Felipe Maeda Camargo - Agência USP - 22/09/2010
O nariz eletrônico funciona independentemente para cocaína e para maconha, já que cada droga exige um sensor com um modificador químico diferente.[Imagem: Matheus Manoel Teles de Menezes]
Cientistas da USP no campus de Ribeirão Preto criaram um equipamento que consegue identificar cocaína e maconha pelo ar em menos de um minuto.
O equipamento, chamado de "nariz eletrônico, foi desenvolvido pelo químico Matheus Manoel Teles de Menezes, juntamente com o professor Marcelo Firmino de Oliveira.
Cheiro de cocaína e maconha
O aparelho é muito sensível, detectando cocaína e maconha mesmo em quantidades ínfimas, de até 10 nanogramas por centímetro cúbico de ar.
"A técnica utilizada funciona como um 'nariz eletrônico', identificando as drogas pelo ar. Os métodos atuais necessitam da abertura e coleta de uma porção da droga. Mas, com a nova técnica, é possível encontrar a droga escondida (num pacote, numa mala ou com a própria pessoa)", comenta Menezes.
Segundo o químico, o método é ideal para batidas policiais em locais onde houve manuseio das drogas. "O equipamento poderia dispensar o uso do cão farejador, que fica vulnerável aos riscos do trabalho", destaca. A técnica também pode ser utilizada em outros ambientes, como em aeroportos, nos contêineres embarcados em aviões de carga, onde muitas vezes são escondidas as drogas.
Menezes lançará futuramente um protótipo que deverá ter dimensões entre 10 centímetros (cm) e 15 cm de largura e entre 15cm e 20 cm de altura (mais ou menos o formato de uma caixa de giz), equipado com sensores específicos para cada droga. Apesar de que protótipos deste tipo já existam para outras finalidades, este será o primeiro desenvolvido no Brasil para drogas de abuso.
"O estudo possui uma aplicação direta na sociedade. Há uma crescente preocupação com o uso de drogas entre as várias faixas sociais e uma deficiência muito grande no estudo de metodologias que forneçam parâmetros seguros para a polícia", afirma Menezes.
Sensores de drogas
Os sensores utilizados no trabalho são constituídos por uma finíssima lâmina de quartzo que é parcialmente recoberta por uma película de ouro, que funciona como eletrodo.
Esquema do sensor, baseado em um cristal de quartzo. O modificador químico vai acima da película de ouro (eletrodo metálico). [Imagem: Matheus Manoel Teles de Menezes]
É nesse eletrodo que o modificador químico - a substância orgânica que captura as drogas de interesse - é depositado.
O segredo da técnica consiste exatamente no modificador químico, que reage com as moléculas da cocaína e da maconha. Em seguida, um instrumento medidor de frequência aponta uma alteração no valor da frequência, fruto do contato das moléculas das drogas com o modificador.
"A substância do modificador químico 'prenderá' as moléculas da droga. Durante este processo, a frequência de vibração do cristal muda, até que um novo patamar de frequência seja atingido. Isto sugere que o modificador químico encontra-se saturado pela droga", explica Menezes.
Chip de celular
Esse mecanismo funciona independentemente para cocaína e para maconha, já que cada droga exige um sensor com um modificador químico diferente.
O sensor de cocaína detecta diretamente as suas moléculas, destacando-as de substâncias que normalmente são misturados à droga, como a xilocaína, estricnina, cafeína e anfetaminas.
Já o sensor da maconha reconhece alguns dos canabinoides, substâncias que compõem a planta da maconha, e o &tetha;9-THC, principal canabinoide responsável pelas alterações no sistema nervoso central humano.
"Os sensores para cada droga funcionam como os chips de um celular: eles são diferentes para cada operadora, mas podem ser usados no mesmo celular", ilustra o químico.
Agora Menezes pretende aprofundar sua pesquisa em sua tese de doutorado. "A próxima etapa visa aperfeiçoar os estudos relacionados à cocaína e seus interferentes."
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nariz-eletronico-identifica-cocaina-maconha-ambiente&id=010110100922&ebol=sim
segunda-feira, 27 de setembro de 2010
Casca de camarão vira filtro para metais pesados
Isabel Gardenal - Jornal da Unicamp - 23/09/2010
A quitosana é um biopolímero obtido de fontes naturais como as carapaças de caranguejos, camarões e lagostas, sendo também encontrado em insetos, moluscos e na parede celular de fungos.[Imagem: Airoldi et al.]
Filtro de metais pesados
A quitosana - uma fibra retirada do exoesqueleto de crustáceos - pode ser uma nova aliada da ciência na despoluição dos rios e efluentes despejados pela indústria.
O material mostrou-se capaz de extrair metais pesados da água, como o cobre, o zinco, o chumbo, o cobalto e o cádmio. Os experimentos foram obtidos por meio da técnica de adsorção.
A conclusão é de um estudo realizado no Instituto de Química (IQ) da Unicamp, pela pesquisadora Elaine Cristina Nogueira Lopes de Lima, juntamente com o professor Claudio Airoldi.
Recentemente, uma pesquisa realizada na USP mostrou que essas mesmas cascas de crustáceos podem gerar materiais hospitalares.
O novo material poderá contribuir para eliminar um dos maiores gargalos enfrentados pelas fábricas hoje, que é o da destinação do lixo industrial, já que os metais pesados, em altas concentrações, são danosos ao meio ambiente e à saúde, não se degradando nem mesmo pela ação do tempo.
Técnica de adsorção
A técnica de adsorção, explica Claudio Airoldi, é relativamente simples e barateia o processo como um todo, por isso ela foi a escolhida neste trabalho.
Nos testes, realizados no Laboratório de Termoquímica de Materiais (Latemat), foi selecionado um metal para simulação das mesmas condições que possivelmente ocorrem em um efluente, retirando-o completamente da água para não contaminar o meio ambiente. "A experiência foi bem-sucedida e de grande aplicabilidade, pois levou à determinação não somente qualitativa, mas também quantitativa dos efeitos que acontecem perante o metal."
O foco dessa investigação, segundo Elaine, consistiu em utilizar um recurso que modificasse algumas propriedades químicas da quitosana a fim de submetê-lo a uma série de reações, com vistas a aumentar a adsorção dos metais e, com isso, favorecer a despoluição de rios.
A ideia era melhorar a qualidade da água, principalmente nos tratamentos que devem ser feitos nas indústrias antes desses efluentes (produtos líquidos ou gasosos) serem lançados ao meio ambiente.
Com essa descoberta, a pesquisadora já planeja testar outras reações em misturas com quitosana, desta vez em fármacos, com a finalidade de que os tratamentos sejam muito mais adequados. Elaine Lima e Claudio Airoldi acreditam que outras novas pesquisas que vierem nesta linha serão promissoras.
Os chamados metais pesados podem ocasionar câncer, tanto em decorrência da exposição a eles quanto do seu efeito cumulativo no organismo humano, além de sua atuarem no sistema nervoso central, em particular no caso do chumbo.
Quitosana
A pesquisadora conta que adotou a quitosana por ser um material muito abundante na natureza. "A proposta era aprimorar propriedades como a sua capacidade de adsorver e de complexar metais e, deste modo, adotá-la no futuro para tratamento de efluentes reais de indústrias de modo geral", afirma Elaine. "Portanto, estes materiais poderão ser empregados com êxito na remoção de cátions metálicos desses efluentes, atuando como agentes na diminuição dos efeitos tóxicos causados por metais pesados e também na renovação do ecossistema."
Na pesquisa, após a modificação química da quitosana com cloretos orgânicos e posterior imobilização de aminas (base orgânica nitrogenada, derivada do amoníaco, que entra na composição dos aminoácidos), Elaine percebeu uma estreita, mas clara, relação com o favorecimento da adsorção de metais, comparada à quitosana pura, não-modificada.
"Vimos que a modificação neste caso garantiu uma maior adsorção e que a calorimetria auxiliou a perceber a energética, ou seja, como ocorre a interação entre a quitosana modificada e os metais estudados, um dado valioso na literatura e que seguramente terá condições de dar sustentação a novos trabalhos", relata Claudio Airoldi.
Segundo o orientador do trabalho, a modificação química deve ser ressaltada nesse processo, isso porque parte de um material que é transformado para se tornar cada vez mais com potencial de uso. "Isso é fundamental porque, nos dias de hoje, o que se busca são primeiramente materiais não-tóxicos, isto é, biocompatíveis. No caso da quitosana, ela é até comestível, não representando problema algum ao organismo."
Ele relata que esses materiais garantem grande aplicabilidade, dentro da qual o que se procura no momento é obter a quitosana para interagir com fármacos que sejam aplicados com propriedade ao ser humano, para que haja uma liberação paulatina de seus princípios durante um dado tratamento médico. Os pesquisadores, diz, têm-se debruçado em estudar novas fronteiras para o uso da quitosana, cujo alvo é a liberação controlada.
Calorimetria
Um dos instrumentos utilizados na pesquisa de Elaine Lima, e que é muito restrito no meio acadêmico brasileiro, foi o calorímetro. A calorimetria estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas quando essas trocas se dão na forma de calor.
Através da calorimetria, é possível fazer a determinação quantitativa dos efeitos que acontecem por exemplo na matéria, a quitosana, com uma outra espécie, no caso o metal. Com sua ajuda é possível orientar de que maneira este material pode melhor extrair determinados metais em relação a outros.
No Laboratório de Termoquímica de Materiais, Claudio Airoldi atua mais com materiais que têm como característica serem adsorventes, ou seja, que podem retirar espécies indesejadas do meio estudado. Porém, com o passar do tempo, o seu interesse foi se direcionando para os biomateriais, que derivam de plantas, sendo os mais destacados a celulose e a quitosana.
Com a celulose é mais difícil de se trabalhar do ponto de vista químico, esclarece o professor. Logo, o direcionamento maior foi para a quitosana, visto que ela é extraída de vários pequenos animais e pode trazer o mesmo direcionamento na pesquisa. Em termos de reatividade, ela é bem mais ativa do que a celulose, o que facilita a sua modificação química e, consequentemente, dá-lhe uma utilidade mais aprimorada.
Biopolímero
A quitosana é um biopolímero.
Ela é obtida a partir da quitina, um outro biopolímero, hoje o segundo material mais abundante da natureza, após a celulose, e que tem como principais fontes naturais as carapaças de crustáceos como caranguejo, camarão e lagosta, sendo também encontrada em insetos, moluscos e na parede celular de fungos.
Devido à sua abundância na costa marinha brasileira, existe uma grande quantidade de crustáceos que são rejeitos. A reutilização desses rejeitos, para retirada da quitina e posterior emprego como quitosana, tem chamado a atenção da comunidade científica há muito tempo.
A quitosana é aplicada em diversas áreas, principalmente nas áreas farmacêutica e alimentícia. Em si, ela já possui propriedades que garantem um bom material, um bom adsorvente, que foi, no presente caso, a retirada de metais, corantes, poluentes orgânicos e inorgânicos em geral.
"O que de fato queríamos era utilizar este material para usufruir de suas propriedades, amplamente difundidas na literatura, para então modificá-lo, aumentando essa capacidade e, com isso, também obter dados calorimétricos que são ainda inéditos, a priori com este material modificado e com os metais utilizados", constata Claudio Airoldi, que orienta nesta linha atualmente dois alunos de mestrado, dez de doutorado, dois de pós-doutorado e um de iniciação científica.
Bibliografia:
Chitosan-cyanuric chloride intermediary as a source to incorporate molecules - Thermodynamic data of copper/biopolymer interactions
Elaine C.N. Lopes, Kaline S. Sousa, Claudio Airoldi
Thermochimica Acta
Vol.: 483, Issues 1-2, Pages 21-28
DOI: 10.1016/j.tca.2008.10.022
The effectiveness of the protected amino group on crosslinked chitosans for copper removal and thermodynamic of interaction at the solid/liquid interface
Margarete O. Machado, Elaine C.N. Lopes, Kaline S. Sousa, Claudio Airoldi
Carbohydrate Polymers
Vol.: 77, Issue 4, Pages 760-766
DOI: 10.1016/j.carbpol.2009.02.031
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=quitosana-casca-camarao-filtro-metais-pesados&id=010125100923&ebol=sim
A quitosana é um biopolímero obtido de fontes naturais como as carapaças de caranguejos, camarões e lagostas, sendo também encontrado em insetos, moluscos e na parede celular de fungos.[Imagem: Airoldi et al.]
Filtro de metais pesados
A quitosana - uma fibra retirada do exoesqueleto de crustáceos - pode ser uma nova aliada da ciência na despoluição dos rios e efluentes despejados pela indústria.
O material mostrou-se capaz de extrair metais pesados da água, como o cobre, o zinco, o chumbo, o cobalto e o cádmio. Os experimentos foram obtidos por meio da técnica de adsorção.
A conclusão é de um estudo realizado no Instituto de Química (IQ) da Unicamp, pela pesquisadora Elaine Cristina Nogueira Lopes de Lima, juntamente com o professor Claudio Airoldi.
Recentemente, uma pesquisa realizada na USP mostrou que essas mesmas cascas de crustáceos podem gerar materiais hospitalares.
O novo material poderá contribuir para eliminar um dos maiores gargalos enfrentados pelas fábricas hoje, que é o da destinação do lixo industrial, já que os metais pesados, em altas concentrações, são danosos ao meio ambiente e à saúde, não se degradando nem mesmo pela ação do tempo.
Técnica de adsorção
A técnica de adsorção, explica Claudio Airoldi, é relativamente simples e barateia o processo como um todo, por isso ela foi a escolhida neste trabalho.
Nos testes, realizados no Laboratório de Termoquímica de Materiais (Latemat), foi selecionado um metal para simulação das mesmas condições que possivelmente ocorrem em um efluente, retirando-o completamente da água para não contaminar o meio ambiente. "A experiência foi bem-sucedida e de grande aplicabilidade, pois levou à determinação não somente qualitativa, mas também quantitativa dos efeitos que acontecem perante o metal."
O foco dessa investigação, segundo Elaine, consistiu em utilizar um recurso que modificasse algumas propriedades químicas da quitosana a fim de submetê-lo a uma série de reações, com vistas a aumentar a adsorção dos metais e, com isso, favorecer a despoluição de rios.
A ideia era melhorar a qualidade da água, principalmente nos tratamentos que devem ser feitos nas indústrias antes desses efluentes (produtos líquidos ou gasosos) serem lançados ao meio ambiente.
Com essa descoberta, a pesquisadora já planeja testar outras reações em misturas com quitosana, desta vez em fármacos, com a finalidade de que os tratamentos sejam muito mais adequados. Elaine Lima e Claudio Airoldi acreditam que outras novas pesquisas que vierem nesta linha serão promissoras.
Os chamados metais pesados podem ocasionar câncer, tanto em decorrência da exposição a eles quanto do seu efeito cumulativo no organismo humano, além de sua atuarem no sistema nervoso central, em particular no caso do chumbo.
Quitosana
A pesquisadora conta que adotou a quitosana por ser um material muito abundante na natureza. "A proposta era aprimorar propriedades como a sua capacidade de adsorver e de complexar metais e, deste modo, adotá-la no futuro para tratamento de efluentes reais de indústrias de modo geral", afirma Elaine. "Portanto, estes materiais poderão ser empregados com êxito na remoção de cátions metálicos desses efluentes, atuando como agentes na diminuição dos efeitos tóxicos causados por metais pesados e também na renovação do ecossistema."
Na pesquisa, após a modificação química da quitosana com cloretos orgânicos e posterior imobilização de aminas (base orgânica nitrogenada, derivada do amoníaco, que entra na composição dos aminoácidos), Elaine percebeu uma estreita, mas clara, relação com o favorecimento da adsorção de metais, comparada à quitosana pura, não-modificada.
"Vimos que a modificação neste caso garantiu uma maior adsorção e que a calorimetria auxiliou a perceber a energética, ou seja, como ocorre a interação entre a quitosana modificada e os metais estudados, um dado valioso na literatura e que seguramente terá condições de dar sustentação a novos trabalhos", relata Claudio Airoldi.
Segundo o orientador do trabalho, a modificação química deve ser ressaltada nesse processo, isso porque parte de um material que é transformado para se tornar cada vez mais com potencial de uso. "Isso é fundamental porque, nos dias de hoje, o que se busca são primeiramente materiais não-tóxicos, isto é, biocompatíveis. No caso da quitosana, ela é até comestível, não representando problema algum ao organismo."
Ele relata que esses materiais garantem grande aplicabilidade, dentro da qual o que se procura no momento é obter a quitosana para interagir com fármacos que sejam aplicados com propriedade ao ser humano, para que haja uma liberação paulatina de seus princípios durante um dado tratamento médico. Os pesquisadores, diz, têm-se debruçado em estudar novas fronteiras para o uso da quitosana, cujo alvo é a liberação controlada.
Calorimetria
Um dos instrumentos utilizados na pesquisa de Elaine Lima, e que é muito restrito no meio acadêmico brasileiro, foi o calorímetro. A calorimetria estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas quando essas trocas se dão na forma de calor.
Através da calorimetria, é possível fazer a determinação quantitativa dos efeitos que acontecem por exemplo na matéria, a quitosana, com uma outra espécie, no caso o metal. Com sua ajuda é possível orientar de que maneira este material pode melhor extrair determinados metais em relação a outros.
No Laboratório de Termoquímica de Materiais, Claudio Airoldi atua mais com materiais que têm como característica serem adsorventes, ou seja, que podem retirar espécies indesejadas do meio estudado. Porém, com o passar do tempo, o seu interesse foi se direcionando para os biomateriais, que derivam de plantas, sendo os mais destacados a celulose e a quitosana.
Com a celulose é mais difícil de se trabalhar do ponto de vista químico, esclarece o professor. Logo, o direcionamento maior foi para a quitosana, visto que ela é extraída de vários pequenos animais e pode trazer o mesmo direcionamento na pesquisa. Em termos de reatividade, ela é bem mais ativa do que a celulose, o que facilita a sua modificação química e, consequentemente, dá-lhe uma utilidade mais aprimorada.
Biopolímero
A quitosana é um biopolímero.
Ela é obtida a partir da quitina, um outro biopolímero, hoje o segundo material mais abundante da natureza, após a celulose, e que tem como principais fontes naturais as carapaças de crustáceos como caranguejo, camarão e lagosta, sendo também encontrada em insetos, moluscos e na parede celular de fungos.
Devido à sua abundância na costa marinha brasileira, existe uma grande quantidade de crustáceos que são rejeitos. A reutilização desses rejeitos, para retirada da quitina e posterior emprego como quitosana, tem chamado a atenção da comunidade científica há muito tempo.
A quitosana é aplicada em diversas áreas, principalmente nas áreas farmacêutica e alimentícia. Em si, ela já possui propriedades que garantem um bom material, um bom adsorvente, que foi, no presente caso, a retirada de metais, corantes, poluentes orgânicos e inorgânicos em geral.
"O que de fato queríamos era utilizar este material para usufruir de suas propriedades, amplamente difundidas na literatura, para então modificá-lo, aumentando essa capacidade e, com isso, também obter dados calorimétricos que são ainda inéditos, a priori com este material modificado e com os metais utilizados", constata Claudio Airoldi, que orienta nesta linha atualmente dois alunos de mestrado, dez de doutorado, dois de pós-doutorado e um de iniciação científica.
Bibliografia:
Chitosan-cyanuric chloride intermediary as a source to incorporate molecules - Thermodynamic data of copper/biopolymer interactions
Elaine C.N. Lopes, Kaline S. Sousa, Claudio Airoldi
Thermochimica Acta
Vol.: 483, Issues 1-2, Pages 21-28
DOI: 10.1016/j.tca.2008.10.022
The effectiveness of the protected amino group on crosslinked chitosans for copper removal and thermodynamic of interaction at the solid/liquid interface
Margarete O. Machado, Elaine C.N. Lopes, Kaline S. Sousa, Claudio Airoldi
Carbohydrate Polymers
Vol.: 77, Issue 4, Pages 760-766
DOI: 10.1016/j.carbpol.2009.02.031
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=quitosana-casca-camarao-filtro-metais-pesados&id=010125100923&ebol=sim
Canos de íons feitos com nanotubos dessalinizam água do mar
Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/09/2010
Os nanotubos de carbono servem como canos que permitem que íons de sódio e cloro passem em fila indiana, um após o outro, o que pode trazer um novo nível de precisão para as reações químicas, tanto em sua observação quanto em sua realização.[Imagem: Patrick Gillooly]
Cientistas do MIT observaram, pela primeira vez, íons individuais fluindo no interior de nanotubos de carbono com dimensões grandes o suficiente para servirem para aplicações práticas.
Esses nanocanais poderão ser usados para construir sistemas completamente novos de dessalinização de água, eventualmente revolucionando o uso da água do mar em locais com problemas de abastecimento.
Os canais iônicos também poderão ser usados como sensores ultrassensíveis, capazes de detectar átomos individuais ou para estudar reações químicas em nível molecular.
Íons de sódio e cloro
Os nanotubos de carbono são canos minúsculos, cuja parede é formada por uma única camada de átomos de carbono. Eles são como que folhas enroladas de grafeno.
Tidos como extremamente promissores, os nanotubos têm sido usados para a criação de baterias, transistores, sensores, células solares e uma variedade de materiais mais resistentes do que qualquer outro conhecido.
No novo experimento, a equipe do Dr. Michael Strano verificou que íons de cloro e sódio, que se formam quando o sal é dissolvido em água, fluem rapidamente através dos nanotubos de carbono.
Mais do que isso, sob determinadas condições, eles atravessam o nanocanal em fila indiana, um após o outro, o que pode trazer um novo nível de precisão para as reações químicas, tanto em sua observação quanto em sua realização.
Do nano ao macro
O experimento permite a passagem das moléculas ao longo de grandes distâncias - de até meio milímetro. "De uma perspectiva molecular, essa é uma distância excepcionalmente longa," disse o Dr. Shekhar Garde, que não participou da pesquisa, ao comentar o artigo publicado na revista Science.
"Essa ponte entre o mundo nano e o mundo macro pode abrir novas oportunidades para explorar os fenômenos em nanoescala para aplicações do dia-a-dia, da purificação da água a redes nanofluídicas, sensores e células a combustível," disse Garde.
Atualmente, o nanocanal mais estudado é feito com nanoporos de silício, construído perfurando-se uma película de silício, normalmente usando um feixe de elétrons.
O inconveniente é que o nanocanal de silício só tem a extensão da espessura da película, sendo útil apenas para detectar moléculas maiores, como DNA ou polímeros. Qualquer coisa menor passa rápido demais, sem tempo suficiente para ser detectado. Em comparação, o nanotubo de carbono é 20.000 vezes mais extenso.
Os nanotubos foram crescidos de forma a atravessar uma placa de um centímetro quadrado, que é usada para conectar dois reservatórios de água. [Imagem: Lee et al./Science]
Membrana para dessalinização de água
Os nanotubos foram crescidos de forma a atravessar uma placa de um centímetro quadrado, que é usada para conectar dois reservatórios de água. Cada reservatório tem um eletrodo, um positivo e outro negativo.
Como a eletricidade só pode fluir se os prótons - íons positivos de hidrogênio - puderem viajar de um eletrodo até o outro, os pesquisadores podem determinar facilmente se os íons estão viajando através dos nanotubos.
Os íons de sódio são muito maiores dos que os prótons, por isso eles levam mais tempo para atravessar o nanocanal. Ao atravessar, eles bloqueiam a passagem dos prótons, levando a uma breve interrupção na corrente elétrica, conhecida como efeito de Coulter.
Os pesquisadores acreditam que seus canais de nanotubos só permitem a passagem de íons positivos porque as extremidades dos nanotubos contêm cargas negativas, que atraem os íons positivos.
Agora eles planejam construir nanocanais que atraiam íons negativos adicionando cargas negativas aos nanotubos.
Assim que eles tiverem os dois tipos de canais poderão fabricar uma membrana capaz de fazer a dessalinização da água. As técnicas de dessalinização atuais - destilação e osmose reversa - são caras e consomem muita energia.
Os pesquisadores esperam que sua membrana de nanotubos de carbono, permitindo que os íons de sódio e cloro - que são carregados negativamente - fluam da água do mar tornem-se um método muito barato de dessalinizar a água.
A mesma equipe recentemente descobriu uma nova forma de produzir eletricidade explorando ondas de energia que são criadas ao longo dos nanotubos de carbono .
Bibliografia:
Coherence Resonance in a Single-Walled Carbon Nanotube Ion Channel
Chang Young Lee, Wonjoon Choi, Jae-Hee Han, Michael S. Strano
Science
10 September 2010
Vol.: 329: 1320-1324
DOI: 10.1126/science.1193383
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=membrana-nanotubos-dessalinizar-agua-mar&id=010160100923&ebol=sim
Os nanotubos de carbono servem como canos que permitem que íons de sódio e cloro passem em fila indiana, um após o outro, o que pode trazer um novo nível de precisão para as reações químicas, tanto em sua observação quanto em sua realização.[Imagem: Patrick Gillooly]
Cientistas do MIT observaram, pela primeira vez, íons individuais fluindo no interior de nanotubos de carbono com dimensões grandes o suficiente para servirem para aplicações práticas.
Esses nanocanais poderão ser usados para construir sistemas completamente novos de dessalinização de água, eventualmente revolucionando o uso da água do mar em locais com problemas de abastecimento.
Os canais iônicos também poderão ser usados como sensores ultrassensíveis, capazes de detectar átomos individuais ou para estudar reações químicas em nível molecular.
Íons de sódio e cloro
Os nanotubos de carbono são canos minúsculos, cuja parede é formada por uma única camada de átomos de carbono. Eles são como que folhas enroladas de grafeno.
Tidos como extremamente promissores, os nanotubos têm sido usados para a criação de baterias, transistores, sensores, células solares e uma variedade de materiais mais resistentes do que qualquer outro conhecido.
No novo experimento, a equipe do Dr. Michael Strano verificou que íons de cloro e sódio, que se formam quando o sal é dissolvido em água, fluem rapidamente através dos nanotubos de carbono.
Mais do que isso, sob determinadas condições, eles atravessam o nanocanal em fila indiana, um após o outro, o que pode trazer um novo nível de precisão para as reações químicas, tanto em sua observação quanto em sua realização.
Do nano ao macro
O experimento permite a passagem das moléculas ao longo de grandes distâncias - de até meio milímetro. "De uma perspectiva molecular, essa é uma distância excepcionalmente longa," disse o Dr. Shekhar Garde, que não participou da pesquisa, ao comentar o artigo publicado na revista Science.
"Essa ponte entre o mundo nano e o mundo macro pode abrir novas oportunidades para explorar os fenômenos em nanoescala para aplicações do dia-a-dia, da purificação da água a redes nanofluídicas, sensores e células a combustível," disse Garde.
Atualmente, o nanocanal mais estudado é feito com nanoporos de silício, construído perfurando-se uma película de silício, normalmente usando um feixe de elétrons.
O inconveniente é que o nanocanal de silício só tem a extensão da espessura da película, sendo útil apenas para detectar moléculas maiores, como DNA ou polímeros. Qualquer coisa menor passa rápido demais, sem tempo suficiente para ser detectado. Em comparação, o nanotubo de carbono é 20.000 vezes mais extenso.
Os nanotubos foram crescidos de forma a atravessar uma placa de um centímetro quadrado, que é usada para conectar dois reservatórios de água. [Imagem: Lee et al./Science]
Membrana para dessalinização de água
Os nanotubos foram crescidos de forma a atravessar uma placa de um centímetro quadrado, que é usada para conectar dois reservatórios de água. Cada reservatório tem um eletrodo, um positivo e outro negativo.
Como a eletricidade só pode fluir se os prótons - íons positivos de hidrogênio - puderem viajar de um eletrodo até o outro, os pesquisadores podem determinar facilmente se os íons estão viajando através dos nanotubos.
Os íons de sódio são muito maiores dos que os prótons, por isso eles levam mais tempo para atravessar o nanocanal. Ao atravessar, eles bloqueiam a passagem dos prótons, levando a uma breve interrupção na corrente elétrica, conhecida como efeito de Coulter.
Os pesquisadores acreditam que seus canais de nanotubos só permitem a passagem de íons positivos porque as extremidades dos nanotubos contêm cargas negativas, que atraem os íons positivos.
Agora eles planejam construir nanocanais que atraiam íons negativos adicionando cargas negativas aos nanotubos.
Assim que eles tiverem os dois tipos de canais poderão fabricar uma membrana capaz de fazer a dessalinização da água. As técnicas de dessalinização atuais - destilação e osmose reversa - são caras e consomem muita energia.
Os pesquisadores esperam que sua membrana de nanotubos de carbono, permitindo que os íons de sódio e cloro - que são carregados negativamente - fluam da água do mar tornem-se um método muito barato de dessalinizar a água.
A mesma equipe recentemente descobriu uma nova forma de produzir eletricidade explorando ondas de energia que são criadas ao longo dos nanotubos de carbono .
Bibliografia:
Coherence Resonance in a Single-Walled Carbon Nanotube Ion Channel
Chang Young Lee, Wonjoon Choi, Jae-Hee Han, Michael S. Strano
Science
10 September 2010
Vol.: 329: 1320-1324
DOI: 10.1126/science.1193383
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=membrana-nanotubos-dessalinizar-agua-mar&id=010160100923&ebol=sim
Relatividade de Einstein é testada em escala humana
Baseado em artigo de Laura Ost - 24/09/2010
Os cientistas observaram estes fenômenos fazendo alterações específicas em um dos dois relógios atômicos de alumínio e medindo as diferenças resultantes em relação ao outro relógio usado como parâmetro. [Imagem: Chou et al./Science]
A diferença na passagem do tempo para objetos que se deslocam em velocidades diferentes é um dos aspectos mais discutidos e menos compreendidos da Teoria da Relatividade de Einstein.
Dadas as "dimensões sobre-humanas" envolvidas, envolvendo foguetes e gêmeos que viajam em naves espaciais, é difícil explicar o fenômeno e seus efeitos, e gerações de alunos de física têm saído da escola sem serem capazes de explicá-los de forma correta.
E isso apesar desses efeitos fazerem parte do nosso dia-a-dia. Por exemplo, a mudança na velocidade do tempo entre a superfície do planeta e o espaço exige correções constantes para os satélites artificiais da constelação GPS.
Relatividade do tempo
Agora, cientistas do laboratório NIST, nos Estados Unidos, conseguiram pela primeira vez medir o fenômeno em uma escala bem humana, de meros 33 centímetros, eventualmente abrindo caminho para que os estudantes finalmente possam compreendê-lo com mais facilidade.
Com isto, será possível, por exemplo, provar que alguém envelhece mais rapidamente se estiver alguns degraus mais alto na escada - ainda que o efeito seja pequeno demais para ser percebido diretamente por um ser humano.
Mesmo mudar-se para o alto de uma montanha não produziria efeito suficiente para aumentar a expectativa de vida de alguém de maneira significativa - na escala usada pelos cientistas, de 33 centímetros, o efeito da mudança na passagem do tempo acrescentaria cerca de 25 bilionésimos de segundo a alguém que vivesse 80 anos.
O experimento também permitiu que os pesquisadores checassem outro aspecto da relatividade - que o tempo passa mais lentamente quando você se move mais a uma velocidade maior.
Trazido às dimensões humanas, o aparato dispensou as naves espaciais e permitiu a verificação do efeito usando um carro rodando a uma velocidade de 32 quilômetros por hora.
Relógios lógicos quânticos
O detalhe mostra a "armadilha" onde fica aprisionado o íon de alumínio, enquanto James Chin-Wen Chou mostra o aparato necessário para que relógio atômico funcione. [Imagem: NIST]
Os cientistas observaram o fenômeno da dilatação do tempo previsto pela Teoria da Relatividade usando dois dos mais precisos relógios atômicos já construídos.
Os dois relógios são quase idênticos e dão seus "tiques" acompanhando as vibrações de um único íon de alumínio - um átomo de alumínio eletricamente carregado. O íon vibra entre dois estados de energia mais de um quatrilhão de vezes por segundo.
Com essa precisão, um dos relógios serve com base, mantendo a marcação do tempo com possibilidade de atrasar um segundo em cerca de 3,7 bilhões de anos. Ele é conectado ao outro por meio de um cabo de fibra óptica. Este segundo relógio é então movimentado para fazer os experimentos.
Esses relógios são também chamados de "relógios lógicos quânticos" porque usam técnicas de tomada de decisão lógica empregadas pelos experimentos de computação quântica. Eles são precisos e estáveis o suficiente para revelar diferenças na medição do tempo que não podiam ser monitoradas até agora.
Os relógios lógicos quânticos funcionam disparando a luz de um laser sobre o íon de alumínio em frequências ópticas, que são maiores do que as frequências de micro-ondas usadas atualmente nos relógios atômicos que estabelecem o padrão de tempo, baseados em átomos de césio.
Teoria da Relatividade em escala humana
Os experimentos focaram dois cenários previstos pela Teoria da Relatividade de Einstein.
No primeiro, quando dois relógios estão sujeitos a forças gravitacionais diferentes, por estarem em diferentes elevações acima da superfície da Terra, o relógio que estiver mais alto experimenta uma força gravitacional menor e, por isto, seus tiques ocorrem a uma velocidade ligeiramente maior - o que equivale a uma passagem mais rápida do tempo em relação ao relógio em posição inferior.
No segundo cenário, quando um observador está se movendo, o tique de um relógio estacionário parecerá durar mais do ponto de vista daquele observador, o que fará com que ele marque o tempo mais lentamente. Ou o oposto, o tique do relógio do observador baterá a uma velocidade ligeiramente menor, fazendo com que o tempo para ele passe mais lentamente em relação ao relógio fixo.
Os cientistas chamam isso de "paradoxo dos gêmeos", porque um gêmeo que viaje em uma nave espacial, ao voltar para casa, estará mais novo do que seu irmão. O fator crucial nesse fenômeno é a aceleração (o aumento e a redução na velocidade) que o gêmeo-astronauta experimenta em sua viagem.
Os cientistas observaram estes fenômenos fazendo alterações específicas em um dos dois relógios atômicos de alumínio e medindo as diferenças resultantes em relação ao outro relógio usado como parâmetro.
Os cientistas colocaram um dos relógios atômicos cerca de trinta centímetros mais alto do que o outro, o suficiente para comprovar os efeitos da teoria da relatividade. [Imagem: Loel Barr/NIST]
No primeiro experimento, os cientistas colocaram um dos relógios cerca de trinta centímetros mais alto do que o outro. As medições mostraram exatamente os resultados previstos pela teoria.
Como um relógio atômico é grande e sensível demais para ser colocado no porta-malas de um carro, para fazer o segundo experimento os cientistas fizeram o íon de alumínio - que fica praticamente parado no interior do relógio atômico - se movimentasse para frente para trás, resultando em velocidades equivalentes a um movimento de alguns metros por segundo. De novo, o resultado foi exatamente o previsto pela relatividade.
Relógios atômicos de alumínio
Essas comparações entre relógios superprecisos eventualmente poderão ser úteis em geodésia, a ciência que mede a Terra e seu campo gravitacional, com aplicações em hidrologia e geofísica e, eventualmente, em testes das teorias fundamentais da física usando observatórios espaciais.
Os relógios atômicos de alumínio conseguem detectar os pequenos efeitos da relatividade devido à sua extrema precisão e a um elevado fator "Q", uma quantidade que reflete de forma confiável como o íon absorve e retém a energia óptica ao passar de um nível de energia para outro.
"Nós observamos o maior fator Q já visto em física atômica", disse James Chin-Wen Chou, que coordenou os experimentos. "Você pode pensar nisso como o tempo que um diapasão vibra antes de perder a energia armazenada em sua estrutura ressonante. Nós colocamos o íon oscilando em sincronia com a frequência do laser por cerca de 400 trilhões de ciclos."
Os cientistas esperam que, no futuro, os relógios atômicos ópticos permitam a criação de padrões de medição do tempo 100 vezes mais precisos do que os atuais - veja também Batido recorde mundial do menor tempo já medido.
Bibliografia:
Optical Clocks and Relativity
C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, D. J. Wineland
Science
24 September 2010
Vol.: 329 pp. 1630-1633
DOI: 10.1126/science.1192720
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=relogios-atomicos-teoria-relatividade-escala-humana&id=010830100924&ebol=sim
Os cientistas observaram estes fenômenos fazendo alterações específicas em um dos dois relógios atômicos de alumínio e medindo as diferenças resultantes em relação ao outro relógio usado como parâmetro. [Imagem: Chou et al./Science]
A diferença na passagem do tempo para objetos que se deslocam em velocidades diferentes é um dos aspectos mais discutidos e menos compreendidos da Teoria da Relatividade de Einstein.
Dadas as "dimensões sobre-humanas" envolvidas, envolvendo foguetes e gêmeos que viajam em naves espaciais, é difícil explicar o fenômeno e seus efeitos, e gerações de alunos de física têm saído da escola sem serem capazes de explicá-los de forma correta.
E isso apesar desses efeitos fazerem parte do nosso dia-a-dia. Por exemplo, a mudança na velocidade do tempo entre a superfície do planeta e o espaço exige correções constantes para os satélites artificiais da constelação GPS.
Relatividade do tempo
Agora, cientistas do laboratório NIST, nos Estados Unidos, conseguiram pela primeira vez medir o fenômeno em uma escala bem humana, de meros 33 centímetros, eventualmente abrindo caminho para que os estudantes finalmente possam compreendê-lo com mais facilidade.
Com isto, será possível, por exemplo, provar que alguém envelhece mais rapidamente se estiver alguns degraus mais alto na escada - ainda que o efeito seja pequeno demais para ser percebido diretamente por um ser humano.
Mesmo mudar-se para o alto de uma montanha não produziria efeito suficiente para aumentar a expectativa de vida de alguém de maneira significativa - na escala usada pelos cientistas, de 33 centímetros, o efeito da mudança na passagem do tempo acrescentaria cerca de 25 bilionésimos de segundo a alguém que vivesse 80 anos.
O experimento também permitiu que os pesquisadores checassem outro aspecto da relatividade - que o tempo passa mais lentamente quando você se move mais a uma velocidade maior.
Trazido às dimensões humanas, o aparato dispensou as naves espaciais e permitiu a verificação do efeito usando um carro rodando a uma velocidade de 32 quilômetros por hora.
Relógios lógicos quânticos
O detalhe mostra a "armadilha" onde fica aprisionado o íon de alumínio, enquanto James Chin-Wen Chou mostra o aparato necessário para que relógio atômico funcione. [Imagem: NIST]
Os cientistas observaram o fenômeno da dilatação do tempo previsto pela Teoria da Relatividade usando dois dos mais precisos relógios atômicos já construídos.
Os dois relógios são quase idênticos e dão seus "tiques" acompanhando as vibrações de um único íon de alumínio - um átomo de alumínio eletricamente carregado. O íon vibra entre dois estados de energia mais de um quatrilhão de vezes por segundo.
Com essa precisão, um dos relógios serve com base, mantendo a marcação do tempo com possibilidade de atrasar um segundo em cerca de 3,7 bilhões de anos. Ele é conectado ao outro por meio de um cabo de fibra óptica. Este segundo relógio é então movimentado para fazer os experimentos.
Esses relógios são também chamados de "relógios lógicos quânticos" porque usam técnicas de tomada de decisão lógica empregadas pelos experimentos de computação quântica. Eles são precisos e estáveis o suficiente para revelar diferenças na medição do tempo que não podiam ser monitoradas até agora.
Os relógios lógicos quânticos funcionam disparando a luz de um laser sobre o íon de alumínio em frequências ópticas, que são maiores do que as frequências de micro-ondas usadas atualmente nos relógios atômicos que estabelecem o padrão de tempo, baseados em átomos de césio.
Teoria da Relatividade em escala humana
Os experimentos focaram dois cenários previstos pela Teoria da Relatividade de Einstein.
No primeiro, quando dois relógios estão sujeitos a forças gravitacionais diferentes, por estarem em diferentes elevações acima da superfície da Terra, o relógio que estiver mais alto experimenta uma força gravitacional menor e, por isto, seus tiques ocorrem a uma velocidade ligeiramente maior - o que equivale a uma passagem mais rápida do tempo em relação ao relógio em posição inferior.
No segundo cenário, quando um observador está se movendo, o tique de um relógio estacionário parecerá durar mais do ponto de vista daquele observador, o que fará com que ele marque o tempo mais lentamente. Ou o oposto, o tique do relógio do observador baterá a uma velocidade ligeiramente menor, fazendo com que o tempo para ele passe mais lentamente em relação ao relógio fixo.
Os cientistas chamam isso de "paradoxo dos gêmeos", porque um gêmeo que viaje em uma nave espacial, ao voltar para casa, estará mais novo do que seu irmão. O fator crucial nesse fenômeno é a aceleração (o aumento e a redução na velocidade) que o gêmeo-astronauta experimenta em sua viagem.
Os cientistas observaram estes fenômenos fazendo alterações específicas em um dos dois relógios atômicos de alumínio e medindo as diferenças resultantes em relação ao outro relógio usado como parâmetro.
Os cientistas colocaram um dos relógios atômicos cerca de trinta centímetros mais alto do que o outro, o suficiente para comprovar os efeitos da teoria da relatividade. [Imagem: Loel Barr/NIST]
No primeiro experimento, os cientistas colocaram um dos relógios cerca de trinta centímetros mais alto do que o outro. As medições mostraram exatamente os resultados previstos pela teoria.
Como um relógio atômico é grande e sensível demais para ser colocado no porta-malas de um carro, para fazer o segundo experimento os cientistas fizeram o íon de alumínio - que fica praticamente parado no interior do relógio atômico - se movimentasse para frente para trás, resultando em velocidades equivalentes a um movimento de alguns metros por segundo. De novo, o resultado foi exatamente o previsto pela relatividade.
Relógios atômicos de alumínio
Essas comparações entre relógios superprecisos eventualmente poderão ser úteis em geodésia, a ciência que mede a Terra e seu campo gravitacional, com aplicações em hidrologia e geofísica e, eventualmente, em testes das teorias fundamentais da física usando observatórios espaciais.
Os relógios atômicos de alumínio conseguem detectar os pequenos efeitos da relatividade devido à sua extrema precisão e a um elevado fator "Q", uma quantidade que reflete de forma confiável como o íon absorve e retém a energia óptica ao passar de um nível de energia para outro.
"Nós observamos o maior fator Q já visto em física atômica", disse James Chin-Wen Chou, que coordenou os experimentos. "Você pode pensar nisso como o tempo que um diapasão vibra antes de perder a energia armazenada em sua estrutura ressonante. Nós colocamos o íon oscilando em sincronia com a frequência do laser por cerca de 400 trilhões de ciclos."
Os cientistas esperam que, no futuro, os relógios atômicos ópticos permitam a criação de padrões de medição do tempo 100 vezes mais precisos do que os atuais - veja também Batido recorde mundial do menor tempo já medido.
Bibliografia:
Optical Clocks and Relativity
C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, D. J. Wineland
Science
24 September 2010
Vol.: 329 pp. 1630-1633
DOI: 10.1126/science.1192720
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=relogios-atomicos-teoria-relatividade-escala-humana&id=010830100924&ebol=sim
Brasileiros descobrem pista para estudar a gravitação quântica
Fabio Reynol - Agência Fapesp - 24/09/2010
A gravitação quântica é um fenômeno cuja medição direta é impraticável porque ela ocorre em locais inacessíveis ao homem, como o interior dos buracos negros.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]
A medição direta dos efeitos da gravitação quântica é praticamente impossível. O motivo é que eles têm origem em locais inacessíveis ao homem, como em buracos negros. Além disso, seus efeitos são extremamente sutis.
Mas um grupo de físicos brasileiros desenvolveu um meio de estudar indiretamente um desses fenômenos, a flutuação da velocidade da luz.
Líquidos heterogêneos
A solução consiste em usar experimentos de propagação de ondas acústicas em fluidos com aleatoriedade, como em coloides, líquidos heterogêneos que contêm partículas ou moléculas de diferentes tamanhos em suspensão - o leite é um exemplo.
O trabalho foi realizado por Gastão Krein, do Instituto de Física Teórica (IFT) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Nami Svaiter, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), e Gabriel Menezes, pós-doutorando da Unesp.
"Em uma conversa que tivemos com Svaiter, surgiu a ideia de que a propagação do som em fluidos coloides poderia apresentar efeitos similares aos da luz em ambientes nos quais a gravitação quântica seria relevante", disse Krein.
O encontro entre os físicos foi importante para a concepção da pesquisa, uma vez que Krein tem larga experiência em estudos com equações com flutuações aleatórias e Svaiter é especialista em gravitação quântica, tendo desenvolvido estudos de seus efeitos com Lawrence Ford, da Universidade Tufts, nos Estados Unidos.
Flutuações clássicas e quânticas
Flutuações em um fluido podem ser clássicas ou quânticas. O artigo demonstra que é possível usar microvibrações em coloides como uma plataforma para estudar a gravitação quântica. Segundo o estudo, os dois fenômenos são descritos por equações matemáticas similares.
Se trabalhos com coloides são comuns e conhecidos, o mesmo não se pode dizer do segundo fenômeno. Na gravidade quântica a velocidade da luz não é uma constante, como ensina a física clássica, mas flutua de um ponto a outro devido aos efeitos quânticos. Estima-se que esse tipo de gravidade esteja presente em buracos negros e tenha vigorado durante o Big Bang.
Outros experimentos já foram propostos para estudar a gravidade quântica, mas o trabalho dos brasileiros é o primeiro a contemplar o estudo das flutuações da velocidade da luz através das flutuações da velocidade de propagação de ondas acústicas em fluidos.
Segundo Krein, o mérito da pesquisa foi ter apontado um meio de simular em laboratório um fenômeno de observação não possível atualmente. "O comportamento das ondas sonoras ao se propagar em um meio aleatório, como os coloides, permite trazer para o laboratório efeitos análogos aos da gravitação quântica", disse.
Radiação Hawking
Krein e colegas pretendem usar os modelos com fluidos para estudar o equivalente a um buraco negro e como vibrações acústicas quânticas são criadas e destruídas próximo a essas formações no espaço.
Os físicos buscam compreender melhor o fenômeno conhecido como "radiação Hawking", prevista em 1973 pelo físico inglês Stephen Hawking. Segundo Hawking, os buracos negros encolhem com a perda de energia por meio dessa radiação.
Krein, Svaiter e Menezes procuram também grupos experimentais de pesquisa que investiguem fluidos e se interessem em fazer experimentos nessa área.
"Com um fluido, podemos controlar parâmetros do experimento, como a densidade e a concentração das partículas em suspensão, e, com isso, aprender como muda a propagação do som de maneira controlável no laboratório. Isso permitirá construir correlações dos resultados com o que ocorre na gravitação quântica", disse Krein.
Bibliografia:
Analog Model for Quantum Gravity Effects: Phonons in Random Fluids
G. Krein, G. Menezes, N. F. Svaiter
Physical Review Letters
20 September 2010
Vol.: 105, 131301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.131301
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=gravitacao-quantica-hawking&id=010130100924&ebol=sim
A gravitação quântica é um fenômeno cuja medição direta é impraticável porque ela ocorre em locais inacessíveis ao homem, como o interior dos buracos negros.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]
A medição direta dos efeitos da gravitação quântica é praticamente impossível. O motivo é que eles têm origem em locais inacessíveis ao homem, como em buracos negros. Além disso, seus efeitos são extremamente sutis.
Mas um grupo de físicos brasileiros desenvolveu um meio de estudar indiretamente um desses fenômenos, a flutuação da velocidade da luz.
Líquidos heterogêneos
A solução consiste em usar experimentos de propagação de ondas acústicas em fluidos com aleatoriedade, como em coloides, líquidos heterogêneos que contêm partículas ou moléculas de diferentes tamanhos em suspensão - o leite é um exemplo.
O trabalho foi realizado por Gastão Krein, do Instituto de Física Teórica (IFT) da Universidade Estadual Paulista (Unesp), Nami Svaiter, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), e Gabriel Menezes, pós-doutorando da Unesp.
"Em uma conversa que tivemos com Svaiter, surgiu a ideia de que a propagação do som em fluidos coloides poderia apresentar efeitos similares aos da luz em ambientes nos quais a gravitação quântica seria relevante", disse Krein.
O encontro entre os físicos foi importante para a concepção da pesquisa, uma vez que Krein tem larga experiência em estudos com equações com flutuações aleatórias e Svaiter é especialista em gravitação quântica, tendo desenvolvido estudos de seus efeitos com Lawrence Ford, da Universidade Tufts, nos Estados Unidos.
Flutuações clássicas e quânticas
Flutuações em um fluido podem ser clássicas ou quânticas. O artigo demonstra que é possível usar microvibrações em coloides como uma plataforma para estudar a gravitação quântica. Segundo o estudo, os dois fenômenos são descritos por equações matemáticas similares.
Se trabalhos com coloides são comuns e conhecidos, o mesmo não se pode dizer do segundo fenômeno. Na gravidade quântica a velocidade da luz não é uma constante, como ensina a física clássica, mas flutua de um ponto a outro devido aos efeitos quânticos. Estima-se que esse tipo de gravidade esteja presente em buracos negros e tenha vigorado durante o Big Bang.
Outros experimentos já foram propostos para estudar a gravidade quântica, mas o trabalho dos brasileiros é o primeiro a contemplar o estudo das flutuações da velocidade da luz através das flutuações da velocidade de propagação de ondas acústicas em fluidos.
Segundo Krein, o mérito da pesquisa foi ter apontado um meio de simular em laboratório um fenômeno de observação não possível atualmente. "O comportamento das ondas sonoras ao se propagar em um meio aleatório, como os coloides, permite trazer para o laboratório efeitos análogos aos da gravitação quântica", disse.
Radiação Hawking
Krein e colegas pretendem usar os modelos com fluidos para estudar o equivalente a um buraco negro e como vibrações acústicas quânticas são criadas e destruídas próximo a essas formações no espaço.
Os físicos buscam compreender melhor o fenômeno conhecido como "radiação Hawking", prevista em 1973 pelo físico inglês Stephen Hawking. Segundo Hawking, os buracos negros encolhem com a perda de energia por meio dessa radiação.
Krein, Svaiter e Menezes procuram também grupos experimentais de pesquisa que investiguem fluidos e se interessem em fazer experimentos nessa área.
"Com um fluido, podemos controlar parâmetros do experimento, como a densidade e a concentração das partículas em suspensão, e, com isso, aprender como muda a propagação do som de maneira controlável no laboratório. Isso permitirá construir correlações dos resultados com o que ocorre na gravitação quântica", disse Krein.
Bibliografia:
Analog Model for Quantum Gravity Effects: Phonons in Random Fluids
G. Krein, G. Menezes, N. F. Svaiter
Physical Review Letters
20 September 2010
Vol.: 105, 131301
DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.131301
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=gravitacao-quantica-hawking&id=010130100924&ebol=sim
Carro ecológico sem portas é arma contra engarrafamento
Jorn Madslien - BBC - 21/09/2010
O T 25 alcança a velocidade máxima de 145 km/hora e deve custar em torno de US$ 9 mil. [Imagem: Gordon Murray Design]
Intenções revolucionárias
Um ex-projetista da Fórmula 1 criou um carro ecológico que pode ser a solução para o congestionamento nas grandes cidades.
O veículo ocupa um terço do espaço de um carro convencional quando estacionado, é tão estreito que pode dividir uma mesma faixa de rua ou pista com outro automóvel e é construído à base de materiais reciclados.
Sua manufatura dispensa grande parte da maquinaria pesada usada pela indústria automobilística hoje e requer apenas 20% do capital necessário atualmente.
Herói dos amantes do automobilismo, Gordon Murray desenhou, entre outros, a McLaren dirigida por Ayrton Senna quando o brasileiro venceu seu primeiro campeonato na Fórmula 1.
Há seis anos, o projetista abandonou as corridas e, levando consigo a mesma equipe de engenheiros que trabalhava com ele na McLaren, saiu em busca de um novo desafio: construir o minúsculo T 25, um carro urbano que, ele espera, vai revolucionar a forma como automóveis são construídos hoje em dia.
Carro ecológico T 25
O carro de Murray é construído à base de fibra de vidro, garrafas de plástico recicladas e tubos ocos de aço. Ele utiliza um quinto dos materiais necessários para se construir um carro convencional.
O veículo leva três passageiros, pesa 575 kg, tem 240 cm de comprimento, 130 cm de largura e 160 cm de altura.
O T 25 alcança a velocidade máxima de 145 km/hora e deve custar em torno de US$ 9 mil.
Segundo seus idealizadores, um carro como esse teria o potencial de impedir engarrafamentos nas ruas e estradas do mundo, tendo em vista projeções de que o número de veículos no planeta deva atingir 2,5 bilhões por volta de 2020.
Ele também pode permitir que milhões de pessoas realizem seu sonho de ter um carro - mas consumindo menos recursos vitais para o planeta, como água, energia ou aço.
Carro sem portas
O objeto que concretiza a visão de Murray está guardado em um prédio modesto em uma região industrial em Surrey, no sudeste da Inglaterra.
O T 25 não tem portas. Para entrar nele, é preciso erguer a cabine do motorista.
O T 25 não tem portas. Para entrar nele, é preciso erguer a cabine do motorista. [Imagem: Gordon Murray Design]
Seguindo o padrão dos supercarros da Fórmula 1, o motorista se senta sozinho na parte dianteira do carro, no meio do veículo, com os dois assentos de passageiros localizados na parte traseira.
Também seguindo o modelo da F1, o T 25 é construído com materiais compósitos - e apenas os mais baratos.
Os painéis do corpo do carro e o monobloco (ou base) são reforçados com fibra de vidro, que custa muito menos do que a fibra de carbono, diz Murray.
"Algumas das fibras são (agrupadas em padrões) aleatórios, algumas são entrelaçadas e outras são unidirecionais - isso é mentalidade de Fórmula 1", disse Murray à BBC.
A estrutura está fixada em uma armação feita com um tubo de aço que "sozinho, não é forte o suficiente".
Murray explica, no entanto, que uma vez que o monobloco é colado ao tubo, em um processo similar à forma como as janelas de um carro são fixadas no corpo do veículo, ele se torna "tão resistente e seguro como um carro convencional".
Manufatura flexível
Segundo Murray, o processo de fabricação dos carros criados por sua equipe, batizado de iStream, é flexível e barato.
Ele dispensa as instalações gigantescas das fábricas convencionais e grande parte da maquinaria pesada e altamente poluidora, como as grandes prensas que fabricam componentes de aço e as soldadoras.
Para fazer qualquer modificação no tamanho da armação ou na forma e cor do corpo do carro, basta reescrever o software, explica Murray.
Ou seja, uma mesma linha de produção pode fabricar modelos diferentes em um único dia.
Dessa forma, a fábrica do futuro pode ser menor e mais barata, além de poluir menos.
Propriedade Intelectual
Gordon Murray explicou que o objetivo de sua equipe é projetar carros que, ele espera, sejam produzidos em massa muito em breve.
Além do modelo para três passageiros, Murray e sua equipe - composta por 30 engenheiros - estão secretamente desenvolvendo vários desenhos diferentes - veículos para dois, cinco e oito passageiros, além de um ônibus.
O T 25 é tão estreito que pode dividir uma mesma faixa de rua ou pista com outro automóvel. [Imagem: Gordon Murray Design]
Ele enfatiza, no entanto, que seu objetivo não é fabricar os carros e, sim, mostrar ao mundo o que sua equipe é capaz de fazer.
"Sou conhecido como um projetista, minha equipe constitui uma empresa de engenharia, mas na verdade a essência do nosso negócio é propriedade intelectual."
"Quero vender tantas licenças iStream para tantas pessoas e para tantos carros diferentes quanto possível, no mundo inteiro", diz Murray.
Carro barato
O argumento final de Gordon Murray em favor de seu carro visionário, no entanto, é econômico.
O uso de componentes mais baratos, em menor quantidade, e uma estrutura de fabricação menor, oferecem aos fabricantes cortes tremendos nos custos e reduz os riscos do investimento.
"A fábrica que constrói um carro iStream - qualquer que seja a forma ou o tamanho do carro - tem cerca de 20% do investimento de capital e 20% do tamanho de uma planta convencional de fabricação", ele disse. "E (usa) cerca de a metade da energia".
"Nós rasgamos o manual de regras e o jogamos pela janela," finaliza ele.
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carro-ecologico-sem-portas&id=010170100921&ebol=sim
O T 25 alcança a velocidade máxima de 145 km/hora e deve custar em torno de US$ 9 mil. [Imagem: Gordon Murray Design]
Intenções revolucionárias
Um ex-projetista da Fórmula 1 criou um carro ecológico que pode ser a solução para o congestionamento nas grandes cidades.
O veículo ocupa um terço do espaço de um carro convencional quando estacionado, é tão estreito que pode dividir uma mesma faixa de rua ou pista com outro automóvel e é construído à base de materiais reciclados.
Sua manufatura dispensa grande parte da maquinaria pesada usada pela indústria automobilística hoje e requer apenas 20% do capital necessário atualmente.
Herói dos amantes do automobilismo, Gordon Murray desenhou, entre outros, a McLaren dirigida por Ayrton Senna quando o brasileiro venceu seu primeiro campeonato na Fórmula 1.
Há seis anos, o projetista abandonou as corridas e, levando consigo a mesma equipe de engenheiros que trabalhava com ele na McLaren, saiu em busca de um novo desafio: construir o minúsculo T 25, um carro urbano que, ele espera, vai revolucionar a forma como automóveis são construídos hoje em dia.
Carro ecológico T 25
O carro de Murray é construído à base de fibra de vidro, garrafas de plástico recicladas e tubos ocos de aço. Ele utiliza um quinto dos materiais necessários para se construir um carro convencional.
O veículo leva três passageiros, pesa 575 kg, tem 240 cm de comprimento, 130 cm de largura e 160 cm de altura.
O T 25 alcança a velocidade máxima de 145 km/hora e deve custar em torno de US$ 9 mil.
Segundo seus idealizadores, um carro como esse teria o potencial de impedir engarrafamentos nas ruas e estradas do mundo, tendo em vista projeções de que o número de veículos no planeta deva atingir 2,5 bilhões por volta de 2020.
Ele também pode permitir que milhões de pessoas realizem seu sonho de ter um carro - mas consumindo menos recursos vitais para o planeta, como água, energia ou aço.
Carro sem portas
O objeto que concretiza a visão de Murray está guardado em um prédio modesto em uma região industrial em Surrey, no sudeste da Inglaterra.
O T 25 não tem portas. Para entrar nele, é preciso erguer a cabine do motorista.
O T 25 não tem portas. Para entrar nele, é preciso erguer a cabine do motorista. [Imagem: Gordon Murray Design]
Seguindo o padrão dos supercarros da Fórmula 1, o motorista se senta sozinho na parte dianteira do carro, no meio do veículo, com os dois assentos de passageiros localizados na parte traseira.
Também seguindo o modelo da F1, o T 25 é construído com materiais compósitos - e apenas os mais baratos.
Os painéis do corpo do carro e o monobloco (ou base) são reforçados com fibra de vidro, que custa muito menos do que a fibra de carbono, diz Murray.
"Algumas das fibras são (agrupadas em padrões) aleatórios, algumas são entrelaçadas e outras são unidirecionais - isso é mentalidade de Fórmula 1", disse Murray à BBC.
A estrutura está fixada em uma armação feita com um tubo de aço que "sozinho, não é forte o suficiente".
Murray explica, no entanto, que uma vez que o monobloco é colado ao tubo, em um processo similar à forma como as janelas de um carro são fixadas no corpo do veículo, ele se torna "tão resistente e seguro como um carro convencional".
Manufatura flexível
Segundo Murray, o processo de fabricação dos carros criados por sua equipe, batizado de iStream, é flexível e barato.
Ele dispensa as instalações gigantescas das fábricas convencionais e grande parte da maquinaria pesada e altamente poluidora, como as grandes prensas que fabricam componentes de aço e as soldadoras.
Para fazer qualquer modificação no tamanho da armação ou na forma e cor do corpo do carro, basta reescrever o software, explica Murray.
Ou seja, uma mesma linha de produção pode fabricar modelos diferentes em um único dia.
Dessa forma, a fábrica do futuro pode ser menor e mais barata, além de poluir menos.
Propriedade Intelectual
Gordon Murray explicou que o objetivo de sua equipe é projetar carros que, ele espera, sejam produzidos em massa muito em breve.
Além do modelo para três passageiros, Murray e sua equipe - composta por 30 engenheiros - estão secretamente desenvolvendo vários desenhos diferentes - veículos para dois, cinco e oito passageiros, além de um ônibus.
O T 25 é tão estreito que pode dividir uma mesma faixa de rua ou pista com outro automóvel. [Imagem: Gordon Murray Design]
Ele enfatiza, no entanto, que seu objetivo não é fabricar os carros e, sim, mostrar ao mundo o que sua equipe é capaz de fazer.
"Sou conhecido como um projetista, minha equipe constitui uma empresa de engenharia, mas na verdade a essência do nosso negócio é propriedade intelectual."
"Quero vender tantas licenças iStream para tantas pessoas e para tantos carros diferentes quanto possível, no mundo inteiro", diz Murray.
Carro barato
O argumento final de Gordon Murray em favor de seu carro visionário, no entanto, é econômico.
O uso de componentes mais baratos, em menor quantidade, e uma estrutura de fabricação menor, oferecem aos fabricantes cortes tremendos nos custos e reduz os riscos do investimento.
"A fábrica que constrói um carro iStream - qualquer que seja a forma ou o tamanho do carro - tem cerca de 20% do investimento de capital e 20% do tamanho de uma planta convencional de fabricação", ele disse. "E (usa) cerca de a metade da energia".
"Nós rasgamos o manual de regras e o jogamos pela janela," finaliza ele.
Fonte:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carro-ecologico-sem-portas&id=010170100921&ebol=sim
Perigos do estresse na gestação
27/9/2010
Por Fabio Reynol
Agência FAPESP – Fêmeas de ratos foram tratadas por um grupo de cientistas com uma dieta com menos proteínas ou menos calorias durante o período gestacional. Além de nascerem abaixo do peso normal, seus filhotes apresentaram rins também menores e com número reduzido de néfrons, as estruturas responsáveis pelo processo de filtração do sangue. Os rins tinham 70% da capacidade de processamento em comparação a um órgão normal.
Esses efeitos foram constatados pela professora Patrícia Boer, do Instituto de Biociências de Botucatu da Universidade Estadual Paulista (Unesp), na pesquisa “Biologia do desenvolvimento renal em modelo de restrição proteica durante a gestação em ratas”, que teve apoio da FAPESP por meio do Programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes.
“Estresses emocionais ou nutricionais sofridos pelas ratas durante a gravidez provocam alterações nas crias, que nasceram com fisiologia alterada”, disse à Agência FAPESP.
O número menor de néfrons é acompanhado também de uma redução de receptores da angiotensina, peptídeo responsável pelo controle da pressão arterial. Com menos receptores, os rins não conseguem eliminar sódio o suficiente e o excedente se acumula nesses órgãos, gerando a retenção de líquidos e provocando hipertensão arterial.
Além do efeito sobre os rins, a restrição proteica ou calórica na gravidez pode ocasionar efeitos semelhantes em outros órgãos, como fígado, coração e até em partes do cérebro.
O estudo verificou que o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA), estrutura cerebral associada à resposta ao estresse, também tem alterações nos receptores dos filhotes cujas mães sofreram estresse durante a gravidez. Como consequência, esses animais terão uma resposta exacerbada ao problema, apresentando mais impaciência e irritabilidade.
“Os fígados dessas proles também serão menores e, consequentemente, terão menor capacidade funcional. Haverá um número menor de células beta, presentes no pâncreas e responsáveis pela produção de insulina, o que aumentará o risco de desenvolver diabetes”, disse Patrícia.
Segundo a pesquisadora, as alterações no feto seriam uma maneira de a mãe passar características adaptativas para aumentar as chances de sobrevivência dos filhotes. “Em um ambiente cheio de predadores, é constante o convívio com o estresse e importante que os filhotes nasçam prontos para ele”, apontou. O mesmo ocorre em um cenário com pouca comida, no qual indivíduos menores teriam mais chance de sobreviver.
A professora da Unesp citou estudos nos quais foram encontrados resultados semelhantes em humanos. Nesse caso, uma pessoa que nasce com um rim de menor capacidade teria que adaptar sua alimentação e seu estilo de vida para que não sobrecarregue o órgão. Patrícia alerta para o fato de que ignorar essa situação poderia provocar insuficiência renal em idades precoces.
“O problema é que não há um diagnóstico que aponte essa situação. Um dos indicadores são bebês que nascem com baixo peso sem serem prematuros”, afirmou. Segundo ela, ignorar essas limitações físicas é preocupante, pois, ao desconhecer essa condição, as pessoas atingidas acabam não se cuidando.
Fenótipo econômico
A motivação da pesquisa da Unesp veio da hipótese do fenótipo econômico, elaborada pelo epidemiologista inglês David J.P. Barker. Segundo a hipótese, em um ambiente com condições nutricionais precárias, a mãe seria capaz de modificar o desenvolvimento do feto de maneira a prepará-lo para sobreviver em meio à escassez. Com isso, seriam gerados indivíduos com características fenotípicas mais enxutas, como órgãos e corpos em tamanho reduzido.
Antes dessa hipótese não se levava muito em conta o papel dos fatores epigenéticos, aqueles que provocam mudanças e que não estão no genótipo. “Acreditava-se que, quando se formava o zigoto, as informações genéticas estavam ali e todas as características já estariam determinadas”, disse Patrícia. A hipótese do fenótipo econômico acabou chamando a atenção para as alterações que modificam as expressões genéticas sem alterar os genes.
Um exemplo conhecido da comunidade científica é o da enzima placentária 11 Beta-Hidroxiesteróide desidrogenase. Normalmente, essa enzima inativa os corticoides maternos para que não atinjam o bebê. Uma gravidez tranquila chega a manter gradientes de concentração de mil partes de glicocorticoides na mãe para somente uma parte no bebê.
Em situações de estresse, porém, cai a capacidade da enzima, expondo o feto aos glicocorticoides maternos, que são importantes sinalizadores do desenvolvimento fetal, pois promovem a maturação dos tecidos.
“Se traços dos glicocorticoides da mãe atingirem o feto prematuramente, os tecidos que estiverem sendo formados vão se diferenciar antes do tempo e não vão crescer o quanto poderiam”, disse Patrícia.
Agravantes sociais
Ao transpor os resultados obtidos com animais para seres humanos, a professora da Unesp especula sobre vários problemas nos quais o fenótipo econômico pode estar envolvido.
“Basta lembrar que as mães de hoje sofrem estresses bem maiores do que as de antigamente. Elas trabalham fora, têm dupla jornada e a alimentação também é um fator preocupante. Entre 30% e 35% das gestantes brasileiras são anêmicas”, disse.
Ela também levanta outras questões sociais que podem agravar o problema. Um exemplo está nas favelas, onde a restrição alimentar e o estresse se fazem mais presentes e de maneira simultânea. “São Paulo, cidade mais rica do país, tem 20% de seus habitantes morando em favelas. Em Maceió, esse número chega a 50%”, disse.
A equipe da Unesp está avaliando o período mínimo de restrição proteica necessário para causar uma alteração no feto, no caso, a redução de néfrons. Na pesquisa com camundongos, Flávia Mesquita, aluna de doutorado de Patrícia, observou que os primeiros 14 dias gestacionais de restrição alimentar (compatível ao 40º dia em humanos) são suficientes para provocar reduções de 28% no número de néfrons.
Patrícia esteve este mês em Portugal para avaliar os efeitos da dieta hipoproteica sobre a formação do cérebro. A contagem de neurônios e as ramificações dendríticas em regiões importantes para a aprendizagem, como o hipocampo, poderão indicar se o estresse gestacional tem um raio maior de alcance dentro do cérebro.
Um dos objetivos da pesquisa é gerar dados que subsidiem políticas públicas voltadas a resolver o problema da subnutrição entre as mulheres grávidas. “É preciso dar muita atenção ao problema da gestação no Brasil para que evitemos sérios problemas de saúde no futuro”, alertou a cientista.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12825/perigos-do-estresse-na-gestacao.htm
Por Fabio Reynol
Agência FAPESP – Fêmeas de ratos foram tratadas por um grupo de cientistas com uma dieta com menos proteínas ou menos calorias durante o período gestacional. Além de nascerem abaixo do peso normal, seus filhotes apresentaram rins também menores e com número reduzido de néfrons, as estruturas responsáveis pelo processo de filtração do sangue. Os rins tinham 70% da capacidade de processamento em comparação a um órgão normal.
Esses efeitos foram constatados pela professora Patrícia Boer, do Instituto de Biociências de Botucatu da Universidade Estadual Paulista (Unesp), na pesquisa “Biologia do desenvolvimento renal em modelo de restrição proteica durante a gestação em ratas”, que teve apoio da FAPESP por meio do Programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes.
“Estresses emocionais ou nutricionais sofridos pelas ratas durante a gravidez provocam alterações nas crias, que nasceram com fisiologia alterada”, disse à Agência FAPESP.
O número menor de néfrons é acompanhado também de uma redução de receptores da angiotensina, peptídeo responsável pelo controle da pressão arterial. Com menos receptores, os rins não conseguem eliminar sódio o suficiente e o excedente se acumula nesses órgãos, gerando a retenção de líquidos e provocando hipertensão arterial.
Além do efeito sobre os rins, a restrição proteica ou calórica na gravidez pode ocasionar efeitos semelhantes em outros órgãos, como fígado, coração e até em partes do cérebro.
O estudo verificou que o eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA), estrutura cerebral associada à resposta ao estresse, também tem alterações nos receptores dos filhotes cujas mães sofreram estresse durante a gravidez. Como consequência, esses animais terão uma resposta exacerbada ao problema, apresentando mais impaciência e irritabilidade.
“Os fígados dessas proles também serão menores e, consequentemente, terão menor capacidade funcional. Haverá um número menor de células beta, presentes no pâncreas e responsáveis pela produção de insulina, o que aumentará o risco de desenvolver diabetes”, disse Patrícia.
Segundo a pesquisadora, as alterações no feto seriam uma maneira de a mãe passar características adaptativas para aumentar as chances de sobrevivência dos filhotes. “Em um ambiente cheio de predadores, é constante o convívio com o estresse e importante que os filhotes nasçam prontos para ele”, apontou. O mesmo ocorre em um cenário com pouca comida, no qual indivíduos menores teriam mais chance de sobreviver.
A professora da Unesp citou estudos nos quais foram encontrados resultados semelhantes em humanos. Nesse caso, uma pessoa que nasce com um rim de menor capacidade teria que adaptar sua alimentação e seu estilo de vida para que não sobrecarregue o órgão. Patrícia alerta para o fato de que ignorar essa situação poderia provocar insuficiência renal em idades precoces.
“O problema é que não há um diagnóstico que aponte essa situação. Um dos indicadores são bebês que nascem com baixo peso sem serem prematuros”, afirmou. Segundo ela, ignorar essas limitações físicas é preocupante, pois, ao desconhecer essa condição, as pessoas atingidas acabam não se cuidando.
Fenótipo econômico
A motivação da pesquisa da Unesp veio da hipótese do fenótipo econômico, elaborada pelo epidemiologista inglês David J.P. Barker. Segundo a hipótese, em um ambiente com condições nutricionais precárias, a mãe seria capaz de modificar o desenvolvimento do feto de maneira a prepará-lo para sobreviver em meio à escassez. Com isso, seriam gerados indivíduos com características fenotípicas mais enxutas, como órgãos e corpos em tamanho reduzido.
Antes dessa hipótese não se levava muito em conta o papel dos fatores epigenéticos, aqueles que provocam mudanças e que não estão no genótipo. “Acreditava-se que, quando se formava o zigoto, as informações genéticas estavam ali e todas as características já estariam determinadas”, disse Patrícia. A hipótese do fenótipo econômico acabou chamando a atenção para as alterações que modificam as expressões genéticas sem alterar os genes.
Um exemplo conhecido da comunidade científica é o da enzima placentária 11 Beta-Hidroxiesteróide desidrogenase. Normalmente, essa enzima inativa os corticoides maternos para que não atinjam o bebê. Uma gravidez tranquila chega a manter gradientes de concentração de mil partes de glicocorticoides na mãe para somente uma parte no bebê.
Em situações de estresse, porém, cai a capacidade da enzima, expondo o feto aos glicocorticoides maternos, que são importantes sinalizadores do desenvolvimento fetal, pois promovem a maturação dos tecidos.
“Se traços dos glicocorticoides da mãe atingirem o feto prematuramente, os tecidos que estiverem sendo formados vão se diferenciar antes do tempo e não vão crescer o quanto poderiam”, disse Patrícia.
Agravantes sociais
Ao transpor os resultados obtidos com animais para seres humanos, a professora da Unesp especula sobre vários problemas nos quais o fenótipo econômico pode estar envolvido.
“Basta lembrar que as mães de hoje sofrem estresses bem maiores do que as de antigamente. Elas trabalham fora, têm dupla jornada e a alimentação também é um fator preocupante. Entre 30% e 35% das gestantes brasileiras são anêmicas”, disse.
Ela também levanta outras questões sociais que podem agravar o problema. Um exemplo está nas favelas, onde a restrição alimentar e o estresse se fazem mais presentes e de maneira simultânea. “São Paulo, cidade mais rica do país, tem 20% de seus habitantes morando em favelas. Em Maceió, esse número chega a 50%”, disse.
A equipe da Unesp está avaliando o período mínimo de restrição proteica necessário para causar uma alteração no feto, no caso, a redução de néfrons. Na pesquisa com camundongos, Flávia Mesquita, aluna de doutorado de Patrícia, observou que os primeiros 14 dias gestacionais de restrição alimentar (compatível ao 40º dia em humanos) são suficientes para provocar reduções de 28% no número de néfrons.
Patrícia esteve este mês em Portugal para avaliar os efeitos da dieta hipoproteica sobre a formação do cérebro. A contagem de neurônios e as ramificações dendríticas em regiões importantes para a aprendizagem, como o hipocampo, poderão indicar se o estresse gestacional tem um raio maior de alcance dentro do cérebro.
Um dos objetivos da pesquisa é gerar dados que subsidiem políticas públicas voltadas a resolver o problema da subnutrição entre as mulheres grávidas. “É preciso dar muita atenção ao problema da gestação no Brasil para que evitemos sérios problemas de saúde no futuro”, alertou a cientista.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12825/perigos-do-estresse-na-gestacao.htm
Comunicação quântica
27/9/2010
Agência FAPESP – A computação quântica vem sendo pesquisada em diversos países com vistas ao desenvolvimento de tecnologias de informação muito mais rápidas – exponencialmente maiores – e seguras do que as atuais e que permitam realizar tarefas impossíveis de serem feitas com os sistemas disponíveis hoje em dia.
Um novo e importante passo na área acaba de ser conseguido por cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Georgia Tech), nos Estados Unidos. Com o uso de nuvens densas e superfrias de átomos de rubídio, o grupo obteve avanços em elementos importantes para os sistemas de informação quânticos.
Uma das descobertas está relacionada a uma parte fundamental dos sistemas de informação: a transmissão. Trata-se de uma nova técnica para converter fótons de modo que possam transportar dados quânticos em comprimentos de onda possíveis de serem transmitidas em longas distâncias em redes de fibra óptica.
Segundo os autores do estudo, o trabalho aproxima as redes de informação quântica de um futuro protótipo. O estudo teve resultados publicados neste domingo na revista Nature Physics e também foram submetidos para o periódico Physical Review Letters.
No estudo, a memória quântica foi criada pelo direcionamento da luz de um laser em uma nuvem de átomos de rubídio (elemento químico usado em semicondutores) confinada em uma grade óptica. A energia excitou os átomos e os fótons espalhados carregaram informação sobre o processo. Os fótons, que transportavam informação quântica, foram inseridos no sistema de conversão de comprimentos de onda.
A técnica é considerada eficiente e com baixo nível de ruído. Fótons com dados quânticos foram convertidos de ondas infravermelhas para comprimentos maiores, mais apropriados para a transmissão em sistemas de telecomunicação convencionais. De acordo com a pesquisa, a técnica mantém a integridade da informação durante a conversão para ondas maiores e de volta aos comprimentos em infravermelho.
Os cientistas também conseguiram uma grande melhoria no período de tempo em que um repetidor quântico – necessário para a transmissão da informação – é capaz de manter a informação na memória. Nos experimentos feitos na Georgia Tech, a memória foi mantida por 0,1 segundo.
Parece pouco, mas é 30 vezes mais do que o recorde anterior para sistemas baseados em átomos neutros e frios. A duração também se aproxima do objetivo dos pesquisadores na área: de conseguir uma memória quântica que dure por pelo menos 1 segundo, o suficiente para transmitir a informação para o nó seguinte em uma rede.
“Esse é o primeiro sistema em que um tempo de memória relativamente longo foi integrado com a capacidade de transmissão em comprimentos de onda de telecomunicação. Temos agora os aspectos cruciais necessários para um repetidor quântico”, disse Brian Kennedy, professor da Escola de Física da Georgia Tech e um dos autores do estudo.
“Um fóton de luz infravermelha que entra se torna um fóton de luz de telecomunicação que sai. De modo a preservar o emaranhamento quântico, nossa conversão foi feita muito eficientemente e com pouco ruído”, disse Alex Kuzmich, outro autor da pesquisa.
O artigo A quantum memory with telecom-wavelength conversion (doi: 10.1038/nphys1773), de Brian Kennedy e outros, pode ser lido por assinantes da Nature Physics em www.nature.com/naturephysics.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12827/comunicacao-quantica.htm
Agência FAPESP – A computação quântica vem sendo pesquisada em diversos países com vistas ao desenvolvimento de tecnologias de informação muito mais rápidas – exponencialmente maiores – e seguras do que as atuais e que permitam realizar tarefas impossíveis de serem feitas com os sistemas disponíveis hoje em dia.
Um novo e importante passo na área acaba de ser conseguido por cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Georgia Tech), nos Estados Unidos. Com o uso de nuvens densas e superfrias de átomos de rubídio, o grupo obteve avanços em elementos importantes para os sistemas de informação quânticos.
Uma das descobertas está relacionada a uma parte fundamental dos sistemas de informação: a transmissão. Trata-se de uma nova técnica para converter fótons de modo que possam transportar dados quânticos em comprimentos de onda possíveis de serem transmitidas em longas distâncias em redes de fibra óptica.
Segundo os autores do estudo, o trabalho aproxima as redes de informação quântica de um futuro protótipo. O estudo teve resultados publicados neste domingo na revista Nature Physics e também foram submetidos para o periódico Physical Review Letters.
No estudo, a memória quântica foi criada pelo direcionamento da luz de um laser em uma nuvem de átomos de rubídio (elemento químico usado em semicondutores) confinada em uma grade óptica. A energia excitou os átomos e os fótons espalhados carregaram informação sobre o processo. Os fótons, que transportavam informação quântica, foram inseridos no sistema de conversão de comprimentos de onda.
A técnica é considerada eficiente e com baixo nível de ruído. Fótons com dados quânticos foram convertidos de ondas infravermelhas para comprimentos maiores, mais apropriados para a transmissão em sistemas de telecomunicação convencionais. De acordo com a pesquisa, a técnica mantém a integridade da informação durante a conversão para ondas maiores e de volta aos comprimentos em infravermelho.
Os cientistas também conseguiram uma grande melhoria no período de tempo em que um repetidor quântico – necessário para a transmissão da informação – é capaz de manter a informação na memória. Nos experimentos feitos na Georgia Tech, a memória foi mantida por 0,1 segundo.
Parece pouco, mas é 30 vezes mais do que o recorde anterior para sistemas baseados em átomos neutros e frios. A duração também se aproxima do objetivo dos pesquisadores na área: de conseguir uma memória quântica que dure por pelo menos 1 segundo, o suficiente para transmitir a informação para o nó seguinte em uma rede.
“Esse é o primeiro sistema em que um tempo de memória relativamente longo foi integrado com a capacidade de transmissão em comprimentos de onda de telecomunicação. Temos agora os aspectos cruciais necessários para um repetidor quântico”, disse Brian Kennedy, professor da Escola de Física da Georgia Tech e um dos autores do estudo.
“Um fóton de luz infravermelha que entra se torna um fóton de luz de telecomunicação que sai. De modo a preservar o emaranhamento quântico, nossa conversão foi feita muito eficientemente e com pouco ruído”, disse Alex Kuzmich, outro autor da pesquisa.
O artigo A quantum memory with telecom-wavelength conversion (doi: 10.1038/nphys1773), de Brian Kennedy e outros, pode ser lido por assinantes da Nature Physics em www.nature.com/naturephysics.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12827/comunicacao-quantica.htm
Biblioteca Britânica coloca manuscritos gregos na internet
1 hora, 16 minutos atrás
LONDRES (Reuters Life!) - A Biblioteca Britânica, em Londres, colocou na internet mais de um quarto dos seus manuscritos gregos, totalizando 280 volumes, em mais um passo rumo à digitalização completa desses importantes documentos antigos.
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Os manuscritos, disponibilizados gratuitamente no site www.bl.uk/manuscripts, são parte de uma das mais importantes coleções localizadas fora da Grécia para o estudo de mais de 2 mil anos de cultura helênica.
A biblioteca detém um total de mais de mil manuscritos gregos, mais de 3 mil papiros e uma abrangente coleção de impressos arcaicos gregos.
As informações ali presentes interessam a acadêmicos que trabalham com literatura, história, ciência, religião, filosofia e arte do Mediterrâneo Oriental durante os períodos clássico e bizantino.
"Isso é exatamente o que todos esperávamos da nova tecnologia, mas raramente tínhamos", disse Mary Beard, professora de cultura clássica da Universidade de Cambridge.
"Isso abre um recurso precioso para qualquer um -- do especialista ao curioso -- em qualquer lugar do mundo, gratuitamente."
Entre os destaques do acervo digitalizado estão os Salmos de Theodore, altamente ilustrados, produzidos em Constantinopla em 1066, e as fábulas de Babrius, descobertas em 1842 no monte Atos, que contêm 123 fábulas de Esopo corrigidas pelo grande acadêmico bizantino Demetrius Triclinius.
A iniciativa, financiada pela Fundação Stavros Niarchos, se soma a outros projetos da biblioteca para ampliar a divulgação de documentos antigos, frágeis e raros.
Outros projetos digitais incluem um caderno de Leonardo da Vinci, do século 16, e o Codex Sinaiticus, do século 4., contendo a mais antiga cópia completa do Novo Testamento.
(Reportagem de Mike Collett-White)
Fonte:http://br.noticias.yahoo.com/s/reuters/100927/entretenimento/cultura_grecia_manuscrito_biblioteca
LONDRES (Reuters Life!) - A Biblioteca Britânica, em Londres, colocou na internet mais de um quarto dos seus manuscritos gregos, totalizando 280 volumes, em mais um passo rumo à digitalização completa desses importantes documentos antigos.
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Os manuscritos, disponibilizados gratuitamente no site www.bl.uk/manuscripts, são parte de uma das mais importantes coleções localizadas fora da Grécia para o estudo de mais de 2 mil anos de cultura helênica.
A biblioteca detém um total de mais de mil manuscritos gregos, mais de 3 mil papiros e uma abrangente coleção de impressos arcaicos gregos.
As informações ali presentes interessam a acadêmicos que trabalham com literatura, história, ciência, religião, filosofia e arte do Mediterrâneo Oriental durante os períodos clássico e bizantino.
"Isso é exatamente o que todos esperávamos da nova tecnologia, mas raramente tínhamos", disse Mary Beard, professora de cultura clássica da Universidade de Cambridge.
"Isso abre um recurso precioso para qualquer um -- do especialista ao curioso -- em qualquer lugar do mundo, gratuitamente."
Entre os destaques do acervo digitalizado estão os Salmos de Theodore, altamente ilustrados, produzidos em Constantinopla em 1066, e as fábulas de Babrius, descobertas em 1842 no monte Atos, que contêm 123 fábulas de Esopo corrigidas pelo grande acadêmico bizantino Demetrius Triclinius.
A iniciativa, financiada pela Fundação Stavros Niarchos, se soma a outros projetos da biblioteca para ampliar a divulgação de documentos antigos, frágeis e raros.
Outros projetos digitais incluem um caderno de Leonardo da Vinci, do século 16, e o Codex Sinaiticus, do século 4., contendo a mais antiga cópia completa do Novo Testamento.
(Reportagem de Mike Collett-White)
Fonte:http://br.noticias.yahoo.com/s/reuters/100927/entretenimento/cultura_grecia_manuscrito_biblioteca
sexta-feira, 24 de setembro de 2010
Redação científica ganha curso on-line
24/9/2010
Agência FAPESP – A Pró-Reitoria de Pós-Graduação da Universidade Estadual Paulista (Unesp) lançou um curso on-line de redação de textos científicos.
O curso é gratuito e apresentado no formato audiovisual. A coordenação é do professor Gilson Volpato, do Instituto de Biociências de Botucatu da Unesp, e alguns módulos contam com a participação da pró-reitora de Pós-Graduação, Marilza Vieira Cunha Rudge.
O programa abrange temas como: “Controvérsias sobre os dados”, “Por que publicar?”, “O que publicar?”, “Idioma da publicação”, “Causas de negação dos artigos”, “O lado educacional”, “Como as revistas podem ajudar”, “Como os autores podem ajudar”, “Passos para a publicação”, “Texto como argumento lógico” e “Por onde começar a redação?”.
Volpato é autor de livros sobre redação científica como Bases teóricas para redação científica... por que seu artigo foi negado, Pérolas da redação científica e Dicas para redação científica.
Mais informações sobre o curso de redação científica: http://propgdb.unesp.br/redacao_cientifica.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12821/redacao-cientifica-ganha-curso-on-line.htm
Agência FAPESP – A Pró-Reitoria de Pós-Graduação da Universidade Estadual Paulista (Unesp) lançou um curso on-line de redação de textos científicos.
O curso é gratuito e apresentado no formato audiovisual. A coordenação é do professor Gilson Volpato, do Instituto de Biociências de Botucatu da Unesp, e alguns módulos contam com a participação da pró-reitora de Pós-Graduação, Marilza Vieira Cunha Rudge.
O programa abrange temas como: “Controvérsias sobre os dados”, “Por que publicar?”, “O que publicar?”, “Idioma da publicação”, “Causas de negação dos artigos”, “O lado educacional”, “Como as revistas podem ajudar”, “Como os autores podem ajudar”, “Passos para a publicação”, “Texto como argumento lógico” e “Por onde começar a redação?”.
Volpato é autor de livros sobre redação científica como Bases teóricas para redação científica... por que seu artigo foi negado, Pérolas da redação científica e Dicas para redação científica.
Mais informações sobre o curso de redação científica: http://propgdb.unesp.br/redacao_cientifica.
Fonte:http://www.agencia.fapesp.br/materia/12821/redacao-cientifica-ganha-curso-on-line.htm
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