quinta-feira, 17 de dezembro de 2009

Meus Queridos alunos,

A Química se faz importante quando conseguimos perceber que ela forma e transforma tudo que existe no universo. E a partir deste momento, sem perceber, você aprendeu seus conceitos.
Esta é a forma com que encaramos Ciência!

Que as épocas festivas os façam refletir e relaxar para uma nova caminhada de muita Química na cabeça!
E que quando vocês olharem para o céu no dia da virada, lembrem-se dos fótons!

Sucesso a todos

Um super abraço,

Prof. Jaqueline Donadia

quarta-feira, 16 de dezembro de 2009

Criado o menor tubo de ensaio do mundo


Pesquisadores da Universidade do Texas fizeram um experimento básico de química naquele que é decididamente o menor tubo de ensaio do mundo, medindo um milésimo do diâmetro de um fio de cabelo humano.

O tubo de ensaio nanotecnológico é tão pequeno que foi necessário um microscópio eletrônico para que o experimento executado em seu interior pudesse ser observado.

Fusão de nanopartículas

Construído inteiramente em carbono, o nanotubo de ensaio foi usado para a fusão de um nanofio de germânio com uma nanopartícula de ouro na ponta.

"Essencialmente, nós observamos fenômenos bem conhecidos, como a fusão, a capilaridade e a difusão, mas em uma escala menor, muito menor, do que era possível antes," explica o químico Brian Korgel.

Nanoquímica

Os experimentos são relativamente simples, mas fornecem novos insightsfundamentais sobre o comportamento dos nanomateriais.

Por exemplo, durante o experimento, o nanofio fundiu-se conforme a temperatura subiu, mas manteve seu formato porque as dimensões do nanotubo de ensaio não permitiram que o material se espalhasse.

"Nesses estruturas muito pequenas, o comportamento de fase, como a temperatura de fusão, pode ser diferente do que ocorre nos materiais maciços e essas diferenças podem depender das dimensões," explica Korgel.

"Assim, se a estrutura muda quando acontece a mudança de fase, então fica muito difícil interpretar o resultado e, de fato, ele pode nem mesmo representar o comportamento real do sistema," diz o pesquisador.

Nanoexperimentos práticos

Isto torna o nanotubo de ensaio de carbono uma ferramenta insuperável para estudar o que acontece, em nanoescala, quando os materiais se aquecem e se fundem ou se vaporizam.

Segundo os pesquisadores, essa possibilidade de estudar as alterações de fase em nanoescala torna o nanotubo de ensaio adequado para testes de materiais super leves, desenvolvimento de novos materiais ópticos e para a síntese de compostos para uso em células solares, apenas para citar alguns exemplos.


Postado por: Thiago Elias Zucolotto

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=menor-tubo-ensaio-do-mundo&id=010165091130

Nano-origami cria células solares tridimensionais


Juntando a fotolitografia utilizada para a fabricação de chips com um processo de dobradura espontâneo que lembra um origami nanotecnológico, pesquisadores desenvolveram uma técnica para a fabricação de peças tridimensionais que poderão ser usadas na construção de nanomáquinas.

"Esta é uma forma completamente diferente de construir estruturas tridimensionais. Nós estamos abrindo um novo caminho para o que se pode fazer com os processos de automontagem," diz o Dr. Ralph G. Nuzzo, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.

Silício maleável

O processo é feito a partir de películas de silício tão finas que o material, normalmente muito quebradiço, ganha maleabilidade, podendo ser dobrado sem se quebrar.

Para testar a nova técnica de forma muito prática, os pesquisadores usaram o processo de origami high-tech para construir células solares cilíndricas e esféricas, avaliando em seguida os efeitos do formato sobre seu desempenho.

Origami nanotecnológico

Tudo começa com uma fatia finíssima de silício, de formato circular, fabricada com a técnica tradicional de fotolitografia.

A seguir, os pesquisadores colocaram uma gota de água no centro do pequeno disco. Conforme a água evaporava, as forças de capilaridade puxavam as bordas da película, fazendo-a dobrar ao redor da gota de água, assumindo seu formato.

Para manter o formato depois que toda a água se evaporou, os pesquisadores colocaram um pequeno cristal de vidro, recoberto com um adesivo, no centro dessa flor às avessas.

Células solares esféricas

"A estrutura fotovoltaica resultante, ainda não otimizada para o desempenho elétrico, oferece uma abordagem promissora para coletar a energia solar de forma eficiente usando filmes finos," explica Jennifer Lewis, que também participa da pesquisa.

Ao contrário das células solares tradicionais, que são planas, células solares tridimensionais podem funcionar simultaneamente como estruturas ópticas passivas de rastreamento da luz do Sol, permitindo a captura de fótons que veem de todas as direções.

E as células solares nem de longe serão as únicas beneficiadas com a técnica de nano-origami. O processo de dobraduras com água, que cria essencialmente um processo de automontagem, poderá ser aplicado a qualquer tipo de material feito em películas, e não apenas ao silício.

Modelo preditivo

Para otimizar a utilização da nova técnica, os pesquisadores desenvolveram, a partir de seus experimentos práticos, um modelo computadorizado preditivo que permite calcular os parâmetros do processo a partir do tipo de filme fino utilizado, de suas propriedades mecânicas e do formato final da nanoestrutura que se deseja obter.

Com o modelo, é possível selecionar o melhor material para se atingir o formato de peça que se deseja construir, assim como a espessura da película original e os demais parâmetros, como a velocidade de aquecimento.


Postado por:Thiago Elias Zucolotto

Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nano-origami-cria-celulas-solares-tridimensionais&id=010165091207

Fibras de nanotubos de carbono aproximam-se da fabricação comercial


Se a foto ao lado não lhe parece especialmente bela, saiba que o simples fato de poder ver essas estruturas pode significar que estamos mais próximos de mudanças radicais na transmissão de energia, na nanoeletrônica e, eventualmente, até da construção de um elevador espacial.

Um grupo internacional de cientistas desenvolveu uma técnica para a fabricação em escala industrial de fibras compostas unicamente por nanotubos de carbono puros e de alta qualidade.

Várias estruturas produzidas pela nanotecnologia são científica e tecnologicamente interessantes nas suas dimensões submicroscópicas. Mas podem ser ainda mais úteis caso possam ser fabricadas de forma apresentar as suas propriedades na escala macro, permitindo seu uso direto pelo homem. É o caso do avanço anunciado na última segunda-feira, sobre a fabricação de fibras de materiais ultra duros, um feito alcançado por cientistas ligados à NASA. E é o caso desta nova técnica envolvendo os nanotubos de carbono.

Processo de fabricação de plásticos

A nova técnica trata os nanotubos de carbono na fase líquida, levando para esse promissor material os mesmos processos que a indústria química vem usando há décadas para produzir plásticos.

"Os plásticos formam uma indústria de trilhões de dólares por causa da produção maciça que é possível com o processamento líquido," diz o Dr. Matteo Pasquali, da Universidade Rice, nos Estados Unidos, um dos autores da descoberta.

"A razão pela qual os supermercados usam sacolas plásticas, e não de papel, e a razão pela qual as roupas de poliéster são mais baratas do que as de algodão, é que os polímeros podem ser fundidos ou dissolvidos e processados como líquidos. O processamento dos nanotubos como fluidos coloca à disposição toda a tecnologia de processamento líquido desenvolvida para os polímeros," diz ele.

O avanço é um prosseguimento de uma descoberta anterior, em que os nanotubos de carbono passaram a ser produzidos em grandes dimensões.

O processo foi batizado de Hipco, um acrônimo para High-Pressure Carbon Monoxide Process - processo de monóxido de carbono sob alta pressão, numa tradução livre.

Solventes fortes

Ao dissolver os nanotubos puros em solventes fortes - como o ácido clorossulfônico - os pesquisadores descobriram que eles se alinhavam por si mesmos, formando cristais líquidos alongados, que podem ser tecidos em fibras.

O processo não é muito diferente do utilizado para a produção de fibras como o Kevlar e as atuais fibras de carbono. "O Kevlar, a fibra de polímeros usada hoje nas roupas à prova de bala, é entre 5 e 10 vezes mais forte do que as nossas primeiras fibras de nanotubos de carbono. Mas, em teoria, nós poderemos fabricar fibras 100 vezes mais fortes," explica Pasquali. "Se nós pudermos realizar apenas 20% do nosso potencial, já teremos o material mais forte conhecido."

Mas a resistência não é o único trunfo dos nanotubos de carbono. Eles podem transferir eletricidade de forma até 200 vezes mais eficiente dos que os melhores condutores elétricos atuais, o que poderá revolucionar a transmissão de energia de longa distância, hoje a responsável pela maior parte das perdas da eletricidade gerada.

Falta de homogeneidade

Apesar da importância da descoberta, este ainda não é o passo final para a chegada definitiva das fibras de nanotubos de carbono ao mercado com todo o seu potencial.

Isto porque, embora produzam nanotubos de alta qualidade e pureza, os cientistas ainda não conseguem fabricar nanotubos com diâmetros e comprimentos definidos e constantes.

É isto que faz com que as fibras de nanotubos de carbono não tenham a força prevista pela teoria.

As promessas dos nanotubos de carbono

Poucos avanços tecnológicos têm sido tão propalados e discutidos quanto os nanotubos de carbono. Desde sua descoberta, em 1991, eles têm sido apontados como promissores para quase tudo, de novos tratamentos contra o câncer até soluções para a crise mundial de energia.

Todo esse alarde parece um tanto exagerado, dado que os nanotubos de carbono são extremamente difíceis de fabricar. Manipulá-los, então, é ainda mais difícil.

Então, por que tantas promessas? Simplesmente porque os nanotubos de carbono são incrivelmente versáteis e possuem propriedades não encontradas em nenhum outro material.

Por exemplo, eles podem ser tanto metálicos quanto semicondutores - o que os torna promissores para uso em chips de computador ultra miniaturizados e com baixíssimo consumo de energia. Eles podem ser conectados a anticorpos para identificar doenças, unir-se a moléculas que se ligam a proteínas específicas, como as presentes nas células tumorais, podendo matar as células do câncer ao serem aquecidas por ondas de rádio. Eles já foram utilizados para fabricar transistores menores do que os que se acredita possível fabricar com a tecnologia da eletrônica atual.

E, apenas para lembrar novamente de sua força e resistência, peças de nanotubos de carbono pesarão 1/6 do peso de uma peça de aço, mesmo sendo 100 vezes mais resistentes.

Como se pode ver, as promessas continuam as mesmas. Só que agora um pouco mais próximas da realização.


Postado por: Thiago Elias Zucolotto

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fibras-nanotubos-carbono-aproximam-se-fabricacao-comercial&id=010165091216

terça-feira, 15 de dezembro de 2009

Célula solar sem silício demonstra potencial da eletrônica orgânica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2009

Painel solar semitransparente

Engenheiros espanhóis construíram um módulo de células solares orgânicas, sem utilização de silício, que pode ser utilizado diretamente para a montagem de painéis solares semitransparentes, de mais fácil utilização na construção civil do que os grandes e pesados painéis fotovoltaicos.

A tendência para as células solares orgânicas é que elas venham a ser produzidas em processos de impressão semelhantes ao princípio de funcionamento das impressoras a jato de tinta (veja Células solares começam a ser produzidas por impressão jato de tinta).

Módulo solar orgânico

Contudo, o módulo agora demonstrado pelos pesquisadores do Instituto Ikerlan, torna possível uma abordagem intermediária, na qual os módulos de células solares orgânicas possam ser montados da mesma forma que os atuais painéis fotovoltaicos à base de silício, aproveitando a estrutura industrial existente.

O módulo solar orgânico mede 3 cm x 3 cm e contém 16 células solares individuais interconectadas. Os conectores para sua ligação em série ou em paralelo estão disponíveis nas laterais dos módulos.

Vantagens das células solares orgânicas

A grande vantagem das células solares orgânicas é a não utilização de silício, um material eficiente mas muito caro, devido à sua elevada demanda pela indústria eletrônica e de semicondutores, para a construção de processadores e chips em geral.

Além do preço, os painéis solares têm encontrado resistência junto à construção civil devido à dificuldade de sua integração na arquitetura. Ainda que alguns países já possuam legislações que obriguem o uso de painéis solares nos prédios novos, sua aplicação ainda está restrita aos telhados e terraços, onde eles não atrapalham o visual do edifício.

Como as células solares orgânicas são feitas de polímeros, sua matéria-prima é mais barata e largamente disponível, além de poderem ser fabricadas em diversas cores. Sua flexibilidade também permite a construção de painéis em formatos não-planos.


Bibliografia:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias


Postado por : João Francisco Torres Piski


"Ressaltando sempre a necessidade da química na construção cívil."


Buraco na camada de ozônio faz bem para a Antártida

Os cientistas perceberam que está é uma proteção para o meio do continente do aquecimento global.

Não precisa ser cientista para perceber que o clima no planeta mudou. A gente mesmo nota que o tempo está diferente. Faz frio demais e esquenta demais.


Esse desequilíbrio se repete no mundo inteiro. Veja só a situação na Antártida. O centro do continente continua gelado, mas o gelo nas extremidades está derretendo.

Os cientistas perceberam que o buraco na camada de ozônio está protegendo o meio do continente do aquecimento global. O buraco na camada de ozônio, que superaquece o planeta, protege o centro da Antártida do calor.

Há 11 anos, a estação antártica brasileira não enfrentava tanto frio na primavera. Parece que o inverno não terminou.

O frio fora de hora trouxe mudanças na rotina na base. Um dos barcos de pesquisa ainda está preso no gelo. Os banhos estão racionados.

"A água é coletada em dois lagos na península. A água congelou e ficamos sem água na estação", falou Glênio Borges, chefe da EACF.

Biólogos gaúchos estão preocupados. Eles viajaram 3,6 mil quilômetros para estudar as skuas, que, nessa época, deveriam estar se reproduzindo.

“A maioria das aves ainda não fez ninho nem colocou ovos por causa dessa condição climática”, falou César Rodrigo dos Santos, biólogo Unisinos.

A estação brasileira fica na península Antártica. Apesar do inverno prolongado deste ano, essa é um das áreas mais afetadas pelo aquecimento do planeta. Noventa por cento das geleiras estão diminuindo.

A população de pinguins-de-adélia caiu 80%. O principal alimento deles, o camarão chamado kril, sumiu da região. Tudo reflexo do efeito estufa.

Há 16 anos, Heber Passos vai à estação brasileira. Ele mora num container, de onde monitora vários equipamentos de medição do tempo. “A gente tem velocidade e direção do vento, que fica em cima. Na parte de baixo, tem a acumulação de neve”, explicou.

Dados como esses são registrados em diversas estações de pesquisa e ajudam meteorologistas a entender o que acontece na Antártida. Enquanto a parte oeste esquenta, o interior do continente está cada vez mais frio. Há anos os cientistas tentavam entender porque isso acontece. Só agora surgiu uma explicação.

“A existência do buraco na camada de ozônio está evitando que o aquecimento global chegue a esse continente”, esclareceu Jefferson Simões, glaciologista da UFRGS.

Durante muito tempo se acreditou que o buraco na camada de ozônio poderia aquecer o continente gelado. Mas em novembro o Comitê Científico Internacional de Pesquisas Antárticas revelou que na verdade o buraco funciona como um imenso refrigerador.

O ozônio é um gás que absorve a radiação ultravioleta do sol. Sem ele, a atmosfera sobre a Antártida recebe menos calor e acaba formando um rodamoinho de ventos intensos que resfriam o centro da Antártida e isolam essa área do aquecimento global.

Mas o buraco na camada de ozônio está diminuindo e isso deve afetar e muito as temperaturas na Antártida.

"Nos próximos 50 a 100 anos o buraco deve voltar ao tamanho natural. Agora, a proteção que o buraco trouxe para a região Antártica, na questão do efeito estufa, pode deixar de acontecer. Para entendermos isso melhor a gente vai precisar continuar com os estudos ao longo dos próximos anos", alertou Luciano Marani, pesquisador do INPR.

Reações químicas tidas como impossíveis são obtidas com uma lâmpada

Reações químicas tidas como impossíveis são obtidas com uma lâmpada

Dois químicos da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, descobriram uma nova forma incrivelmente simples de fazer com que moléculas orgânicas reajam entre si e dêem origem a novos compostos químicos que não podiam ser fabricados até agora.

Simplicidade e utilidade

O novo método de utilização de catalisadores está sendo avaliado pela comunidade científica como revolucionário, não apenas pelos resultados a que ele poderá levar, mas também pela sua simplicidade. Uma simplicidade que se encaixa perfeitamente na clássica imagem de uma lâmpada se acendendo quando o cientista encontra a solução para um problema.

Especialistas que avaliaram o trabalho afirmam que ele deverá levar à descoberta de novos tipos de medicamentos e de compostos químicos para uso na agricultura, além de simplificar reações químicas já utilizadas pela indústria.

Reações químicas ativadas por uma lâmpada

A ciência por trás do novo método é extremamente complexa, mas a técnica é tão simples quanto iluminar os compostos químicos que deverão reagir entre si com uma lâmpada incandescente, destas encontradas em quase todas as residências.

"Esta é a primeira vez que químicos perceberam o potencial da utilização de simples lâmpadas incandescentes - ou luz fraca - para induzir cataliticamente reações químicas orgânicas ... e de forma tão simples quanto parece ser," diz o Dr. David MacMillan, um dos descobridores do novo método.

Catalisadores orgânicos e inorgânicos

O método junta dois tipos diferentes de química - a catálise orgânica e a catálise inorgânica por fotorredução - combinando dois tipos diferentes de catalisadores e dois tipos de compostos químicos.

"Há dois ciclos catalíticos interconectados onde tudo está acontecendo exatamente no momento adequado," diz MacMillan. "É como uma orquestra com um maestro perfeito."

Fóton fatal

A reação envolve os compostos químicos alfa-bromocetônico e aldeído e dois catalisadores.

Um fóton emitido pela lâmpada ativa o catalisador inorgânico, que passa um elétron para uma molécula do alfa-bromocetônico. Essa molécula se fragmenta e produz uma molécula orgânica instável, muito ativa quimicamente. No momento exato, o catalisador orgânico interage com o aldeído, formando uma enamina, também uma molécula instável. As duas moléculas instáveis se atraem e se combinam.

A ligação química resultante representa uma nova reação química que o campo de pesquisas da catálise assimétrica vem perseguindo há anos. A utilização da lâmpada incandescente abre as portas para muitas outras reações químicas que até agora eram tidas como impossíveis.

Aluno: Igor Peixoto Biral

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=reacoes-quimicas-tidas-como-impossiveis-sao-obtidas-com-uma-lampada&id=010160080915