Método revolucionário para remoção de dióxido de carbono do ar é desenvolvido

Pelo site Engenharia É




Existe uma nova maneira de remover o dióxido de carbono do ar e isso pode ser um divisor de águas. Isso ocorre porque o novo sistema pode trabalhar no gás em praticamente qualquer nível de concentração.

E, ao contrário de outras variações que funcionam com concentrações mais baixas, o novo método é de longe menos caro em termos de energia. O sistema foi desenvolvido pelo pós-doutorado do MIT, Sahag Voskian e Alan Hatton, professor de engenharia química de Ralph Landau.

Uma natureza binária

“A maior vantagem dessa tecnologia sobre a maioria das outras tecnologias de captura ou absorção de carbono é a natureza binária da afinidade do adsorvente ao dióxido de carbono”, explicou Voskian. “Essa afinidade binária permite a captura de dióxido de carbono de qualquer concentração, incluindo 400 partes por milhão, e permite sua liberação em qualquer corrente transportadora, incluindo 100% de CO2”.

O dispositivo é essencialmente uma bateria grande que absorve dióxido de carbono do ar que passa sobre seus eletrodos enquanto ele está sendo carregado. Então, quando está sendo descarregado, libera o gás.

O produto final é dióxido de carbono puro que pode ser usado em diversas aplicações, como em fábricas de engarrafamento de refrigerantes ou na alimentação de plantas em estufas. O novo sistema poderia eliminar a necessidade de combustíveis fósseis nesses casos e, na verdade, remover o gás do efeito estufa do ar.

“O fluxo de dióxido de carbono puro liberado também pode ser comprimido e injetado no subsolo para descarte a longo prazo. O processo que este sistema utiliza para capturar e liberar dióxido de carbono é revolucionário”, disse Voskian.

Um processo revolucionário

“Tudo isso ocorre em condições ambientais – não há necessidade de entrada térmica, de pressão ou química. São apenas essas folhas muito finas, com as duas superfícies ativas, que podem ser empilhadas em uma caixa e conectadas a uma fonte de eletricidade”, explicou Voskian.

“Nos meus laboratórios, temos nos esforçado para desenvolver novas tecnologias para lidar com uma série de questões ambientais que evitam a necessidade de fontes de energia térmica, mudanças na pressão do sistema ou adição de produtos químicos para concluir os ciclos de separação e liberação”, acrescentou Hatton. “Essa tecnologia de captura de dióxido de carbono é uma demonstração clara do poder das abordagens eletroquímicas que requerem apenas pequenas oscilações de tensão para conduzir as separações”.

O melhor de tudo é que o sistema utiliza apenas cerca de um gigajoule de energia por tonelada de dióxido de carbono capturado. Os pesquisadores agora estão trabalhando para comercializar o processo e esperam desenvolver uma planta em escala piloto nos próximos anos.

O estudo é descrito em um novo artigo na revista Energy and Environmental Science.

Novo design da Airbus poderá revolucionar o vôo como o conhecemos [vídeo]

Pelo site Engenharia É






Uma grande diferença entre veículos terrestres e aeronaves é que houve muito menos inovação em aviões nas últimas décadas do que em carros.

A empresa aeroespacial, Airbus, está olhando para mudar isso. Seu MAVERIC não está pronto para voar nos céus tão cedo, mas as perspectivas certamente parecem promissoras e mais eficientes do que os atuais modelos de aviões.

MAVERIC

Você deve ter notado que a maioria das aeronaves tem um design semelhante: uma fuselagem de corredor único ou duplo, com asas presas em ambos os lados. Há exceções, é claro, a saber, quando se trata de aeronaves militares.

Agora, parece que a Airbus retirou algumas páginas do livro de aviões militares e as transformou em um design para voos comerciais.

O MAVERIC apresenta um design de corpo de asa misturado, onde há uma separação estrutural mínima entre o corpo principal e as asas da aeronave.

O interessante é que seu design deve incluir mais espaço interior do que um avião de fuselagem comum. Além disso, graças à sua impressionante aerodinâmica, deve reduzir o consumo de combustível em 20%.

A Airbus está exibindo o MAVERIC, no entanto, não espere embarcá-lo em seu próximo voo, ou mesmo no seguinte. Atualmente, é apenas um modelo em escala que mede 2 metros de comprimento e 3,2 metros de largura.

Ainda é muito cedo para dizer se o design inovador da Airbus decolará – literal e figurativamente -, mas certamente abre o setor de aviação para examinar novas possibilidades mais uma vez.

https://youtu.be/pgDRkNseNxU

Uma cidade holandesa está criando as primeiras casas habitáveis ​​impressas em 3D

Pelo site Engenharia É






Quando criança, você provavelmente já ouviu a história dos três porquinhos. Para recapitular o conto: Três porcos constroem casas com palha, paus e tijolos, respectivamente. No final, apenas a casa de tijolos é capaz de resistir ao bufar do faminto lobo da vizinhança. A moral aqui? O trabalho duro compensa.

Mas, em nossa fábula orientada para o futuro, havia um quarto porco. Um porco que foi tudo para fora e construiu sua casa usando uma impressora de concreto 3D de última geração – preservando uma tonelada de energia e reduzindo o desperdício geral no processo. 

A impressão 3D está se tornando um elemento básico em um vasto número de diferentes aplicações no setor. Como ilustrado pela metáfora do porco, é possível construir casas inteiras usando impressoras 3D em escala industrial – mas elas ainda precisam ganhar habitantes permanentes.

Tudo está prestes a mudar. Uma construtora holandesa chamada Van Wijnen está imprimindo em 3D as primeiras casas no mundo que são realmente habitáveis ​​(ou seja, capazes de passar por uma inspeção residencial) – pelo menos assim eles afirmam.

Atualmente, existem cinco casas no total, cada uma com uma forma e tamanho únicos que mostram a flexibilidade da tecnologia de ponta. Como a impressora é essencialmente um bocal gigante de concreto que se move ao longo de uma trilha bidimensional no ar, os arquitetos são capazes de projetar casas em praticamente qualquer formato que desejarem. Neste momento, as casas são impressas em pedaços fora do local, depois transportadas para o destino final. No final do projeto, a equipe espera fazer novos ajustes, colocando a impressora no local.

Ao todo, isso resulta em um processo mais simplificado – especialmente considerando que uma estrutura pesada de tijolo e argamassa pode levar mais de seis meses para ser concluída. A montagem simplificada não é a única vantagem que a impressão 3D tem a oferecer sobre os métodos convencionais de construção. O processo requer menos trabalhadores, mantendo os custos baixos e os acidentes no mínimo. Além disso, a quantidade de cimento e o transporte necessário são reduzidos ao mínimo, reduzindo o impacto ambiental.

Bambu como substituto do aço, entenda

Pelo site Engenharia É





Antes de começarmos a usar o aço para reforçar estruturas, o bambu continuava sendo o principal componente na construção de edifícios. Ainda hoje, você verá o uso de bambu na construção de casas e outras estruturas em áreas subdesenvolvidas.

No entanto, a maioria das pessoas tem uma opinião distorcida sobre o bambu. As pessoas tendem a associar o bambu a estruturas fracas. No entanto, esse não é o caso.

Como o bambu supera o aço?

Sim, o bambu é mais resistente que o aço no que diz respeito à resistência à tração. O aço tem uma resistência à tração de 23.000 libras por polegada quadrada.

Mas o bambu supera o aço, com uma notável vantagem de 28.000 libras.

Isso ocorre porque, quando consideramos a força de um material, há variáveis a serem lembradas. A resistência à tração pode ser definida como a resistência oferecida por uma objeção à quebra ou divisão sob tensão.

E sim, neste caso, o bambu é mais resistente que o aço, pois possui uma estrutura molecular bem compactada se comparada ao aço.

https://youtu.be/XSuZ6ukuz5s

O melhor do bambu é que podemos utilizar todas as partes da planta para uma variedade de finalidades, desde a construção até desodorantes e medicamentos.

Existem mais de 490 espécies de bambu disponíveis. Certas espécies de bambu também possuem um recorde da planta que mais cresce.

Chegam a dezenas de metros de altura, dependendo da espécie.

Um fato desconhecido sobre as plantas de bambu é que elas liberam 30% mais oxigênio para a atmosfera em comparação com outras plantas, o que por si só é uma razão suficientemente boa para cultivá-las quando o mundo está enfrentando um aumento da poluição do ar e da destruição do ozônio. A planta também ajuda a evitar a erosão do solo.

As plantas de bambu são usadas em uma variedade de aplicações:

• É utilizado na construção de edifícios, móveis, quadros de bicicletas, etc;
• As fibras de bambu são respiráveis e são usadas para vestuário devido às suas propriedades antibacterianas e de temperatura;
• O carvão de bambu é um excelente desodorizante devido à sua capacidade de absorção;
• Partes de bambu são usadas em alimentos e medicamentos;
• O bambu também melhora o sabor do álcool;

Essas plantas podem crescer em qualquer lugar e não precisam do uso de fertilizantes para o seu crescimento. As folhas caídas da planta fornecem os nutrientes essenciais necessários.

Bambu como alternativa ao aço

O bambu é usado no campo da construção há muito tempo, mesmo antes de sua resistência à tração ser conhecida. As pessoas costumavam construir casas, móveis, cercas e demais coisas com bambu.

Nossos pesquisadores e engenheiros modernos estão ansiosos para substituir o aço pelo bambu devido às suas propriedades de tração.

O uso de aço no concreto é caro, e a produção de aço tem muitas desvantagens, como altos custos, poluição e degradação ambiental. O bambu, por outro lado, pode ser produzido a custos muito baixos e possui vários benefícios ambientais.

No entanto, não podemos usar o bambu para substituir o aço diretamente, pois a resistência à tração por si só não é suficiente, embora o bambu seja mais resistente e mais rígido do que outros materiais de construção.

A planta, no entanto, é propensa a ataques de insetos e pode se degradar na presença de água. A durabilidade e o encolhimento a longo prazo também são fatores a serem considerados.

Uma extensa pesquisa já está em andamento para eliminar todas essas deficiências e aumentar as propriedades existentes do bambu. Esses estudos enfocam as propriedades mecânicas e físicas da planta e encontram as espécies que são mais úteis.

• O Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique está desenvolvendo um composto de bambu chamado BambooTECH, que eles acreditam que pode substituir o aço por sua resistência, alta versatilidade e durabilidade.
• Os cientistas e arquitetos do MIT descobriram que a madeira de bambu é mais densa e mais resistente que as madeiras macias, como o pinheiro. Eles estão tentando explorar as propriedades do bambu para transformá-lo em um material de construção melhor, que pode ser usado para construir edifícios mais resilientes

https://youtu.be/A3OBbGojx_k

Engenharia usando bambu: o que o futuro nos reserva!

O uso de bambu, também conhecido como ‘madeira do pobre homem’, no campo da engenharia também é numeroso. As organizações ambientais estão promovendo o bambu devido à sua variedade de excelentes propriedades e capacidade de emissão de oxigênio.

Sua alta resistência à tração, capacidade de suportar a compressão e a propriedade de flexão o tornam um material muito promissor no campo da construção. Os projetistas veem o bambu como uma alternativa à madeira serrada.

Os painéis de madeira de bambu oferecem uma aparência e acabamento estéticos naturais. Pisos, armários e utensílios domésticos feitos de bambu são mais duráveis ​​e menos dispendiosos.

Quando os pesquisadores teceram bambu com epóxi, eles acabaram com um composto mais forte que a fibra de carbono. Isso nos dá esperança de que um dia o bambu possa ser usado para criar uma alternativa à fibra de carbono.

A maior de todas as vantagens é que é 100 vezes mais barata em comparação com a fibra de carbono.

O baixo custo, a ampla disponibilidade e a resistência do bambu tornaram possível o uso dessa planta na construção de abrigos e em grandes projetos de auxílio a desastres.

Alguns dos exemplos são:

• Casas resistentes a inundações no Vietnã;
• Habitação para vítimas do terremoto no Nepal;
• Alojamento temporário na Tailândia para refugiados birmaneses;

Além do seu potencial para substituir o aço, os pesquisadores acreditam que o bambu também pode ser usado para substituir os tubos de plástico usados na construção.

https://youtu.be/kK_UjBmHqQw

Conclusão

O uso de bambu na construção, automóvel e outros campos potenciais pode eliminar a necessidade de materiais como aço, plástico, fibra de carbono, etc.

O baixo custo do bambu reduz o custo total de construção e o torna acessível a todos.

Outro mérito significativo do cultivo de bambu é que nenhuma parte da planta é desperdiçada. Levando esses fatos em consideração, é uma boa idéia promover o crescimento e o uso do bambu para garantir menores custos de vida e um ambiente melhor para as gerações futuras.

Mulher cega joga videogame graças ao implante que entra diretamente no cérebro

Pelo site Engenharia É





Ese a cegueira pudesse ser curada por um implante que contorna a retina e entra diretamente no cérebro? Este é o sistema que Eduardo Fernandez, diretor de neuroengenharia da Universidade de Miguel Hernandez desenvolveu, de acordo com o MIT Technology Review.

Uma tecnologia promissora

A nova tecnologia inovadora foi testada em Bernardeta Gómez, que sofre de neuropatia óptica tóxica e está cega há 15 anos. Ela foi capaz de reconhecer luzes, letras, formas, pessoas e até jogar videogame.

A tecnologia de Fernandez é nova. Gómez é a primeira a testá-la. Sua abordagem é promissora porque ignora os olhos e os nervos ópticos.

Pesquisas anteriores tentaram corrigir a cegueira criando um olho ou retina artificial, e funcionou. No entanto, houve um problema.

A maioria das pessoas cegas não precisa de um olho artificial, pois seu dano está no sistema nervoso que conecta a retina à parte posterior do cérebro. É aqui que se lançando diretamente no cérebro se torna muito útil.

Atingir esse objetivo pode parecer absurdo, mas os princípios subjacentes à abordagem de Fernandez têm sido usados em implantes humano-eletrônicos há anos.

“No momento”, disse Fernandez à MIT Technology Review, “temos muitos dispositivos elétricos interagindo com o corpo humano. Um deles é o marcapasso. E no sistema sensorial, temos o implante coclear.”

Agora, Fernandez espera testar o sistema em mais pessoas. “Bernadete foi nossa primeira paciente, mas nos próximos anos instalaremos implantes em mais cinco pessoas cegas”, disse Fernandez. “Fizemos experimentos semelhantes em animais, mas um gato ou um macaco não pode explicar o que está vendo”.

A tecnologia vem com complicações. É necessária cirurgia para instalar o sistema, o que é sempre arriscado, e depois uma para removê-la, pois não foi aprovada para uso mais prolongado. Ainda assim, para a grande maioria dos deficientes visuais, os riscos valem o resultado.

Dispositivo gera eletricidade a partir do “ar”

Pelo site Engenharia É




Pesquisadores da Universidade de Massachusetts em Amherst nos Estados Unidos, desenvolveram um dispositivo chamado de “Air-gen” que pode gerar eletricidade usando basicamente nada.

A tecnologia é baseada no fenômeno natural de uma bactéria capaz de criar eletricidade com nada além da presença de ar no meio em que a mesma se encontra.

“Estamos literalmente produzindo eletricidade do nada. O Air-gen gera energia limpa 24 horas por dia, 7 dias por semana”, disse o engenheiro eletricista Jun Yao.

Geobacter sulfurreducens

A bactéria, chamada de Geobacter sulfurreducens, foi descoberta décadas atrás nas margens do rio Potomac, nos Estados Unidos. Os cientistas logo notaram que ela tinha a habilidade de produzir magnetita na ausência de oxigênio.

No entanto, mais tarde, descobriram que o organismo notável também podia produzir outras coisas, como nanofios que conduziam eletricidade.

E é graças a esses nanofios de proteínas eletricamente condutivos da G. sulfurreducens que os pesquisadores conseguiram criar seu gerador movido a ar.

Mas como funciona? 

O Air-gen consiste em um filme fino de nanofios com apenas 7 micrômetros de espessura, posicionado entre dois eletrodos e exposto ao ar.

Devido à exposição ao ar, o filme é capaz de adsorver – sim, com “d”, adsorver significa a adesão de moléculas de um fluido a uma superfície sólida – vapor de água a partir da atmosfera, o que por sua vez permite que o dispositivo gere uma corrente elétrica contínua entre os dois eletrodos.

A carga é criada pela umidade atmosférica. De acordo com os pesquisadores, a manutenção do gradiente de umidade, que é fundamentalmente diferente de qualquer coisa vista em sistemas anteriores, explica a saída contínua de tensão do dispositivo de nanofios.

“Descobri que a exposição à umidade atmosférica era essencial e que os nanofios de proteínas absorviam água, produzindo um gradiente de voltagem no dispositivo”, explicou o engenheiro Yao.

Quais são suas aplicações?

Em estudos anteriores, pesquisadores geraram energia hidrovoltaica usando outros tipos de nanomateriais como por exemplo o grafeno, mas estas tentativas produziram apenas rajadas curtas de eletricidade, algo por alguns segundos.

Já o Air-gen produz uma tensão sustentada de cerca de 0,5 volts, com uma densidade de corrente de cerca de 17 microamperes por centímetro quadrado.

Não é muito, mas diversos dispositivos conectados poderiam gerar energia suficiente para carregar coisas como celulares e outros eletrônicos, necessitando de nada além de umidade ambiente – e isso até mesmo em regiões secas como por exemplo no deserto do Saara.

“O objetivo é criar sistemas em larga escala. Quando chegarmos a uma escala industrial para a produção de nanofios, espero que possamos fazer grandes sistemas que darão uma grande contribuição à produção sustentável de energia”, afirmou Yao, acrescentando que futuros esforços poderiam usar a tecnologia para alimentar casas via nanofios incorporados na pintura de paredes.

Por enquanto, uma das limitações da tecnologia é a quantidade de nanofios que a G. sulfurreducens é capaz de produzir.

Os cientistas já estão trabalhando esta questão. O microbiologista Derek Lovely, que identificou a bactéria pela primeira vez nos anos 1980, está conduzindo uma pesquisa na qual modifica geneticamente organismos como o E. coli para desempenhar a mesma tarefa mas de forma massiva.

“Transformamos o E. coli em uma fábrica de nanofios de proteínas. Com este novo processo escalável, o fornecimento de nanofios não será mais um gargalo para o desenvolvimento dessas aplicações”, afirma o microbiologista Lovley.

Acelerador de partículas é construído dentro de um chip

Redação do Site Inovação Tecnológica

Esta imagem, ampliada 25.000 vezes, mostra uma seção do acelerador em um chip. A versão funcional terá 1.000 seções iguais a esta, o que permitirá acelerar os elétrons a 94% da velocidade da luz.
[Imagem: Neil Sapra]

Acelerador em um chip

A miniaturização dos aceleradores de partículas atingiu a casa dos centímetros no ano passado.

Agora, acaba de ser criado um acelerador que cabe inteiro dentro de um chip.

Embora ainda não alcance a energia gerada nos aceleradores tradicionais - que podem medir quilômetros de extensão ou diâmetro - o chip usa um laser infravermelho para gerar, numa distância menor do que o diâmetro de um fio de cabelo, uma energia que até agora só havia sido obtida com micro-ondas em distâncias na faixa dos metros.

O acelerador em um chip é apenas um protótipo, mas as técnicas de projeto e fabricação podem ser ampliadas para fornecer feixes de partículas acelerados o suficiente para realizar experimentos de ponta em química, ciência dos materiais e biologia que não exijam o poder de um acelerador gigantesco, sem contar com a possibilidade de portabilidade.

"Os maiores aceleradores são como telescópios poderosos. Existem poucos no mundo e os cientistas precisam vir a lugares como o SLAC [National Accelerator Laboratory - EUA] para usá-los. Queremos miniaturizar a tecnologia do acelerador de uma maneira que a torne uma ferramenta de pesquisa mais acessível," disse Jelena Vuckovic, coordenadora da equipe.

Os mil estágios de aceleração necessários para aplicações práticas continuarão cabendo dentro de um único chip.
[Imagem: Neil V. Sapra et al. - 10.1126/science.aay5734]

Acelerador de partículas portátil

O acelerador em um chip foi criado usando as técnicas tradicionais de litografia, as mesmas usadas para criar os componentes eletrônicos dos chips tradicionais. A diferença é que, em vez de criar transistores, a litografia foi usada para criar nanocanais no bloco de silício.

Quando os nanocanais foram selados a vácuo, tornou-se possível enviar elétrons através deles, enquanto pulsos de luz infravermelha - para a qual o silício é transparente como o vidro é transparente para a luz visível - transmitidos ao longo do mesmo canal fornecem a energia necessária para acelerar os elétrons.

Para testar a eficácia desses miniaceleradores, Neil Sapra e seus colegas avaliaram seu uso disparando o feixe de elétrons acelerado diretamente para um tumor in vitro e verificando que o tecido ao redor não era afetado. Quando a técnica estiver totalmente desenvolvida, isso poderá significar a virtual eliminação dos efeitos colaterais desses tratamentos - hoje os pacientes precisam usar proteções de chumbo para evitar danos aos tecidos saudáveis.

Os pesquisadores querem acelerar os elétrons a 94% da velocidade da luz, ou 1 milhão de elétrons-volts (1MeV), para criar um fluxo de partículas poderoso o suficiente para fins médicos ou de pesquisa. Este chip protótipo conta com apenas um estágio de aceleração, e o fluxo de elétrons precisará passar por cerca de 1.000 desses estágios para atingir 1MeV.

A equipe pretende ter esse acelerador funcional até o final deste ano, e já calculou que os mil estágios de aceleração exigirão um chip de pouco mais de dois centímetros de comprimento.

Bibliografia:

Artigo: On-chip integrated laser-driven particle accelerator
Autores: Neil V. Sapra, Ki Youl Yang, Dries Vercruysse, Kenneth J. Leedle, Dylan S. Black, R. Joel England, Logan Su, Rahul Trivedi, Yu Miao, Olav Solgaard, Robert L. Byer, Jelena Vukovic
Revista: Science
Vol.: 367, Issue 6473, pp. 79-83
DOI: 10.1126/science.aay5734

Antártica, 20ºC: o continente gelado emite sinal de alerta

Pelo site Ciclovivo




Não há o que comemorar e nunca foi tão necessário defender a Ciência e o investimento em pesquisas.

Nem sempre os recordes são sinais de celebração. O que dizer, então, sobre o registro da temperatura de 20,75ºC na Ilha Seymour, na Antártica, no último dia 9 de fevereiro? É bom frisar – são graus positivos, no continente gelado.

O anúncio foi feito pelo cientista brasileiro Carlos Schaefer, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), que integra o Projeto brasileiro Terrantar (que monitora os impactos das mudanças climáticas em 23 locais na Antártica), ao jornal britânico The Guardian.

O que significa esta informação? 

Em linhas gerais, que o derretimento do gelo se acelera e contribui ao aumento do nível dos oceanos e mares. Com isso, há a desestabilização gradativa de todo o ecossistema e da vida na zona costeira e em países insulares, neste século, e clima no planeta.

Mais um ângulo dos efeitos das Mudanças Climáticas e do Aquecimento Global na era fóssil e dos desmatamentos, que geram o descontrole dos Gases de Efeito Estufa (GEEs) e refletem no aumento da temperatura global. A pergunta que persiste diante deste desafio da humanidade: há tempo para ceticismos?

Apesar de ainda haver um trâmite oficial protocolar de se aguardar a confirmação dos dados pela Organização Mundial Meteorológica Mundial (OMM), o fato irrefutável é o seguinte: não há o que comemorar e nunca foi tão necessário defender a Ciência e o investimento em pesquisas.

E priorizar a manutenção das pesquisas na base antártica brasileira Comandante Ferraz, reinaugurada em janeiro deste ano, após incêndio ocorrido há oito anos. Além da Antártica, o processo de derretimento do gelo, com o aumento mais frequente das temperaturas, está acelerado na Groenlândia e no outro extremo do planeta, no Ártico, como também no Alasca e nos Andes.

O relatório sobre os Oceanos e Criosfera produzido por cientistas que integram o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), apresentado na Conferência das Partes da Convenção-Quadro sobre Mudança do Clima (COP-25), em dezembro, em Madri, reitera os alertas. E não é por acaso que foi instituída a Década das Nações Unidas para a Ciência dos Oceanos (2021-2030).

Antes dessa temperatura acima dos 20 graus C na Antártida, foi registrado lá, em 1982, 19,8 graus C, na Ilha Signy. No dia 6 de fevereiro deste ano, o extremo Norte da Península Antártica havia registrado 18,3 graus C, segundo pesquisador argentino da Base Esperanza. E em 2015 – 17,5 graus C. A porção oeste do continente tem apresentado os maiores impactos. As gigantescas geleiras Thwaites e Pine Island estão literalmente derretendo.

Por que a Antártida é tão importante para a humanidade no planeta?

A resposta é simples: 70% da água doce se concentram no formato de gelo e neve no mundo. Com todas as inconstâncias climáticas desde a era pré-industrial, cientistas do Painel Intergovernamental das Mudanças Climáticas da Organização das Nações Unidas (IPCC) avaliam que os oceanos estarão até 110 cm mais altos até o final deste século.

Isso quer dizer que o comprometimento de países insulares e de zonas costeiras é inevitável e deslocamentos migratórios em decorrência das mudanças climáticas e do Aquecimento Global já são uma realidade.

Já em 2017, o Laboratório de Propulsão à Jato da NASA tem realizado previsões sobre o que pode acontecer com 293 cidades portuárias no mundo, com os derretimentos em massa do gelo em todas as principais áreas no mundo. Aqui no Brasil, Belém, Recife e Rio de Janeiro sofrerão impactos.

O que causa maior preocupação é que as cidades excepcionalmente se preparam para estes cenários e poucas têm planos de combate às mudanças climáticas, que inferem primordialmente a adaptação e redução de danos.

Na Antártica, o ecossistema já sofre baixas significativas. Os cientistas têm pesquisado o declínio de mais de 50% nas colônias de pinguins de chinstrap, que dependem do gelo marinho, na região da península Antártica. O clima, por sua vez, fica cada vez mais instável, porque altera as correntes oceânicas e os níveis do Aquecimento Global, segundo pesquisadores. É uma retroalimentação de comprometimentos, que tem o “dedo” do ser humano, neste período chamado Antropoceno.

Dois jovens criaram um método que transforma lixo plástico em casas de baixo custo

Pelo site Engenharia É

Foto: EcoDomum

Dois mexicanos desenvolveram um método que está solucionando dois grandes problemas das metrópoles: a falta de moradia e a destinação incorreta do lixo plástico.

Os materiais usados nas construções são: garrafas vazias e brinquedos descartados. Estes materiais são encontrados em abundância pelas ruas dos grandes centros urbanos e com toda essa  matéria-prima, o método tem ajudado muitas pessoas no México, e provando que o método é eficiente.

O material é derretido para formar grandes painéis, que são usadas como paredes e tetos. Para cada residência de 40 metros quadrados são usados 80 painéis. A casa é dividida em dois quartos, um banheiro, uma sala de estar e uma cozinha. Em cada uma delas são usados cerca de dois mil quilos de lixo processado.

O projeto desenvolvido pela startup EcoDomum de Carlos Daniel Gonzalez e Nataniel, pode alterar o modo pelo qual as pessoas fazem suas residências. Segundo eles, o material fabricado é durável e resistente. O resultado é uma casa com isolamento acústico e térmico, de baixo custo e que ajuda o meio ambiente.

Empresas de engenharia e arquitetura se unem e criam cidade flutuante

Pelo site Engenharia É

Não é tão louco quanto parece, a tecnologia atual nos permite utilizar essas ideias, avanços nas ciências dos materiais, em projetos náuticos e construções marítimas, tornam possíveis as cidades flutuantes.

Empresas de arquitetura e engenharia desenvolveram um projeto de uma cidade flutuante para ser instalada à margem do rio Mississipi, em Nova Orleans, nos Estados Unidos.

https://youtu.be/w1Flnbn53dY

Com nome de de NOAH (Habitat Arco Lógico de Nova Orleans, em português), a cidade está instalada dentro de uma estrutura de pirâmide com 360 metros de altura, que pode flutuar e é à prova de furacões. A ideia é fazer com a cidade fique livre de possíveis tormentas ou tempestades, como ocorreu na região com o furacão Katrina, em 2005.

A estrutura flutuante usará energia renovável  para abastecer as cerca de 20.000 residências, 100.000 metros quadrados de área comercial, escola, hospital e até 3 cassinos. A cidade pode abrigar 40.000 pessoas e tem espaço de estacionamento para 8.000 carros.

Depois das devastadoras inundações que assolaram a cidade, engenheiros acreditam que a única saída viável é construir uma Nova Orleans flutuante, com inovações em design náutico e construção marítima.

Um poço geotérmico nas montanhas da Toscana pode fornecer energia limpa ilimitada

Pelo site Engenharia É

Parece que as Montanhas Apeninas da Toscana poderiam fornecer um poço geotérmico que produza energia limpa ilimitada, de acordo com publicação da Wired. O poço é chamado Venelle-2, mas como todos os poços geotérmicos, existe o risco de um terremoto se você perfurar depois ponto horizonte k.

De fato, o poço foi perfurado até esse limite, mas passar por isso sobrecarregou o equipamento. No entanto, um novo artigo publicado no Journal of Geophysical Research está mostrando que o poço pode ser perfurado com segurança além desse ponto sem nenhuma atividade sísmica comprometedora.Perfuração segura

Riccardo Minetto, pesquisador da Universidade de Genebra e co-autor do estudo, disse à Wired que Venelle-2 mostra que “também existem muitos casos positivos de poços perfurados para fins geotérmicos”. Ir mais fundo significaria acessar fluidos supercríticos, minerais água rica que possui as características de um líquido e de um gás, e é aí que reside a verdadeira energia ilimitada.

No entanto, apesar do estudo, não se deve proceder sem cautela. Minetto diz que futuras tentativas de perfuração de fluidos supercríticos “podem induzir eventos sísmicos maiores”.

Tanto um terremoto na Coréia do Sul no ano passado como há alguns anos antes em Basileia, na Suíça, foram ligados a poços geotérmicos. Mas isso se aplica a fluidos supercríticos? Eles têm mais riscos de terremotos do que os poços geotérmicos tradicionais? Minetto disse que “ainda há muitas incógnitas sobre fluidos supercríticos para dar uma resposta adequada”.

Um problema de relações públicas

Mesmo sem os riscos do terremoto, no entanto, a energia geotérmica está lutando para atrair investidores e isso pode ser um problema de relações públicas. “A geotérmica sofre de um problema de marketing”, disse Wired Jeffrey Bielicki, líder do Laboratório de Pesquisa em Sustentabilidade Energética da Universidade Estadual de Ohio. “Embora tenha muitas características benéficas, quando as pessoas dizem “energia renovável”, geralmente se referem a energia eólica e solar.”

Poderíamos estar negligenciando uma fonte crucial de energia limpa e ilimitada? Nesse caso, talvez seja hora de reconsiderar.

Brasileiros avançam rumo às células solares de baixo custo

Com informações da Agência Fapesp

Às novas células solares são feitas de perovskita, uma classe de materiais cristalinos com potencial para revolucionar o campo da tecnologia fotovoltaica.
[Imagem: CINE]

Células solares de perovskita

Um grupo de pesquisadores brasileiros está na vanguarda de uma linha de pesquisas que desenvolve uma nova tecnologia de energia solar de fabricação mais simples, barata e menos impactante para o meio ambiente.

Graças ao seu potencial de aplicação no campo da tecnologia fotovoltaica, as perovskitas são um dos materiais funcionais mais estudados na atualidade.

Células solares de perovskitas já alcançam uma eficiência de 25% na conversão de energia luminosa em elétrica, ultrapassando o porcentual das células de silício policristalino - ainda as mais comercializadas no mundo. Elas ainda têm problemas de durabilidade, que, quando resolvidos, deverão permitir o uso da energia solar em uma escala revolucionária.

"As células de silício só podem ser fabricadas em ambientes com elevado controle de particulados e demandam temperaturas que vão a mais de 1.500º C. Por isso, embora seu preço tenha caído bastante nos últimos anos, os painéis solares à base de silício são muito caros. Em nosso laboratório, estamos produzindo filmes de perovskita a partir de soluções, também chamadas de tintas, em temperatura ambiente," conta a professora Ana Flávia Nogueira, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

A equipe sintetizou a primeira célula solar de perovskita no Brasil em 2016.

A perovskita é um óxido de cálcio e titânio, com fórmula molecular CaTiO3. Foi descoberta nos montes Urais, na Rússia, em 1839. E recebeu esse nome em homenagem ao mineralogista russo Lev Perovski (1792-1856). O que os pesquisadores atualmente chamam de perovskita é, na verdade, uma classe de materiais diversos sintetizados em laboratório que apresentam a mesma estrutura cristalina da perovskita original. São substâncias constituídas por dois cátions (íons positivos) de diferentes tamanhos, que podem ser genericamente descritos pela fórmula molecular ABX3, na qual A e B representam os cátions e X representa halogênios.

Os pesquisadores brasileiros descobriram onde se originam os defeitos que atrapalham o rendimento das células de perovskita.
[Imagem: Rodrigo Szostak et al. - 10.1126/sciadv.aaw6619]

Melhoria das perovskitas

Feitas as demonstrações teóricas e práticas de que a células solares de perovskita podem superar as células de silício, o trabalho agora se concentra na melhoria das próprias células e dos processos para fabricá-las. É o que está fazendo, por exemplo, o pesquisador Rodrigo Szostak.

"Nos últimos cinco anos, houve uma corrida de todos os grupos de pesquisa para ver quem conseguia a maior eficiência. Estamos próximos do limite teórico de eficiência, em torno de 30%. No entanto, a tendência atual é dar um passo atrás para entender melhor esses materiais. O trabalho realizado por Szostak está inserido nessa nova tendência. A técnica empregada por ele, que envolve luz síncrotron e nanoespectroscopia com infravermelho, foi usada pela primeira vez na caracterização de perovskitas," afirmou Ana Flávia.

Szostak usou o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para mapear grãos nanométricos individuais nos filmes de perovskita. Isso é importante porque o método de fabricação dos filmes, que consiste em depositar uma solução dos precursores do material sobre um substrato, em camadas com espessuras da ordem de nanômetros, pode originar tanto a fase estrutural, de interesse tecnológico, quanto fases indesejáveis.

Fatores circunstanciais, como umidade ou temperatura, influenciam a forma de organização dos átomos, fazendo com que possam passar de uma estrutura com atividade fotovoltaica para uma estrutura inativa. O objetivo de Rodrigo foi investigar como essas diferentes fases se distribuem no filme e, consequentemente, como elas influenciam o desempenho da célula solar.

Agora que o estudo mostrou onde o processo de degradação indesejável se inicia - na interface entre os grãos individuais do cristal - tanto a equipe brasileira quanto pesquisadores de outras partes do mundo poderão usar essas informações para tentar evitar ou minimizar o processo, melhorando ainda mais a qualidade das células solares de perovskita.

A equipe conseguiu sintetizar filmes monoatômicos do material.
[Imagem: Raphael F. Moral et al. - 10.1021/acs.chemmater.9b03439]

LEDs de perovskita

Outra linha de pesquisa em que a equipe brasileira avançou foi na sintetização de perovskitas bidimensionais, na forma de filmes com apenas uma camada de átomos do cristal de espessura.

O pesquisador Raphael Fernando Moral, responsável pelo desenvolvimento, também usou a luz síncrotron para estudar seus filmes bidimensionais, mas trabalhou no acelerador da Universidade de Stanford, nos EUA.

O equipamento permitiu acompanhar o crescimento do material no momento exato em que a reação química acontecia, por meio de uma técnica chamada de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS). De volta ao Brasil, o pesquisador e seus colegas prosseguiram o estudo no LNLS, para avaliar a estabilidade do material sob diversas condições de contorno.

"Moral conseguiu determinar até a velocidade média com a qual as placas 2D se sobrepõem durante a formação do material. Quando atravessada pela corrente elétrica, essa perovskita emite luz muito fortemente e pode ser um ótimo material para a fabricação de LEDs," disse a professora Ana Flávia.

Um LED e uma célula solar são essencialmente o mesmo componente, só que um funcionando ao contrário do outro: enquanto a célula solar capta a luz e gera eletricidade, o LED recebe a eletricidade e a transforma em luz. É por isso que se espera que as perovskitas venham a impactar uma ampla gama de tecnologias fotônicas.

Bibliografia:

Artigo: Nanoscale mapping of chemical composition in organic-inorganic hybrid perovskite films
Autores: Rodrigo Szostak, J. C. Silva, S.-H. Turren-Cruz, M. M. Soares, R. O. Freitas, A. Hagfeldt, H. C. N. Tolentino, Ana Flávia Nogueira
Revista: Science Advances
Vol.: 5, no. 10, eaaw6619
DOI: 10.1126/sciadv.aaw6619

Artigo: Synthesis of Polycrystalline Ruddlesden-Popper Organic Lead Halides and Their Growth Dynamics
Autores: Raphael F. Moral, Luiz Gustavo Bonato, José Carlos Germino, Willian Xerxes Coelho Oliveira, Rupini Kamat, Junwei Xu, Christopher J. Tassone, Samuel D. Stranks, Michael F. Toney, Ana Flávia Nogueira
Revista: Chemistry of Materials
Vol.: 31, 22, 9472-9479
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b03439

Impressora 3D atinge precisão e velocidade de jato de tinta

Redação do Site Inovação Tecnológica

É um recorde mundial duplo na impressão 3D, batendo resolução e velocidade.
[Imagem: Vincent Hahn et al. - 10.1002/adfm.201907795]

Recorde de velocidade e resolução na impressão 3D

As impressoras 3D que trabalham com resolução na faixa dos milímetros para cima já estão ocupando seus lugares nos processos industriais. Muitas aplicações, no entanto, exigem uma impressão precisa na escala do micrômetro, e a uma velocidade muito maior.

Engenheiros do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, desenvolveram agora uma impressora capaz de imprimir objetos altamente precisos, com tamanhos de vários centímetros, mas com detalhes de submicrômetros. E, mais do que isso, a uma velocidade até então inigualável.

"Superamos de longe o recorde alcançado pelas asas de aviões impressas em 3D. Este é um novo recorde mundial," disse o professor Martin Wegener, cuja equipe vem ajudando há alguns anos a lançar as bases da impressão 3D em nanoescala.

Para demonstrar não apenas a velocidade, mas também a confiabilidade do novo equipamento, a equipe imprimiu uma estrutura de treliça de 60 milímetros cúbicos, com detalhes até a escala dos micrômetros. A peça contém mais de 300 bilhões de vóxeis (um vóxel é a contrapartida 3D de um píxel ou elemento de imagem 2D).

Você pode levar a peça ao microscópio que não encontrará defeitos maiores do que um micrômetro (um milésimo de milímetro).
[Imagem: 10.1002/adfm.201907795]

Impressão 3D para nanotecnologia

Na tecnologia de impressão 3D em micro e nano-escalas, o feixe de um laser controlado por computador é direcionado para um volume de um material líquido chamado fotorresiste, largamente usado na eletrônica. Apenas o material localizado no exato foco do laser é exposto à luz e endurece, criando um vóxel sólido.

"Os pontos focais correspondem aos bicos de uma impressora a jato de tinta. A única diferença é que eles trabalham tridimensionalmente," explicou o pesquisador Vincent Hahn.

Dessa forma, estruturas de filigrana altamente precisas podem ser produzidas para várias aplicações, como óptica e fotônica, ciências dos materiais, bioengenharia ou engenharia de segurança - incluindo os aclamados metamateriais.

Para acelerar sua impressora, Hahn dividiu o raio laser em nove raios parciais, cada um produzindo um ponto focal. Todos os nove feixes parciais podem ser usados em paralelo e movidos com precisão muito mais rapidamente, graças a aprimoramentos feitos pela equipe no controle eletrônico do laser.

Essas e outras melhorias técnicas permitiram atingir velocidades de impressão 3D de cerca de 10 milhões de vóxeis por segundo, o que corresponde à velocidade alcançada pelas impressoras gráficas em jato de tinta 2D. "Afinal de contas, as impressoras 3D serão usadas para imprimir não apenas uma página, mas volumes espessos," comparou Hahn.

Neste caso, porém, a mecatrônica andou mais rápido do que a química, e agora os pesquisadores estão dependendo do desenvolvimento de fotorresistes mais sensíveis para gerar mais pontos focais na mesma saída do laser.

Bibliografia:

Artigo: Rapid assembly of small materials building blocks (voxels) into large functional 3D metamaterials
Autores: Vincent Hahn, Pascal Kiefer, Tobias Frenzel, Jingyuan Qu, Eva Blasco, Christopher Barner-Kowollik, Martin Wegener
Revista: Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.201907795