica - contam com uma combinação de materiais orgânicos e inorgânicos, geralmente um núcleo de metal e um invólucro de plástico, tudo fabricado de uma vez só.

D'Arcy e sua equipe desenvolveram uma técnica que combina a síntese baseada em vapor com a hidrólise baseada em solução, o que lhes permitiu controlar o processo e, portanto, o resultado final. Além das curiosas nanoflores tridimensionais, eles construíram nanoplacas bidimensionais e nanofibras unidimensionais, abrindo caminho para o uso do material em diversas condições e aplicações.

Polímero enferrujado

Este experimento na verdade amplia muito a compreensão que os cientistas tinham até agora dos mecanismos químicos envolvidos na deposição da ferrugem e na formação dos polímeros, o que permitirá manipular mais facilmente as estruturas dos materiais, projetando novas funcionalidades - neste caso, sobretudo no campo da energia.

A quantidade de eletricidade que esses condutores orgânicos conseguem transferir ou armazenar - se forem usados como eletrodos em baterias, por exemplo - depende tanto das portadoras de carga que possuem quanto das rotas que esses elétrons devem cruzar pelo material, e essas duas propriedades podem ser controladas durante a síntese.

Quanto às nanoflores, D'Arcy disse que elas vão render novas sementes em breve. Há 16 fases estáveis de ferrugem, todas com diferentes morfologias em nanoescala - o suficiente para cultivar um jardim inteiro enferrujado.

Bibliografia:

Metal Oxide-Assisted PEDOT Nanostructures via Hydrolysis-Assisted Vapor-Phase Polymerization for Energy Storage
Hongmin Wang, Yifan Diao, Micah Rubin, Luciano M. Santino, Yang Lu, Julio M. D’Arcy
Applied Nano Materials
Vol.: 1 (3), pp 1219-1227
DOI: 10.1021/acsanm.7b00382

Asfalto de estrada inteligente carrega carro

Pelo Yahoo notícias

• Reações
 
• Reblog on Tumblr
 
• Share
 
• Tweet
 
• E-mail

A China está construindo uma rodovia inteligente que pode eliminar a necessidade de postos de carregamento para carros elétricos no trajeto. Ainda em fase de testes, o projeto instalou painéis de energia solar abaixo de um concreto transparente por pouco mais de um quilômetro de comprimento na estrada de Jinan, cidade que fica no leste do país.

De acordo com a companhia que está instalando os equipamentos, as placas geram energia elétrica o suficiente para manter a rodovia funcionando, suas luzes acesas e abastecer cerca de 800 casas. No local passam, em média, 45 mil carros por dia.

Plano ambicioso

Um dos principais desafios do governo chinês é fazer com que o país se solidifique como uma potência industrial em setores como tecnologia e energia, e não apenas como fabricante de itens como exportação e vestuário.

Para isso, o país tem trabalhado em um “sistema de transporte inteligente”, incluindo veículos elétricos e autônomos. As rodovias inteligentes também fazem parte desse esforço e podem auxiliar em outras áreas.

A companhia responsável pela obra explica que além de produzir energia para os carros elétricos e abastecer o local, a estrada poderá oferecer atualizações de trânsito com mais qualidade e um mapeamento mais preciso do tráfego local.

“As rodovias que utilizamos atualmente são capazes apenas de transportar os veículos que passam, são como o produto da geração 1.0. Estamos trabalhando nas gerações 2.0 e 3.0, transplantando cérebros e um sistema nervoso”, explica Zhou Yong, gerente geral da Qilu Transportation.

(Qilai Shen/Bloomberg)

Como funciona?

A estrada é feita com três camadas verticais e permite que a luz do sol se infiltre por entre os blocos. De acordo com a empresa, a parte superior conta com um espaço para os fios e sensores responsáveis pela recarga dos dispositivos e por monitoramento de peso e fluxo. Por enquanto, duas das três pistas da rodovia contarão com os painéis.

Este vídeo maravilhoso mostra os últimos 13,8 bilhões de anos do universo em apenas 10 minutos.

Pelo site Engenharia é

Entender a escala e a idade do nosso universo é o suficiente para forçar até mesmo as mentes mais brilhantes. Felizmente, o YouTuber melodysheep criou um vídeo maravilhoso que mostra os últimos 13,8 bilhões de anos em apenas 10 minutos.

O vídeo começa com o big bang e continua até o surgimento do Homo sapiens. O vídeo é criado a partir de amostras de uma enorme lista de fontes, incluindo a NASA, a viagem do tempo, a viagem cósmica, as maravilhas do universo e muito mais.

A narração também é feita de algumas dessas mídias e inclui Morgan Freeman, Brian Cox, Carl Sagan e David Attenborough. Cada segundo do vídeo representa 22 milhões de anos por segundo, o que realmente coloca em perspectiva o quão velho nosso universo realmente é, para não mencionar o quão pequena é a história que temos com ele.

Melodysheep, também conhecido como John D. Boswell, é um músico, remix artist e criador de vídeos baseado em Washington. Na descrição do vídeo, ele incentiva os espectadores a assistir com atenção e explorar em mais detalhes aspectos particulares do desenvolvimento do universo que despertam seu interesse.

As fontes originais de onde o vídeo foi feito é um bom lugar para começar a se envolver com esse tópico massivamente complexo. Melodysheep é um criador de vídeos do YouTube muito amado, ele é mais famosos por seus vídeos hilariantes que variam de um remix do ET ‘ Phone Home’ a um remix de Steve Bad para o ‘Bad to the Bone’ de Steve Urkel.

Este vídeo é um leve desvio de seu tema normal, mas é uma visão incrível de seu talento como editor de vídeo e curador.

Veja o vídeo no link abaixo

https://youtu.be/TBikbn5XJhg

Arábia Saudita revela proposta para um Hyperloop insano

Pelo site Engenharia é

Por quase um século, a Arábia Saudita contou com as amplas reservas de petróleo do país para impulsionar sua economia.

Mas nos últimos anos, os preços do petróleo caíram rapidamente e a Arábia Saudita está agora buscando diversificar sua economia e depender menos do petróleo.

A família real da Arábia criou um novo plano chamado ” Visão 2030 “, que fornece um modelo para modernizar as cidades em todo o reino.

Como parte deste plano, o país diz que espera construir um Hyperloop, um enorme sistema de transporte pneumático de alta velocidade que viajaria entre várias cidades da Arábia Saudita e dos Emirados Árabes Unidos.

Na segunda-feira, a Virgin Hyperloop One (uma empresa sediada em Los Angeles que está desenvolvendo a tecnologia) e o príncipe herdeiro saudita Mohammed bin Salman revelaram um protótipo de um pod Hyperloop para o projeto.

Se percebido, o sistema mudaria drasticamente como os residentes se movimentam nas cidades da Arábia Saudita e dos Emirados Árabes Unidos. De acordo com a Virgin Hyperloop One, a sua cápsula encolheria os deslocamentos de uma hora para apenas alguns minutos.

O Hyperloop da Arábia Saudita ligaria várias cidades do Oriente Médio, incluindo Dubai, Riad, Jeddah e Abu Dhabi.

De acordo com a Virgin Hyperloop One, o sistema viajaria duas a três vezes mais rápido que o trem de alta velocidade.

A empresa afirma que viajaria a cerca de 270 km /h e levaria passageiros de Dubai para Abu Dhabi em 12 minutos, o que normalmente dura duas horas.

Ainda acredita que asteróides mataram os dinossauros? Pense de novo, veja o que a nova teoria sugere

Pelo site Engenharia é

Alguns especialistas há muito tempo acreditam que asteróides foram a principal causa da extinção dos dinossauros há 65 milhões de anos, mas a nova análise do professor de psicologia da Universidade de Albany, sugere que os dinossauros estavam com problemas muito antes da queda dos asteróides.

Professor e psicólogo evolucionista Gordon Gallup e seu ex-aluno Michael J. Frederick, agora, na Universidade de Baltimore, afirmam que o surgimento de plantas tóxicas somadas com a incapacidade dos dinossauros de associar o sabor de determinados alimentos com o perigo que elas tinham, já drasticamente havia reduzido uma população de dinossauros antes mesmo dos asteróides os atingirem.

“Learned taste aversion” é uma defesa evolutiva visto em muitas espécies, em que o animal aprende a associar o consumo de uma planta ou outros alimentos com consequências negativas, tais como sentir-se doente. Para explicar o mecanismo de defesa, Gallup oferece o exemplo de ratos.

“A razão pela qual a maioria das tentativas para eliminar os ratos não têm sido bem sucedidas é porque, como em muitas outras espécies, evoluíram para lidar com a toxicidade da planta”, disse Gallup. “Quando os ratos encontram um novo alimento, eles tipicamente se alimentam de apenas uma pequena quantidade, e se elas ficam doentes, eles mostram uma notável capacidade para evitar tais comidas, baseando-se no  novamente no sabor, cheiro do que com a reação negativa.” Explica.

As primeiras plantas com flores, chamadas angiospermas, aparecem no registro fóssil bem antes do impacto de um asteróide e logo antes de os dinossauros começarem a desaparecer gradualmente. Gallup e Frederick afirmam que as plantas foram evoluindo e desenvolvendo defesas tóxicas, dinossauros continuou se alimentando delas, apesar do desconforto gastrointestinal. Embora haja incerteza sobre exatamente quando as plantas com flores desenvolveram toxicidade e exatamente quanto tempo levou-as a proliferar, Gallup e Frederick notam que sua aparência coincide com o desaparecimento gradual dos dinossauros.

Somando ao estudo da proliferação de plantas tóxicas enquanto dinossauros estavam vivos, Gallup e Frederick examinaram se ou não aves (consideradas ser descendente de dinossauros) e crocodilos (também considerados ser descendente de dinossauros) poderiam desenvolver aversão gustativas. Eles descobriram que os pássaros, ao invés de formar aversões a gosto, desenvolveram aversões às características visuais de tudo o que os fazia doente. Ainda assim, eles sabiam o que não deve comer para sobreviver. Em um estudo anterior em que 10 crocodilos foram alimentados com diferentes tipos de carne, algumas ligeiramente tóxica, Gallup descobriu que como dinossauros, crocodilos não desenvolveram  aversão gustativa.

“Apesar do asteróide certamente ter desempenhado um fator, o déficit psicológico que tornou dinossauros, incapazes de aprender a se abster de comer certas plantas já tinha colocado uma grande pressão sobre as espécies”, disse Gallup. “A visão predominante da extinção dos dinossauros com base no impacto de asteróides implica que o desaparecimento dos dinossauros deveria ter sido súbita e os efeitos deveriam ter sido generalizado, mas a evidência mostra claramente exatamente o oposto: Dinossauros começaram a desaparecer muito antes do impacto de um asteróide e continuou a desaparecer gradualmente, durante milhões de anos depois”. Completa.

CO2 poderá ser transformado em materiais inovadores

Pelo site Engenharia é

Atodo momento, milhares de toneladas de dióxido de carbono (CO2) são liberadas na atmosfera graças as atividades humanas. Mas o gás vilão do aquecimento global também pode ser uma excelente matéria-prima para a produção de novos produtos.

A empresa Ford desenvolveu uma tecnologia que transforma o CO2 capturado nas fábricas em materiais para serem usados nos produtos da companhia, como componentes plásticos e espuma.

A nova espuma sustentável, produzida com até 50% de polióis (precursores essenciais para a fabricação de espuma) derivados de CO2, pode ser aplicada em bancos e capôs. O novo plástico também tem um grande potencial de uso em peças automotivas.

Esta tecnologia alcançará dois objetivos: reduzirá as emissões de gases do efeito estufa quanto o uso de plástico e espuma feitos de petróleo.

“Entre os seus benefícios ambientais, sem dúvida, estão a redução do consumo de derivados de petróleo e das emissões de carbono, associados às mudanças climáticas”, disse Debbie Mielewski, especialista de sustentabilidade da Ford.

Brasil terá centro de pesquisa de transporte de alta velocidade

Com informações da Agência Brasil 

Os custos operacionais baixos do Hyperloop são devidos, em parte, à utilização da energia solar, captada por painéis colocados na parte superior dos tubos.[Imagem: Tesla Motors]

Hyperloop

A Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) assinou um acordo com a empresa Hyperloop Transportation Technologies para instalação de um centro de pesquisa e desenvolvimento em Contagem, na região metropolitana de Belo Horizonte.

A proposta é desenvolver um sistema de transporte por tubos de altíssima velocidade, capaz de atingir 1,2 mil quilômetros por hora. Quem está por trás do empreendimento é o fundador da SpaceX e da Tesla Motors, Elon Musk.

Segundo o presidente da Hyperloop, Bipob Gresta, o sistema de transporte utiliza plataformas elevadas e está sendo desenvolvido para funcionar sem o atrito e a resistência do ar, permitindo que cápsulas com carga ou pessoas se movimentem mais rapidamente, com baixo consumo de energia.

A tecnologia envolve ainda levitação magnética e bombas de vácuo para retirar quase todo o ar dos tubos.

"É uma tecnologia de ponta que poderá revolucionar todo o transporte de pessoas e de cargas no nosso país", disse Miguel Antônio Nery, da ABDI. "Nossa expectativa é que isso sinalizará para o país um novo cenário em termos de solução tecnológica e logística em transporte."

Plástico usado em eletrônicos agora conduz calor

Redação do Site Inovação Tecnológica

A técnica de fabricação permitiu reorganizar molecularmente o polímero, tornando-o um condutor de calor. [Imagem: Yanfei Xu et al. - 10.1126/sciadv.aar3031]

Plástico que conduz calor

Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente promissora porque os polímerossão o material de preferência na construção dos aparelhos eletrônicos, que teimam em esquentar muito.

E plásticos são excelentes isolantes, o que significa que eles aprisionam o calor.

Ano passado, uma equipe da Universidade de Michigan mudou a estrutura atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade térmica seis vezes maior do que o material original.

Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT alcançaram uma nova marca: uma condutividade térmica 10 vezes maior.

"Nosso polímero pode conduzir termicamente e remover o calor com muito mais eficiência. Acreditamos que os polímeros podem se transformar em condutores de calor de última geração para aplicações avançadas de gerenciamento térmico, como uma alternativa de autorresfriamento para os gabinetes dos aparelhos eletrônicos," disse a pesquisadora.

Desenrolando o espaguete

Se você der um zoom na microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém o calor tão facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de monômeros, ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta. Essas cadeias são geralmente emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em passar por essa confusão desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e aglomerados poliméricos.

A equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter uma melhor condutividade térmica, mas o material só conseguiu conduzir o calor numa direção.

Agora eles mexeram tanto nas forças intermoleculares, quanto nas forças intramoleculares, produzindo um politiofeno condutor de calor - este é um polímero conjugado tipicamente usado em aparelhos eletrônicos.

"Nossa reação foi capaz de criar cadeias rígidas de polímeros, em vez de fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em polímeros normais," disse Xu.

As primeiras amostras têm cerca de 2 centímetros quadrados e foram fabricadas em equipamentos de laboratório - câmaras de deposição a vapor. Antes de ampliá-las e pensar em fabricação industrial, contudo, a equipe está mais preocupada em compreender em detalhes os caminhos do calor pelo material. Com esse entendimento, será possível guiar os desenvolvimentos futuros para a obtenção de resultados mais próximos das aplicações práticas.

Bibliografia:

Molecular engineered conjugated polymer with high thermal conductivity
Yanfei Xu, Xiaoxue Wang, Jiawei Zhou, Bai Song, Zhang Jiang, Elizabeth M. Y. Lee, Samuel Huberman, Karen K. Gleason, Gang Chen
Science Advances
Vol.: 4, no. 3, eaar3031
DOI: 10.1126/sciadv.aar3031

Nano-ouvido supera tímpano humano

Redação do Site Inovação Tecnológica

Os nano-ouvidos são formados por camadas atomicamente finas de molibdenita. [Imagem: Case Western Reserve University]

Ouvido em nanoescala

Membranas com a espessura de poucos átomos estão permitindo construir "nano-ouvidos" superpotentes, capazes de receber e transmitir uma faixa de frequências muito acima daquela que o ouvido humano pode ouvir.

As membranas atomicamente finas são trilhões de vezes - 10 seguido de 13 zeros - mais finas do que o tímpano humano.

A ideia é construir uma nova geração mais eficiente e ultraminiaturizada de dispositivos, incluindo não apenas microfones e alto-falantes, mas toda uma gama de tecnologias sônicas - brocas, sistemas de levitação e raios tratores são alguns exemplos.

O problema em miniaturizar os dispositivos sônicos está justamente na obtenção de uma faixa dinâmica mais larga.

"No final, precisamos de transdutores que possam manipular sinais sem perder ou comprometer a informação, tanto no 'teto do sinal' (o nível mais alto de um sinal não distorcido), quanto no 'piso de ruído' (o menor nível detectável)," explicou o professor Philip Feng, da Universidade Case Western, nos EUA.

Membranas atômicas

O tímpano humano normalmente tem um alcance dinâmico de 60 a 100 dB na faixa de 10Hz a 10kHz, e nossa audição diminui rapidamente fora dessa faixa de frequência. Outros animais, como o gato doméstico ou a baleia beluga, podem ter faixas dinâmicas comparáveis ou ainda mais amplas em bandas de frequência mais altas.

As membranas vibratórias em nanoescala desenvolvidas pela equipe foram fabricadas de camadas atômicas de cristais semicondutores. Foram testadas de uma a quatro camadas de cristais de molibdenita (MoS₂), medindo 0,7, 1,4, 2,1 e 2,8 nanômetros, respectivamente. Cada membrana mede 1 micrômetro de diâmetro.

Os nanotímpanos alcançam a qualidade de audição dos gatos. [Imagem: Case Western Reserve University]

Audição dos gatos

O resultado é um nano-ouvido superior ao ouvido humano, comparável em capacidade de detecção ao ouvido de um gato.

As nanomembranas apresentam uma excelente capacidade de "sintonização", o que significa que seus tons podem ser manipulados esticando as membranas usando forças eletrostáticas, semelhante ao que se faz quando se afina o som de um instrumento musical. O consumo de energia fica na faixa dos picowatts (10^-12Watt) aos nanowatts (10^-9 Watt) para um funcionamento sustentado.

Bibliografia:

Electrically tunable single- and few-layer MoS2 nanoelectromechanical systems with broad dynamic range
Jaesung Lee, Zenghui Wang, Keliang He, Rui Yang, Jie Shan, Philip X.-L. Feng
Science Advances
DOI: 10.1126/sciadv.aao6653

Você pode se aquecer mais graças ao caos

Redação do Site Inovação Tecnológica

O caos que impera no material na forma de pó altera radicalmente suas propriedades. [Imagem: Fabian A. Nutz et al. - 10.1002/adma.201704910]

O caos do pó

Embora os materiais mais usados como isolantes térmicos - das geladeiras às paredes de residências - sejam tipicamente feitos de fibras sintéticas, eles teriam um desempenho muito melhor se estivessem na forma de pó.

Foi o que descobriram Fabian Nutz e seus colegas da Universidade Bayreuth, na Alemanha.

E a razão para essa maior eficiência parece ser nada menos do que o caos que impera nos pós.

Mais especificamente, a condutividade termal de um pó é influenciada pelos níveis de ordem e de caos que imperam entre suas partes constituintes.

Calor e caos

O ponto de partida que levou a essa descoberta foi um tanto inusitado: os cristais fotônicos que ocorrem naturalmente em várias espécies de insetos. Essas estruturas naturais são responsáveis pela aparência colorida e brilhante das asas das borboletas, por exemplo.

Esses cristais são replicados em laboratório usando nanopartículas poliméricas, o que lhes dá uma estrutura fina, regular e estável. O efeito dessa estrutura bem ordenada é que se torna difícil para o calor fluir através dos cristais - sua condutividade térmica é baixa.

Nutz descobriu que tudo pode mudar quando as nanopartículas são fabricadas em dimensões irregulares: a estrutura cristalina é substituída pelo caos, a agradável interação de cores cessa, mas o material apresenta uma capacidade de isolamento térmico muito superior.

Enquanto cada partícula na mistura homogênea é cercada por exatamente doze partículas na vizinhança direta, o número de partículas diretamente vizinhas na mistura caótica torna-se inconsistente em todas as direções. Consequentemente, o calor precisa seguir rotas tortuosas, dificultando ainda mais sua saída.

O maior efeito de isolamento térmico é alcançado pela mistura de um número grande de pequenas partículas com um número menor de partículas grandes. Além da taxa de mistura, a diferença de tamanho entre os dois tipos de partículas desempenha um papel crucial na otimização alcançada.

Isolamento e fundição

Esta descoberta é relevante para muitas aplicações, especialmente no campo do isolamento térmico, usando materiais na forma de pós, em vez de fibras.

Mas os resultados também dão pistas valiosas para aplicações técnicas que, inversamente, dependem da dissipação de calor rápida e altamente controlável. É o caso, por exemplo, da otimização de processos industriais de sinterização, nos quais minúsculas partículas de pó são fundidas - toda a indústria siderúrgica e a maior parte da indústria mineral se baseiam em processos desse tipo.

Bibliografia:

Low Thermal Conductivity through Dense Particle Packings with Optimum Disorder
Fabian A. Nutz, Alexandra Philipp, Bernd A. F. Kopera, Martin Dulle, Markus Retsch
Advanced Materials
DOI: 10.1002/adma.201704910

NASA encomenda primeiro avião supersônico

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O protótipo deverá voar sobre cidades dos EUA para aferição do ruído.[Imagem: NASA]

Avião supersônico da NASA

A NASA deu mais um passo em direção à reintrodução dos aviões supersônicos na aviação civil celebrando um contrato para fabricar o primeiro protótipo do X-Avião.

O projeto final do avião supersônico havia sido apresentando em Junho do ano passado.

Agora, a Lockheed Martin Aeronautics foi selecionada para construir o protótipo, cuja grande inovação será a virtual eliminação do estrondo sônico gerado quando um avião supera a barreira de som e que impedia que o Concorde atingisse sua velocidade total sobre áreas habitadas - o "boom" sônico pode quebrar janelas e induzir a ocorrência de acidentes no solo.

X-avião

O modelo em escala deverá viajar a uma altitude de 16.000 metros, a uma velocidade de 1.500 km/h e, ao superar a velocidade do som (pouco mais de 1.200 km/h, dependendo da altitude) deverá produzir um som equivalente ao do fechamento de uma porta de carro - 75 decibéis de nível sonoro percebido.

O contrato, no valor de US$ 247,5 milhões, determina que o protótipo deve estar pronto até o final de 2021.

A partir de meados de 2022, o X-avião deverá voar sobre cidades selecionadas dos EUA e coletará dados sobre a resposta da comunidade sobre os voos. Esse conjunto de dados será fornecido às autoridades dos EUA e internacionais para seu uso na consideração de novas regras para o voo supersônico sobre a terra, o que poderia permitir novos mercados comerciais de carga e passageiros em viagens aéreas mais rápidas do que o som.

Bateria de lítio-ar funciona em ar ambiente pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica

Esquema da bateria de ar-lítio.[Imagem: UIC/Argonne National Laboratories]

Bateria de lítio-ar verdadeira

Um protótipo de bateria de ar-lítio - ou lítio-oxigênio - que funciona no ambiente de ar natural, alcançou um recorde de 750 ciclos de carga e descarga.

As "baterias a ar" - como as de ar-lítio, ar-ferro e ar-silício - capturam o oxigênio atmosférico para gerar uma reação química em seu interior no ciclo de descarregamento, e liberam esse oxigênio de volta na hora do recarregamento.

"Nosso projeto de bateria de lítio-ar representa uma revolução na comunidade [científica que trabalha com] baterias. Esta primeira demonstração de uma bateria de lítio-ar verdadeira é um passo importante em direção ao que chamamos de baterias 'além dos íons de lítio', mas temos mais trabalho a fazer para comercializá-la," disse Amin Salehi Khojin, que construiu o protótipo com seus colegas da Universidade de Illinois e do Laboratório Nacional Argonne, nos EUA.

Baterias de lítio-ar

Em teoria, as baterias de lítio-ar podem armazenar até cinco vezes mais energia do que as baterias de íons de lítio que alimentam nossos celulares, notebooks e veículos elétricos. Mas vários obstáculos têm impedido seu desenvolvimento rumo às aplicações práticas.

Essas baterias funcionam combinando o lítio presente no anodo com o oxigênio do ar para produzir peróxido de lítio no catodo durante a fase de descarga, ou uso da energia. O peróxido de lítio é depois decomposto em seus componentes de lítio e oxigênio durante a fase de recarregamento.

Infelizmente, os protótipos experimentais dessas baterias de lítio-oxigênio mostraram-se incapazes de funcionar em um ambiente de ar natural devido à oxidação do anodo de lítio e à produção de subprodutos indesejáveis no catodo, que resultam dos íons de lítio se combinando com o dióxido de carbono e o vapor de água do ar. Esses subprodutos formam uma meleca em volta do catodo, que pára de funcionar. Usar tanques de oxigênio puro resolve o problema em laboratório, mas é claro que isso não é uma solução para o uso prático.

Reinventando tudo

Mohammad Asadi e seus colegas superaram esse problema usando uma combinação única de anodo, catodo e eletrólito - os três principais componentes de qualquer bateria - para evitar a oxidação do anodo e o acúmulo de subprodutos que detonam o catodo, o que permitiu que a bateria funcionasse coletando o oxigênio do ar ambiente.

Para isso, o anodo de lítio foi recoberto com uma fina camada de carbonato de lítio, que permite seletivamente que apenas os íons de lítio do anodo entrem no eletrólito, evitando que compostos indesejados cheguem até lá.

O catodo é simplesmente onde o ar entra na bateria, e o padrão tem sido usar um material esponjoso à base de carbono. Asadi revestiu essa estrutura de carbono com um catalisador de dissulfato de molibdênio e usou um eletrólito híbrido feito de líquido iônico e dimetil sulfóxido, um componente comum dos eletrólitos de bateria, que ajudou a facilitar as reações de lítio-oxigênio e minimizar as reações do lítio com outros elementos do ar, o que aumentou muito a eficiência da bateria.

"A revisão arquitetônica completa que fizemos nessa bateria, redesenhando cada parte dela, nos ajudou a ativar as reações que queríamos e a impedir ou bloquear aquelas que acabariam fazendo com que a bateria morresse," disse o professor Khojin.

Os próximos passos envolvem aumentar a robustez e a durabilidade da bateria e desenvolver as técnicas de fabricação do anodo e do catodo para que elas possam sair do laboratório rumo à indústria.

Bibliografia:

A lithium-oxygen battery with a long cycle life in an air-like atmosphere
Mohammad Asadi, Baharak Sayahpour, Pedram Abbasi, Anh T. Ngo, Klas Karis, Jacob R. Jokisaari, Cong Liu, Badri Narayanan, Marc Gerard, Poya Yasaei, Xuan Hu, Arijita Mukherjee, Kah Chun Lau, Rajeev S. Assary, Fatemeh Khalili-Araghi, Robert F. Klie, Larry A. Curtiss, Amin Salehi-Khojin
Nature
Vol.: volume 555, pages 502-506
DOI: 10.1038/nature25984

Google está escaneando arquivos de seus usuários, causando revolta massiva

Pelo Jornal do Brasil

A especialista em segurança cibernética, Kelly Shortridge, descobriu que o navegador do Google digitaliza permanentemente quase todos os dados nos computadores com sistema operacional Windows.

Segundo informa portal Motherboard, Shortridge afirma que o Google Chrome verificou todos os arquivos, inclusive pasta Documentos. A pesquisadora ficou chocada com essa função do navegador até então desconhecida.

Os internautas compartilharam indignação de Shortridge e já começaram a declarar que vão parar de usar o famoso navegador.

Descoberta de especialista deixou usuários do Google Chrome indignados

O utilitário começou a funcionar em 2017, quando Google lançou atualização importante para o Chrome — utensílio Cleanup Tool para digitalizar computador com tecnologias da empresa antivírus ESET. Os representantes da corporação prometeram na época que graças a essa atualização a navegação na Internet será "mais segura".

De acordo com o Motherboard, o Google, sim, está escaneando os arquivos dos usuários, mas, segundo o chefe do serviço de segurança do Google Chrome, Justin Schuh, o único objetivo de tal verificação se trata de detectar e eliminar arquivos indesejáveis.

Um terço dos jovens norte-americanos não tem certeza que Terra é redonda

Pelo Jornal do Brasil

Novas sondagens sociais entre residentes norte-americanos mostram que 33% dos estudantes, do ensino fundamental, médio e superior, não têm certeza que a Terra é um globo, revela a edição LiveScience.

Nos EUA há movimentos sociais, cujos participantes acreditam que a Terra na verdade é plana. Muitos se sustentam em mitos, outros na Bíblia. Para eles, na realidade, cientistas, NASA e companhias aéreas abafam formato do planeta por fazerem parte de uma conspiração elitista.

Como demonstra caso recente de Mike Hughes, que construiu um foguete caseiro para se lançar ao céu a fim de verificar a teoria, alguns representantes deste "movimento cultural" se mostram prontos para arriscar própria vida em prol da ciência, recebendo ajuda financeira de outros seguidores.

De acordo com a última pesquisa da agência YouGov, ideias sobre Terra plana são compartilhadas ou, ao menos, não são excluídas pela maioria dos norte-americanos

De acordo com a última pesquisa da agência YouGov, ideias sobre Terra plana são compartilhadas ou, ao menos, não são excluídas pela maioria dos norte-americanos. No total, cerca de 2% dos habitantes dos EUA creem que a Terra é plana e que as autoridades ocultam isso, e outros 14% duvidam que o nosso planeta seja redondo.

Nota-se que republicanos e outros conservadores são mais céticos. Apesar de serem mais religiosos, 90% deles acreditam que a Terra é redonda, enquanto democratas demonstram uma porcentagem menor — 83%. É muito provável haver ligação aos níveis intelectual e financeiro superiores entre os círculos conservadores nos EUA.

No que diz respeito aos jovens norte-americanos, que estão estudando no ensino fundamental, médio e superior, a teoria da Terra plana encontrou mais apoio, o que é surpreendente. Somente 66% dos estudantes estão seguros que a Terra é redonda e cerca de 4% concordam com os céticos.

Por incrível que pareça quase todos os idosos entrevistados não acreditam que a Terra seja plana de forma alguma; 95% deles acreditam nas teorias de Eratóstenes, Aristóteles e Galileu Galilei.

Por que muitos americanos acreditam que a Terra é plana se trata de uma pergunta frágil, mas a deterioração do ensino escolar nos EUA e a crescente popularidade da teoria sobre Terra plana podem de certa forma explicar este paradoxo.

Água potável é extraída do ar do deserto

Redação do Site Inovação Tecnológica

As pequenas gotas de água mostram que é possível extrair um quarto de litro de água por quilograma do material. [Imagem: MIT]

Água extraída do ar

No ano passado, uma equipe norte-americana usou um material ultraporoso, conhecido como MOF (sigla em inglês para estrutura metal-orgânica), para coletar água potável do ar ambiente usando apenas energia solar.

Agora eles demonstraram que esse sistema de extração de água da atmosfera pode funcionar em condições reais. Ele foi testado em campo no ar muito seco da cidade de Tempe, localizada na área desértica do Arizona, nos EUA.

A demonstração incluiu algumas melhorias significativas em relação ao conceito inicial. O sistema, baseado em materiais relativamente novos e de grande área superficial - as estruturas metal-orgânicas ou MOFs - extraiu água potável mesmo do ar extremamente seco do deserto, onde a umidade relativa medida foi de apenas 10% durante o teste.

Os métodos atuais para extração de água do ar exigem níveis muito mais altos - 100% de umidade para métodos de coleta de neblina e acima de 50% para sistemas de coleta de orvalho baseados em refrigeração, que também exigem grandes quantidades de energia para resfriamento.

Assim, o novo sistema é promissor para preencher uma necessidade não atendida de água mesmo nas regiões mais secas do mundo - embora ainda haja trabalho a ser feito para passar dos protótipos para um produto em escala comercial.

Coleta de água potável do ar

Colocado sobre o telhado de um prédio no campus da Universidade do Estado do Arizona, o aparelho foi alimentado exclusivamente pela energia solar. Embora o protótipo use um MOF muito pequeno, extrapolando as medições reais os resultados são equivalentes a mais de um quarto de litro de água por dia por quilograma de MOF.

Os pesquisadores afirmam que, com uma escolha do material ideal, algo a que eles vão se dedicar a partir da agora, a produção de água pode atingir três vezes a da versão atual.

Outro ponto que merecerá atenção é que a versão atual só pode operar em um único ciclo de noite e dia utilizando a energia solar. "Mas a operação contínua também é possível, utilizando fontes de calor abundantes de baixa qualidade, como biomassa e calor residual," disse o pesquisador Hyunho Kim.

A equipe testou a água produzida pelo sistema e não encontrou vestígios de impurezas. Os testes feitos com espectrometria de massa mostraram que "não há nada do MOF que vaze para a água. Isso mostra que o material é realmente muito estável e podemos obter água de alta qualidade," disse a professora Evelyn Wang, coordenadora da equipe.