Brasil amplia pesquisas sobre grafeno

Nanotecnologia

O centro MackGraphe recebeu investimentos de mais de R$ 100 milhões e é o primeiro do gênero na América Latina.[Imagem: Mackenzie/Divulgação]

Centro de pesquisas sobre grafeno

Doze anos depois da descoberta do grafeno, diversos países continuam na corrida para conseguir produzir em grande escala e alta qualidade o material obtido do grafite.

Com potencial para inúmeras aplicações, da tecnologia atual a novas tecnologias disruptivas, o material ainda sofre com a dificuldade de fabricação em escala industrial.

O Brasil está se juntando a esse esforço com a inauguração do Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologias (MackGraphe), no campus da Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM), em São Paulo.

O Centro recebeu investimentos de mais de R$ 100 milhões e é o primeiro do gênero na América Latina.

O grafeno e a molibdenita estão se juntado para criar uma nova indústria da eletrônica ultrafina. [Imagem: ORNL]

Janela de oportunidade do grafeno

Um dos objetivos será aproximar o MackGraphe do setor industrial, com vistas a dominar a cadeia de processamento do grafeno e desenvolver inovações a partir do material no prazo de cinco anos - o período estimado da janela de oportunidade para desenvolver ciência e tecnologia do grafeno.

Segundo os pesquisadores da área, o Brasil tem grandes chances de explorar essa janela de oportunidade, uma vez que possui uma das maiores reservas de grafite (a matéria-prima do grafeno) no mundo, cujo quilo custa US$ 1 e dele pode-se extrair 150 gramas de grafeno, comercializados a US$ 15 mil.

Além disso, a cadeia industrial do grafeno no mundo ainda não está estabelecida. Ao contrário do silício, que já possui uma cadeia industrial estabelecida no mundo e na qual o Brasil não conseguiu se inserir, a do grafeno só está no começo.

"O grafeno representa uma grande oportunidade para o Brasil justamente porque está no início. Se esperar demais e não participarmos dessa corrida, outros países irão desenvolver tecnologias a partir do grafeno, teremos que pagar royalties para usá-las e perderemos a oportunidade de dividir a riqueza que esse material vai gerar", afirmou Antônio Hélio de Castro Neto.

Atualmente na Universidade de Cingapura, Castro Neto, considerado uma das maiores autoridades mundiais na área, trabalhou com Andre Geim, um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2010 por sua pesquisa sobre o grafeno, já tendo participado de vários estudos importantes na área do grafeno:

• Grafeno converte eletricidade em magnetismo
• Grafeno e plasmônica permitem controle elétrico da luz
• Grafeno faz painel solar com poucos átomos de espessura

"Há milhares de cientistas no mundo inteiro buscando aplicações das mais diversas para o grafeno, como para transistores, métodos de análise de DNA, baterias e materiais compostos. Há mais de 10 mil patentes relacionadas a aplicações registradas", disse Andre Geim, que esteve no Brasil para participar da inauguração do MackGraphe.

A família inaugurada pelo grafeno agora já inclui molibdenita, fosforeno, estaneno, germaneno, siliceno e até um pentagrafeno. [Imagem: Cortesia Universidade de Basel]

Grafeno industrial

Com uma área superior a 4 mil metros quadrados à disposição, distribuídos em nove pavimentos, a equipe do Centro irá explorar as propriedades do grafeno e de outros materiais bidimensionais ou unidimensionais - formados por camadas planas e simples de átomos ou moléculas -, com vistas a aplicações na indústria.

Para isso, conta com laboratórios e equipamentos de ponta e uma equipe de 15 pesquisadores, de quatro nacionalidades, especialistas em produção e caracterização do grafeno para aplicação industrial.

"O MackGraphe terá o objetivo de fazer pesquisa com uma visão de engenharia aplicada e, para isso, será essencial termos uma forte interação com o setor produtivo," disse Eunézio Antônio Thoroh de Souza, coordenador do Centro.

Inicialmente, a interação do Centro com o setor produtivo se concentrará nas áreas de fotônica, energia e compósitos (combinação de materiais diferentes, como o grafeno com um polímero) -, nas quais já há um número expressivo de empresas atuantes no país.

A ideia, contudo, é expandir a interação com outros setores, como o de agropecuária, em que o Brasil se destaca como um grande exportador, afirmaram representantes da instituição.

"Não queremos ficar presos a essas três áreas [fotônica, energia e compósitos]. Vamos conversar com empresas de outros setores, como do agronegócio, e buscar a autossustentabilidade do MackGraphe," disse Maurício Melo de Meneses, presidente do Instituto Presbiteriano Mackenzie, mantenedor da universidade.

LHC para quasipartículas desvendará matéria sólida

Materiais Avançados

Elétrons (azul) e lacunas (vermelho) colidiram dentro de um cristal de disseleneto de tungstênio (estrutura na parte inferior). Após a colisão, a energia adquirida durante a aceleração é emitida em fótons de alta energia (raios coloridos) que guardam informações fundamentais sobre o cristal.[Imagem: Fabian Langer/Universidade de Regensburg]

Colisor de estado sólido

A viabilidade de construção de um colisor de estado sólido que choca quasipartículas acaba de ser demonstrada por Fabian Langer (Universidade de Regensburg - Alemanha) e uma equipe internacional de pesquisadores.

A diferença com os colisores de partículas, como o LHC, é que esses futuros laboratórios deverão ser pequenos e funcionarão em matéria sólida, e não na forma de feixes de partículas que se chocam.

Os colisores de partículas estão permitindo desvendar o funcionamento da matéria, como ocorreu recentemente com a descoberta do bóson de Higgs.

Contudo, apesar do fato de que toda a tecnologia moderna depende do conhecimento das propriedades estruturais e eletrônicas de materiais sólidos - os semicondutores, por exemplo -, até agora não existe um equivalente de estado sólido para um colisor em nível atômico.

Quasipartículas

Dentro de um sólido, os análogos mais úteis das partículas, como os prótons, são as chamadas quasipartículas, entidades que ficam a meio caminho entre a matéria e a luz, como os fônons, os sólitons, os excitons e os topolaritons.

Para entender do que se trata uma quasipartícula, imagine que, se cada torcedor em um estádio for como um átomo em um sólido, então a quasipartícula é a onda que a torcida faz quando os torcedores se levantam e se sentam em sincronia. Essas ondulações estão na base de tecnologias como a plasmônica e seus chips à velocidade da luz, novas formas de converter luz em eletricidade, e de um tipo muito especial de laser, chamado spaser, apenas para citar alguns exemplos.

Experimentos anteriores já permitiram acelerar quasipartículas como os excitons - pares de elétrons e lacunas (vacâncias de elétron) ligados pela força elétrica - usando raios laser, mas até agora ninguém havia conseguido fazer duas quasipartículas se chocarem.

Os promissores skyrmions e os isolantes topológicos poderão ter seus segredos desvendados nos aceleradores de estado sólido. [Imagem: Dustin Gilbert / NIST]

Pulsos terahertz

O feito foi conseguido usando uma fonte de laser única no mundo, localizada no Laboratório Terahertz em Regensburg, na Alemanha. Como as quasipartículas têm um tempo de vida extremamente curto, é crucial trabalhar em escalas de tempo ultracurtas - se um segundo fosse esticado para a idade do universo, uma quasipartícula não duraria mais do que algumas horas.

O pulso de laser na frequência dos terahertz acelerou os pares de elétrons e lacunas (excitons) em um prazo mais curto do que uma única oscilação da luz - 1 terahertz equivale a 1 trilhão de oscilações por segundo. O experimento foi feito em uma fina pastilha de disseleneto de tungstênio, um material promissor que já foi usado até para construir um transístor quântico.

Quando os excitons se chocam, eles emitem rajadas ultracurtas de luz que codificam as principais propriedades do sólido no qual a colisão ocorre.

"Estes experimentos temporizados de colisão em um sólido provam que os conceitos básicos dos colisores, que transformaram a nossa compreensão do mundo subatômico, podem ser transferidos da física de partículas para a pesquisa de estado sólido. Eles também lançam uma nova luz sobre as quasipartículas," disse o professor Mark Sherwin, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, nos EUA.

Fonte: Bibliografia:

Lightwave-driven quasiparticle collisions on a subcycle timescale
F. Langer, M. Hohenleutner, C. P. Schmid, C. Poellmann, P. Nagler, T. Korn, C. Schüller, M. S. Sherwin, U. Huttner, J. T. Steiner, S. W. Koch, M. Kira, R. Huber
Nature
Vol.: 533, 225-229
DOI: 10.1038/nature17958

Matéria e antimatéria podem ser criadas com laser

Faça-se a matéria

O pulso de laser se propaga ao longo do eixo X, enquanto a superfície da folha metálica fica na perpendicular.[Imagem: Kostyukov/Nerush/IAP RAS]

A interação entre a luz e a matéria está na base de inúmeras tecnologias, das células solares à plasmônica e à spintrônica, sem falar de todas aquelas que levam o termo "quântico" no nome, como a computação quântica.

Mas quando a luz atinge intensidades muito elevadas, sobretudo na forma de lasers de alta potência, as coisas começam a ficar deveras interessantes - para dizer o mínimo.

Igor Kostyukov e Evgeny Nerush, da Academia Russa de Ciências, acabam de publicar um artigo explicando como produzir elétrons e pósitrons a partir de interações laser-matéria em intensidades ultrafortes.

Em outras palavras, eles calcularam como fazer para criar matéria e antimatéria usando lasers.

Não parece de todo estranho para quem está acostumado com a criação de matéria a partir do vácuo quântico, mas agora os dois físicos não estão falando apenas de fótons, mas de elétrons e pósitrons, as antipartículas dos elétrons.

Produção de matéria e antimatéria do "nada"

O conceito fundamental por trás desses experimentos aparentemente bizarros é fornecido por uma área da física conhecida como eletrodinâmica quântica, que explica como um forte campo elétrico pode fazer o vácuo quântico "ferver" - como o vácuo quântico é tudo, menos vazio, as partículas virtuais que existem nele saltam para a "realidade", onde podem ser capturadas.

"O campo [elétrico] pode converter esses tipos de partículas de um estado virtual, no qual as partículas não são diretamente observáveis, para um estado real," explicou Kostyukov.

A coisa deverá funcionar da seguinte forma: o forte campo elétrico injetado pelo laser causará grandes perdas de radiação pelos elétrons de uma placa metálica que servirá como alvo porque uma quantidade significativa da sua energia será convertida em raios gama - fótons de alta energia, que são as partículas que formam a luz. Os fótons de alta energia produzidos nesse processo vão interagir com o campo do laser e criar pares de elétrons e pósitrons.

Como resultado, emerge um novo estado da matéria: partículas fortemente interativas, campos ópticos e radiação gama, uma mistura cuja dinâmica é regida pela interação entre fenômenos da física clássica e processos quânticos.

Distribuição dos elétrons (verde) e dos pósitrons (vermelho) produzidos pela cascata eletrodinâmica quântica. [Imagem: Kostyukov/Nerush/IAP RAS]

Cascata quântica

Embora vários experimentos de laboratório já tenham comprovado que a geração de luz e matéria a partir do vácuo funciona de fato, a nova teoria - que ainda não está completa - depende de um fenômeno diferente, conhecido como "cascata eletrodinâmica quântica", uma espécie de reação autossustentada. Além de não ser totalmente compreendido, esse fenômeno ainda depende do desenvolvimento de equipamentos que possam permitir sua observação em laboratório.

Os dois físicos salientam que elucidaram a fase inicial do fenômeno, quando os pares elétron-pósitron produzidos não interferem significativamente com a interação entre o laser e a folha metálica.

"Agora, nós estamos explorando o estágio não-linear, quando o plasma autogerado de elétrons-pósitrons modifica a interação. E nós vamos tentar expandir nossos resultados para configurações mais gerais das interações laser-matéria e outros regimes de interação, levando em consideração uma faixa de parâmetros mais ampla," disse Kostyukov.

Segundo ele, quando esses experimentos puderem ser realizados, o fenômeno da geração de matéria e antimatéria pelo laser poderá ser importante não apenas em pesquisas fundamentais de física e na bem-vinda produção de antimatéria, mas também em fontes de plasma e feixes de fótons e pósitrons que deverão superar muito a intensidade dos atuais aceleradores.

Fonte: PhysOrg

Bibliografia:

Production and dynamics of positrons in ultrahigh intensity laser-foil interactions
Igor Yu. Kostyukov, Evgeny N. Nerush
Physics of Plasmas
Vol.: 23, 093119
DOI: 10.1063/1.4962567

Setembro passado, o mês mais quente dos últimos 136 anos!

Período foi 0,91ºC mais quente que a temperatura média dos setembros entre os anos de 1951 e 1980.

Mapa da temperatura na Terra em setembro de 2016 (Foto: Nasa/GISS)

O ultimo mês foi o setembro mais quente em 136 anos, de acordo com os registros da Nasa. O período foi 0,91ºC mais quente que a temperatura média dos setembros entre os anos de 1951 e 1980.

A temperatura de setembro de 2016 teve uma pequena diferença de 0,004 graus Celsius em relação com o mais quente setembro anterior, o de 2014. A margem é tão estreita que mantém os dois meses quase que empatados.

A Nasa aponta que 11 dos últimos 12 meses consecutivos, que datam desde outubro de 2015, estabeleceram novos recordes de temperatura. Ela também divulgou uma mudança na avaliação com relação ao mês de junho deste ano, que tinha sido relatado como o mais quente da história. Segundo a agência, o último junho foi o terceiro mais quente, atrás dos anos de 2015 e 1998.

“Rankings mensais são sensíveis a atualizações nos registros, e nossa mais recente atualização para as leituras do meio do inverno no pólo sul mudou o ranking de junho”, disse Gavin Schmidt, diretor do Instituto Goddard para Estudos Espaciais (GISS, sigla em inglês). “Nós continuamos a destacar que, enquanto rankings mensais são de interesse jornalístico, eles não são tão importantes como as tendências a longo prazo”.

A análise mensal da GISS é feita a partir de dados disponíveis e coletados em 6.300 estações meteorológicas em todo o mundo, com instrumentos navais e localizados em boias para a medição da temperatura da superfície do mar e estações de pesquisa da Antártica.

Fonte: NASA

A terceira guerra mundial será muito rápida e muito letal, adverte Pentágono

O próximo conflito global ocorrerá em uma velocidade que os seres humanos mal conseguirão acompanhar, devido ao fato de que a inteligência artificial provavelmente estará coordenando todas as ações.

O número de mortos poderá aumentar exponencialmente, disse um chefe do Pentágono, devido ao uso da IA e de “armas inteligentes”.

O Major-General William Hix disse: “Um conflito convencional em um futuro próximo será extremamente letal e rápido, e nós mal conseguiremos cronometrá-lo”.

“A velocidade dos acontecimentos pode ultrapassar nossa capacidade humana de acompanhá-la.”

“A velocidade em que as máquinas tomarão decisões no futuro provavelmente desafiará nossa capacidade, exigindo uma nova relação entre homem e máquina”, ele afirma.

No início deste ano, chefes do Pentágono advertiram que o mundo está entrando em uma corrida armamentista por armas robóticas. Segundo eles, o resultado pode envolver armas como o ‘Exterminador’, de Arnold Schwarzenegger.

O general da Força Aérea, Paul Selva, vice-presidente dos Chefes de Estado no Departamento de Defesa, admitiu que a tecnologia pode levar os sistemas robóticos a se tornarem … um Exterminador, sem consciência alguma.”

Selva diz que a chave para o controle é garantir que as máquinas não possam decidir matar por si só, garantindo sempre a aprovação de um humano para tanto.

O Human Rights Watch adverte que robôs capazes de ‘tomar essa decisão’ por si só poderão ser viáveis dentro de algumas décadas.

Fonte: Yahoo

Cientista finlandês encontra um mistério nas pirâmides da Bósnia.

Um cientista da Finlândia declarou ter descoberto anomalias nas pirâmides da Bósnia em Visoko, as quais não podem ser explicadas como fenômenos naturais. Seriam estas provas concretas de que são estruturas feitas pelo homem?

O pesquisador finlandês registrou sons vindos do topo da Grande Pirâmide de Visoko, os quais NÃO são o resultado de quaisquer fenômenos naturais.

De acordo com a BH News Agency Patria (NAP), um engenheiro de som chamado Heikki Savolainen declarou ter encontrado anomalias nas pirâmides em Visoko que não podem ser explicadas como fenômenos naturais.

O especialista em sonoplastia ficou em Visoko, na Bósnia e Herzegovina por uma semana e fez gravações eletromagnéticas, de ultrassom e infrassom no Vale Bósnio das Pirâmides.

O que ele encontrou desafia as explicações. De fato, de acordo com Savolainen, seus resultados são espetaculares.

Ele disse que há uma conexão óbvia entre a radiação eletromagnética e ultrasônica do topo da Pirâmide do Sol e os túneis subterrâneos. Isto, ele argumenta, mostra que os túneis observáveis e as pirâmides são de fato a mesma entidade.

A tese da existência das Pirâmides da Bósnia tem sido pesadamente atacada por pesquisadores ao redor do globo, os quais rejeitam a noção de que há pirâmides naquele país.

Porém, pesquisas têm mostrado que não somente há pirâmides na Bósnia, mas que elas também podem ser as estruturas artificiais mais antigas da face do planeta.

De acordo com uma análise feita no local, as Pirâmides da Bósnia teriam aproximadamente 29.200, +/- 400 anos, anos.

Foi reportado que o facho de ‘ultrassom’ encontrado no fundo da Pirâmide do Sol vem em blocos regulares de 9.3333 Hz, com picos de até 28.3000 kHz.

Além disso, a filtragem de energia mostra que o nível de ionização tem mais de 43.000 íons negativos, que é 200 vezes mais alto do que a concentração média, o que faz com que estas câmara subterrâneas mostrem propriedades de cura.

Testes confirmaram que os níveis de ‘radiação negativa’ através das grades Hartman, Curry e Schneider são iguais a zero nos túneis descobertos.

Ocorre que as pirâmides da Bósnia podem ser, afinal, um dos monumentos antigos mais fantásticos já construídos por uma civilização há muito tempo perdida, a qual habitou a Europa moderna há dezenas de milhares de anos.

A Pirâmide do Sol, com seus 220 metros de altura, excede a Grande Pirâmide do Egito, que mede 146 metros de altura. Mas o que descobrirmos ser impressionante é o fato de que a orientação da pirâmide para o Norte é precisa, com um erro de 0 graus, 0 minutos e 12 segundos.

Uma incrível precisão, e isto é onde a Pirâmide do Sol na Bósnia possui um fato comum com a Grande Pirâmide do Egito. No Egito, a Grande Pirâmide reside na interseção da linha mais longa de latitude, e a mais longa de longitude, que é o exato centro de massa de terra no nosso planeta.

Fonte: http://www.ancient-code.com

Nikola Tesla relata em 1895 experiencia incrível: ''Eu podia ver o passado, presente e futuro, tudo ao mesmo tempo''

Em 1895, durante a realização de pesquisas com o seu transformador, Nikola Tesla teve suas primeiras indicações de que o tempo e o espaço poderia ser influenciados através da utilização de campos magnéticos altamente carregados que giram. 

Parte dessa revelação surgiu da experimentação de Tesla com freqüências de rádio e transmissão de energia elétrica através da atmosfera. Simples descoberta de Tesla seria, anos mais tarde, levar ao infame experimento Filadélfia e os projetos de viagem no tempo Montauk. Mas mesmo antes de surgir estes programas militares ultra-secretos, Tesla fez algumas descobertas fascinantes sobre a natureza do tempo e as possibilidades reais de viagem no tempo.

Com esses experimentos em eletricidade de alta tensão e campos magnéticos, Tesla descobriu que tempo e espaço poderia ser violado, ou deformado, criando uma "porta" que poderia levar a outros tempos. Mas com esta descoberta monumental, Tesla também descobriu, através da experiência pessoal, os perigos reais inerentes com a viagem no tempo.

A primeira experiência de Tesla com a viagem no tempo foi em março de 1895. Um repórter do New York Herald escreveu o dia 13 de março, que ele se deparou com o inventor em um pequeno café, parecendo abalado após ser atingido por 3,5 milhões de volts, "Acho que você não vai me achar um companheiro agradável esta noite” disse Tesla, “ O fato é que eu quase morri hoje. A faísca saltou três pés no ar e me pegou aqui no ombro direito. Se a minha assistente não tivesse desligado a corrente instantaneamente, poderia ter sido o meu fim. "

Tesla, em contacto com a ressonância da carga eletromagnética, encontrou-se fora de sua referência de janela de espaço/ tempo. Ele relatou que ele podia ver o passado, presente e futuro, tudo ao mesmo tempo. Mas ele foi paralisado dentro do campo eletromagnético, incapaz de ajudar a si mesmo. Sua assistente, desligando a corrente, salvou Tesla antes de qualquer dano permanente fosse feito. A repetição deste mesmo incidente ocorreria anos mais tarde durante o Experimento Filadélfia. Infelizmente, os marinheiros envolvidos foram deixados fora da sua referência de janela de espaço/ tempo por muito tempo com resultados desastrosos.

Experiências de viagem no tempo secretos de Tesla continuaram nas mãos de outros que não estavam tão preocupados com a humanidade como Tesla.