Circuito de grafeno gera energia limpa e ilimitada

Físicos conseguiram gerar uma corrente elétrica a partir do movimento natural dos átomos de carbono do grafeno, descobrindo o que eles dizem ser "uma nova fonte de energia limpa e ilimitada".

"Um circuito de coleta de energia baseado no grafeno poderia ser incorporado a um chip para fornecer energia limpa, ilimitada e de baixa tensão para pequenos dispositivos ou sensores," disse o professor Paul Thibado, da Universidade do Arkansas, nos EUA.

A equipe construiu um circuito capaz de capturar o movimento térmico do grafeno e convertê-lo em corrente elétrica. É uma corrente minúscula, mas que questiona uma série de paradigmas na física.

Já existiam teorias de que uma folha de grafeno apoiada apenas pelas bordas sofreria ondulações que poderiam ser exploradas para a colheita de energia, mas a ideia permanecia controversa porque contesta a conhecida afirmação do físico Richard Feynman de que o movimento térmico dos átomos - conhecido como movimento browniano - não pode gerar trabalho.

Contudo, a equipe do professor Thibado demonstrou que, à temperatura ambiente, o movimento térmico do grafeno de fato induz uma corrente alternada em um circuito, algo considerado impossível.

Na década de 1950, o físico Léon Brillouin publicou um artigo de referência nessa área contestando a ideia de que adicionar um único diodo - um portão unidirecional para os elétrons -, a um circuito seria a solução para coletar energia do movimento browniano.

Sabendo disso, o grupo de Thibado construiu seu circuito com dois diodos para converter a corrente alternada em corrente contínua. Com os diodos em oposição, permitindo que a corrente flua para os dois lados, eles fornecem caminhos separados através do circuito, produzindo uma corrente contínua pulsante que realiza trabalho em um resistor de carga.

"Nós também descobrimos que o comportamento liga/desliga dos diodos, semelhante a um interruptor, na verdade amplifica a potência fornecida, em vez de reduzi-la, como se pensava anteriormente. A taxa de mudança na resistência fornecida pelos diodos adiciona um fator extra de potência.

"As pessoas podem pensar que a corrente fluindo em um resistor faria com que ele aquecesse, mas a corrente browniana não. Na verdade, se nenhuma corrente estivesse fluindo, o resistor esfriaria. O que fizemos foi redirecionar a corrente do circuito e transformá-la em algo útil," detalhou Thibado.

Parece que a folha de grafeno e o circuito entram uma "relação simbiótica": Embora o ambiente termal esteja realizando trabalho no resistor de carga, o grafeno e o circuito continuam na mesma temperatura, ou seja, o calor não flui entre os dois.

Essa é uma distinção importante, disse Thibado, porque uma diferença de temperatura entre o grafeno e o circuito - em um circuito que produz energia - entraria em contradição com a segunda lei da termodinâmica. "Isso significa que a segunda lei da termodinâmica não é violada, nem há necessidade de argumentar que o 'Demônio de Maxwell' está separando elétrons quentes e frios," disse Thibado.

O próximo objetivo da equipe é determinar se a corrente contínua pode ser armazenada em um capacitor para uso posterior, uma meta que irá exigir a miniaturização do circuito e sua construção em uma pastilha de silício - dentro de um chip.

Se milhões desses minúsculos circuitos pudessem ser construídos em um chip de 1 por 1 milímetro, eles poderiam servir como substituição de uma bateria de baixa potência.

Créditos: Inovação Tecnológica

Banho todos os dias? Estas são as únicas 3 partes do corpo que você precisa lavar diariamente

Nos últimos tempos você já cansou de ouvir sobre a importância de lavar as mãos com frequência para reduzir o risco de contrair Covid-19. Mas esfregar diariamente o resto do corpo não é necessariamente uma boa idéia. Na realidade tomar banho demais pode fazer mal. De acordo com esta médica há apenas três regiões do corpo que devem ser lavados diariamente com sabonete: as axilas, a virilha e os pés. E para o resto do corpo basta apenas enxaguar com água.

A médica Sandy Skotnicki, professora de dermatologia da Universidade de Toronto, afirmou recentemente ao The Atlantic que esfregar o corpo todo com água e sabonete pode levar a problemas como eczema e outras doenças de pele. Ela sugere que nos concentremos apenas em certas regiões: “suas axilas, virilha e pés”.

Esfregar sabonete pelo corpo inteiro aumenta o risco de matar bactérias úteis que contribuem para que o microbioma saiba diferenciar microorganismos bons e ruins, afirmou a Dra. Robynne Chutkan, fundadora do Centro Digestivo para Mulheres em Maryland, EUA à Health. Nossos organismos necessitam de bactérias específicas, disse a médica, e quando as removemos da pele com sabonete a proteção a certos vírus reduz e ficamos mais vulneráveis a doenças. “A menos que você tenha acabado de correr pela lama os únicos lugares que precisam ser ensaboados diariamente são as axilas e a virilha”, disse Chutkan. “O resto do seu corpo fica bem com um enxágue, mesmo depois de um treino suado.”

Um estudo de 2018 publicado na revista científica Science Advances descobriu que uma cepa específica de bactéria encontrada na pele de voluntários estava associada a menor risco de câncer de pele em comparação a pessoas que não possuíam a bactéria.

Mas por que devemos utilizar sabonete nas axilas, virilhas e pés, se não é uma boa fazermos o mesmo no resto do corpo? Essas regiões tem a pele muito sensível e por isso são mais susceptíveis a bactérias, fungos e pelos encravados que podem levar a infecções.

 Créditos: Hypescience

NASA pretende colocar instalações permanentes na Lua nessa década

A NASA pretende estabelecer a presença humana na Lua até o final da década. Por isso, a agência espacial avalia a possibilidade de instalar no satélite um habitat de superfície, além de uma plataforma e um veículo.

A indústria 4.0 é uma das indústrias do futuro que irão possibilitar a exploração espacial. É também chamada de manufatura avançada, e reúne inovações tecnológicas nas áreas de automação, controle e tecnologia da informação. Dentro dessa nova revolução industrial, a NASA já está se esforçando para se estabelecer como pioneira e líder.

A agência espacial pretende fazer um sistema de construção autônomo de grande escala, equipado para funcionar sem astronautas. A NASA está atualmente trabalhando com a ICON, em um sistema de construção próprio para o espaço. Assim, seria possível a construção de pistas de pouso, habitats e estradas na Lua.

Mas o processo será bem diferente do que ocorre aqui na terra. Os robôs de escavação, por exemplo, deverão ser leves e ainda capazes de cavar em menor gravidade.

Dessa forma, poderia haver instalações permanentes em satélites e planetas, como a Lua e Marte. A princípio, a agência quer fazer a primeira instalação na Lua; o maior objetivo seria ajudar na exploração espacial.

A NASA reconhece que existem condições necessárias para sustentar a presença na Lua. Em destaque, está a mobilidade no espaço; para tal, a agência está considerando construir um veículo para o terreno lunar. Além disso, as equipes pretendem instalar uma plataforma habitável e um habitat de superfície no satélite. E tudo isso até o final dessa década.

A executiva da NASA, Niki Werkheiser, explicou que o investimento hoje em tecnologias de ponta é muito importante para a exploração do espaço. Werkheiser faz parte do programa Game Changing Development, da Missão de Tecnologia Espacial da agência.

“Para ter sucesso nas missões futuras, temos que investir em novas tecnologias de ponta hoje. Portanto, a pesquisa e o desenvolvimento de curto prazo ajudarão a garantir (…) a capacidade de construção em outros mundos, quando chegar a hora.” – Niki Werkheiser.

Além disso, as novas tecnologias podem ter aplicação também aqui na terra. Recentemente, a Força Aérea dos Estados Unidos concedeu à ICON um contrato com a Small Business Innovation Research (SBIR). No contrato, parte dos esforços serão para avaliar as aplicações na Terra e fora dela.

“A união de forças e a divisão de custos entre várias agências governamentais nos permite acelerar o cronograma de desenvolvimento. Vamos trazer os principais recursos nos quais temos interesse comum. Juntos, vamos então ajudar a amadurecer tecnologias que trarão benefícios para a humanidade – na Terra e no espaço.” – Niki Werkheiser.

Ainda mais, em breve, a ICON irá testar um simulador de solo lunar, feito com tecnologias de processamento e impressão. A NASA, por sua vez, está fazendo parceria com a indústria, governo e instituições acadêmicas. Com informações de NASA.

Créditos: SoCientífica

Existe vida flutuando nas nuvens de Vênus?

Pesquisadores estão considerando a existência de vida em Vênus, organismos vivendo na atmosfera que poderiam explicar a existência deste gás aparentemente inexplicável.

O gás é composto por três átomos de hidrogênio e um de fósforo, chamado fosfina (de fórmula química PH3).

Em nosso planeta a fosfina é produzida em ambientes como pântanos, que possuem pouco oxigênio ou no intestino de animais como pinguins por microorganismos.

Essa é a questão que Jane Greaves, professora da Universidade de Cardiff no País de Gales, e seus colegas querem responder.

A equipe publicou um artigo científico na revista Nature Astronomy esmiuçando sua descoberta e as possíveis explicações para uma origem natural, mas que não envolva vida, para a formação do gás.

No entanto a equipe está boquiaberta com as observações. Uma fonte biológica como origem do gás deve ser considerada já que é difícil de explicar de outra maneira a presença da fosfina.

“Durante toda a minha carreira, estive interessado na busca de vida em outras partes do Universo, então estou simplesmente maravilhado com o fato de que isso é possível. Mas, sim, estamos genuinamente encorajando outras pessoas a nos dizer o que pode ter passado despercebido. Nossos artigos e dados são de acesso aberto; é assim que a ciência funciona.”

Foram usados dois instrumentos, um para detectar a presença da fosfina em Vênus e outro para confirmar a descoberta: Telescópio James Clerk Maxwell, localizado no Havaí e o ALMA, no Chile.

A concentração do gás na atmosfera de Vênus fica entre 10 a 20 partes por bilhão — relativamente baixa — e fica entre 50 a 60km de altitude. Mas em contexto planetário é muita fosfina.

Vênus é um dos planetas mais inóspitos do Sistema Solar para a vida como conhecemos na Terra. A maior parte do ar é feito de dióxido de carbono e sua superfície esta a escaldantes 461 ºC, em média.

Qualquer coisa que enviemos para lá não consegue funcionar por mais do que minutos. A 50km de altitude as temperaturas são bem mais frescas e seria mais fácil encontrar vida nesta altitude, se ela realmente existir.

As nuvens de Vênus são compostas em média de 85% de ácido sulfúrico, o que mataria praticamente todos os organismos vivos que conhecemos, com exceção de alguns extremófilos.

A equipe analisou inúmeras combinações de compostos que poderiam ser responsáveis em Vênus para a formação da fosfina. Tanto os meteoritos, raios e vulcões são dez mil vezes mais fracos do que a quantidade de PH3 encontrado no planeta.

Se a fosfina realmente foi produzida por vida biológica ela é muito diferente do que conhecemos para sobreviver ao ácido sulfúrico das grossas nuvens.

O bioquímico William Bains, do MIT (EUA), o membro da equipe que fez as análises, disse que as bactérias deveriam ter uma espécie de concha “mais resistente do que o Teflon” que se fecha totalmente. “Mas como se alimentam? Como trocam gases? É um verdadeiro paradoxo”, disse o cientista a BBC.

Os pesquisadores fazem questão de ressaltar que não afirmam ter descoberto vida em Vênus, mas que a investigação deveria ser aprofundada.

“Se a vida pode sobreviver nas camadas superiores das nuvens de Vênus – isso é muito esclarecedor, porque significa que talvez a vida seja muito comum em nossa galáxia como um todo. Talvez a vida não precise de planetas muito parecidos com a Terra e possa sobreviver em outros, planetas como Vênus terrivelmente quentes na Via Láctea.”Dr. Lewis Dartnell, astrobiólogo da Universidade de Westminster, Londres.

A NASA já encomendou projetos preliminares de uma possível sonda a ser enviada para Vênus nas próximas décadas. Algumas propostas envolvem balões com sensores ou robôs voadores que possam estudar a atmosfera do planeta em detalhes.

Créditos: Hypescience