Metamaterial focaliza ondas de som como a lente de uma câmera.

O metamaterial pode expandir ou encolher o feixe de ondas acústicas com um perda de energia e distorção da onda mínimas.[Imagem: Sz-Chin Steven Lin/Penn Stat]

Engenheiros projetaram um novo tipo de material artificial - um metamaterial - capaz de manipular uma ampla gama de ondas acústicas usando um único dispositivo muito simples.

O feito mereceu a capa da renomada revista Journal of Applied Physics.

A invenção irá beneficiar quase todas as aplicações sônicas e ultra-sônicas atuais, tais como exames médicos de ultra-som e testes ultra-sônicos não destrutivos.

Metamateriais sônicos

Metamateriais ópticos têm sido amplamente estudados para aplicações como mantos da invisibilidade e lentes perfeitas.

Embora ondas acústicas e ondas eletromagnéticas sejam muito diferentes, os princípios básicos dos metamateriais ópticos aplicam-se aos metamateriais acústicos.

Escudo sonoro deixa submarinos invisíveis ao sonar

As estruturas artificiais, conhecidas como metamateriais, são criadas em padrões que curvam a onda acústica, direcionando-a para um ponto único.

Em seguida, a onda acústica é reorientada para formar um feixe que pode ser mais largo ou mais estreito, dependendo da direção de deslocamento.

Esquema do modificador de abertura sônico, formado por pinos de aço incorporados em uma matriz de epóxi. [Imagem: Sz-Chin Steven Lin et al./JAPL]

O dispositivo - tecnicamente um modificador de abertura acústico - foi construído com cristais fonônicos com índice de refração variável, um nome pomposo para uma matriz de pinos de aço incorporados em epóxi, segundo um padrão cuidadosamente calculado.

Os obstáculos - os pinos de aço - diminuem a velocidade da onda acústica, fazendo-a compor feixes curvos.

Terapias ultra-sônicas

Segundo Sz-Chin Steven Lin, idealizador do novo dispositivo, embora outros tipos de metamateriais acústicos também possam concentrar ou desfocar um feixe acústico, o novo aparelho possui a vantagem de ser pequeno e ter uma elevada conservação de energia.

Hoje, cientistas e médicos precisam de vários transdutores de tamanhos diferentes para produzir ondas acústicas com aberturas diferentes.

É algo parecido a ter que trocar as lentes de uma câmera para mudar a abertura da lente.

Com este novo metamaterial acústico, a abertura desejada poderá ser facilmente obtida apenas alterando o modificador de abertura acústico ligado ao transdutor.

O dispositivo também deverá permitir o desenvolvimento de novas terapias ultra-sônicas de alta intensidade mais precisas e mais eficientes.

Essa técnica não-invasiva de calor pode ser usada no combate a uma variedade de cânceres e doenças neurológicas.

Bibliografia:

Design of acoustic beam aperture modifier using gradient-index phononic crystals

Sz-Chin Steven Lin, Bernhard R. Tittmann, Tony Jun Huang

The Journal of Applied Physics

Vol.: 111 (12): 123510

DOI: 10.1063/1.4729803

Inovação tecnólogica.

Brasileiros desenvolvem queima de cerâmica em forno de micro-ondas!!!

Brasileiros desenvolvem queima de cerâmica em forno de micro-ondas

Ao ouvir falar de uma cerâmica, a maioria das pessoas logo se lembra de uma indústria com jeitão pré-industrial, com uma enorme chaminé.

Pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) estão trabalhando para mudar essa paisagem.

Cerâmica em micro-ondas

Ruth Kiminami e seus colegas querem levar para as cerâmicas uma tecnologia já bem conhecida das donas de casa: o forno de micro-ondas.

As pesquisas mostram que a monoqueima de porcelanas esmaltadas neste tipo de forno apresenta perfeita adesão do esmalte, densidade aparente e resistência mecânica igual às obtidas pelo processo convencional.

E não se trata apenas de igualar a tecnologia secular: há um enorme ganho de tempo e energia.

O método convencional, chamado bi queima, utiliza mais tempo e energia porque depende da queima do corpo cerâmico sem esmalte, numa primeira fase, e de uma nova queima, depois que o material passa por um processo de esmaltação.

Com esse procedimento em fases o processo de produção leva no mínimo 18 horas.

No forno de micro-ondas a queima da cerâmica é feita em apenas 24 minutos.

Porcelanas

A pesquisadora acredita que o avanço e a disseminação da técnica de queima cerâmica em forno de micro-ondas podem ter enorme impacto em uma indústria caracterizada por pequenas e médias empresas.

A adoção da monoqueima em micro-ondas seria um processo inovador para a produção de cerâmicas, sobretudo para a produção de porcelanas.

Inovação tecnológica. 

Tinta inteligente monitora rachaduras em prédios e pontes!!!

A aplicação da tinta inteligente do Dr. Mohamed Saafi equivale a colocar sensores em toda a superfície da estrutura a ser monitorada.[Imagem: University of Strathclyde]

Tinta que detecta rachaduras

Acidentes como o que aconteceu recentemente no Rio de Janeiro, com a queda repentina de três prédios, poderiam ser evitadas com um monitoramento adequado.

Para isso vêm sendo desenvolvidos sensores e redes de sensores, capazes de avisar o surgimento da menor fissura na estrutura de qualquer construção, sejam edifícios, pontes ou mesmo ruas e estradas.

Microssensor perpétuo captura sua própria energia

Mas o professor Mohamed Saafi, da Universidade de Glasgow, na Escócia, inventou agora uma solução ainda melhor e mais barata: uma tinta capaz de detectar rachaduras.

Segundo ele, sua tinta pode detectar fissuras microscópicas, o que permite que ela seja usada, além de nos edifícios e nas pontes, em turbinas de vento, grandes estruturas metálicas e no interior de minas, para prever riscos de desabamento.

"Não há limites para onde ela possa ser usada, porque seu baixo custo lhe dá uma vantagem significativa em relação as opções atuais," diz o pesquisador.

Tinta inteligente

A tinta é fabricada a partir de um subproduto da queima do carvão, conhecido como cinza volante, que é acrescida com nanotubos de carbono perfeitamente alinhados.

Uma vez aplicada, ela substitui os sensores eletrônicos na detecção das microfissuras, com a grande vantagem de que a aplicação da tinta equivale a instalar sensores sobre toda a estrutura.

A menor rachadura na estrutura de nanotubos que se forma depois que a tinta seca altera a condutância do material, o que pode ser lido por meio de eletrodos simples - que podem ser dispostos em vários pontos ao longo da estrutura.

"A tecnologia atual é limitada porque monitora áreas específicas de uma estrutura a cada momento. Já a nossa 'tinta inteligente' cobre toda a estrutura, o que é particularmente útil para maximizar a prevenção de danos graves," diz o pesquisador.

Rede de alerta

Mas a emissão dos sinais de alerta continua exigindo uma rede de comunicação sem fios, com a vantagem de que seu baixíssimo consumo de energia pode ser suprido por nanogeradores ou por outro sistema de colheita de energia, dispensando as baterias.

O protótipo foi testado no monitoramento das pás e da base de concreto de uma turbina de vento.

Saafi calcula que sua tinta inteligente custe apenas 1% dos sensores exigidos pelas redes de monitoramento atuais.

Inovação tecnológica!!!

Átomos agem à distância durante reações de oxidação!!!

Usando simulações de computador e experimentos de laboratório, os cientistas descobriram que o comportamento de um átomo na superfície do aglomerado pode ser afetado por um átomo ainda distante. [Imagem: William Casey/UC Davis]

Tecnologias verdes

Cientistas estão propondo uma maneira totalmente nova de pensar sobre as reações químicas.

Mais especificamente, sobre as reações químicas entre a água e óxidos metálicos, os minerais mais comuns na Terra.

O novo paradigma pode não apenas mudar, mas melhorar a compreensão de fenômenos hoje tidos como bem-compreendidos, como a oxidação e a corrosão de metais, ou como minerais tóxicos permeiam as rochas e o solo para contaminar as águas subterrâneas.

A nova teoria também pode ajudar no desenvolvimento das tecnologias "verdes" do futuro, como novos tipos de baterias, ou catalisadores para a separação da água para produzir hidrogênio como combustível.

Mudança global

"Esta é uma mudança global na forma como se deve ver estes processos," explica William Casey, da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, que chegou a uma nova compreensão das reações de oxidação juntamente com seu colega James Rustad.

Até agora, ao estudar as interações da água com aglomerados de óxidos metálicos, os cientistas tentavam analisar átomos individuais, para avaliar a sua reatividade.

Mas "nada disso realmente fazia sentido", diz Rustad, desafiando os livros-texto.

Usando simulações de computador desenvolvidas por Rustad, e comparando as animações resultantes com experimentos de laboratório feitos por Casey, os dois descobriram que o comportamento de um átomo na superfície do aglomerado pode ser afetado por um átomo ainda distante.

Ação à distância

Os físicos já se acostumaram com a ação fantasmagórica à distância de partículas sob a ação do entrelaçamento quântico.

Mas aqui o fenômeno parece ser totalmente novo.

Em vez de se mover ao longo de uma sequência de formas de transição, como se assume, os óxidos metálicos interagem com a água passando por vários "estados meta-estáveis" - intermediários de curta duração, afirmam os dois cientistas.

Por exemplo, em uma das animações, uma molécula de água se aproxima de um átomo de oxigênio na superfície de um aglomerado de moléculas de um metal.

O oxigênio repentinamente se afasta de seu átomo vizinho, ligando-o ao meio do aglomerado, e salta para a molécula de água.

Então a estrutura entra em colapso, voltando à sua formação original, ejetando um átomo de oxigênio e incorporando o novo.

"A medição da troca de oxigênio por essas estruturas sugere uma nova visão do relacionamento entre a estrutura e a reatividade na interface óxido/solução," afirmam os cientistas.

Bibliografia:

Metastable structures and isotope exchange reactions in polyoxometalate ions provide a molecular view of oxide dissolution

James R. Rustad, William H. Casey

Nature Materials

10 January 2012

Vol.: Published online

DOI: 10.1038/nmat3203

Inovação tecnológica!!!

Filme transparente feito com soro de leite protege alimentos!!!

Filmes plásticos feitos à base de soro de leite protegem os alimentos contra deterioração. E, ao contrário dos filmes à base de petróleo, são sustentáveis.[Imagem: Fraunhofer-Gesellschaft]

Soro de leite

Os filmes plásticos usados para embalar e cobrir alimentos são feitos de polímeros petroquímicos, ou seja, são plásticos à base de petróleo.

Agora, pesquisadores alemães criaram uma alternativa que é mais barata, mais ambientalmente amigável e, segundo eles, totalmente sustentável.

Trata-se de um filme plástico transparente feito com soro do leite, um subproduto da fabricação de queijos e outros produtos lácteos.

Filmes para alimentos

Embora finos e transparentes, os filmes usados para proteger os alimentos são materiais multicamadas, cada uma com uma função específica.

Uma das mais importantes, responsável por minimizar a quantidade de oxigênio que chega até o produto - minimizando assim o risco de oxidação - é feita com o copolímero etileno vinil álcool, mais conhecido pela sigla EVOH, um material caro, produzido a partir do petróleo.

Markus Schmid e seus colegas do Instituto Fraunhofer substituíram as moléculas de EVOH por proteínas retiradas do soro do leite.

"Nós desenvolvemos uma formulação da proteína do soro de leite que pode ser usada como matéria-prima o filme de proteção. E nós também desenvolvemos um processo economicamente viável para fabricar filmes multifuncionais em escala industrial," diz Schmid.

Alimento protege alimento

Mas como é que o soro de leite, um material biológico e, portanto, sujeito à degradação, assim como qualquer outro produto alimentício, pode se transformar em uma barreira de proteção dos alimentos contra a deterioração?

O engenheiro não responde com todas as letras, mas explica que as proteínas do soro de leite foram purificadas e misturadas com aditivos, igualmente proteínas de origem biológica, até resultar em um material capaz de formar um filme.

"Todos esses aditivos são substâncias aprovadas [para contato com alimentos]," garante ele, acrescentando que o material está em processo de patenteamento.

O processo como um todo gera estruturas multicamadas com as funções de barreira de proteção à passagem de oxigênio - todas flexíveis e transparentes, exatamente como os filmes disponíveis no comércio hoje.

Segundo os pesquisadores, o processo está pronto para ir ao mercado, "exigindo modificações mínimas nas plantas das indústrias que se interessem em usar o novo processo."

Inovação tecnológica!!!

Escudo acústico cria área de absoluto silêncio!!!

As ondas sonoras circulam ao redor de um "centro do silêncio", que se torna imune ao ruído externo.[Imagem: KIT]

Proteção acústica

O rápido progresso no campo dos metamateriais levou não apenas à criação de mantos da invisibilidade, mas também de camuflagens acústicas, sistemas de "invisibilidade aquática" para submarinos e até proteções contra tsunamis.

Isto foi possível porque o conceito inicialmente estudado em relação às ondas de luz foi aplicado em outros tipos de ondas, como as ondas sonoras e as ondas do mar.

Agora, cientistas alemães confirmaram que a técnica dos mantos de invisibilidade também é aplicável a ondas elásticas, ou ondas mecânicas, como as emitidas pelas cordas de um violão ou a membrana de um tambor.

Mas, em vez de fazer um escudo acústico, eles criaram uma região virtualmente imune aos sons - uma região à prova de som.

Círculo do silêncio

É uma espécie de "cone do silêncio", um aparato à prova de som imortalizado no antigo seriado Agente 86 - com a diferença de que a nova técnica funciona de fato, apenas criando uma área de silêncio que é circular.

Isto foi feito com um material artificial composto de dois polímeros, um macio e outro rígido, ambos montados sobre uma placa de 1 milímetro de espessura.

Os dois polímeros foram misturados de forma precisa, em diferentes proporções, para criar 16 metamateriais diferentes. Esses metamateriais foram então dispostos sobre a placa em 20 anéis concêntricos.

"A chave para controlar as ondas é influenciar de forma específica sua velocidade local como uma função da direção de propagação da onda," disse o Dr. Nicolas Stenger, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe.

Uma possibilidade aventada pelo pesquisador, mas ainda não demonstrada neste trabalho, é que, combinando-se camuflagens ópticas com a nova camuflagem acústica, pode ser possível criar uma região que não apenas não poderá ser vista, como também nada do que for dito lá poderá ser ouvido de fora.

Local de paz e quietude

A placa vibra a cerca de 100 Hz, bem na faixa audível pelo ser humano.

Contudo, a estrutura do metamaterial guia as ondas sonoras ao longo da área circular coberta pelos metamateriais, de tal forma que as vibrações - as ondas sonoras - não podem nem sair e nem entrar nessa área.

Ou seja, os cientistas criaram uma pequena área de absoluta paz e silêncio, imune a qualquer ruído, sobretudo os vindos de fora.

Ao contrário dos sistemas de proteção acústica, as ondas sonoras não são nem absorvidas e nem refletidas.

"É como se não houvesse nada lá, nenhum som, talvez um local de paz e quietude nessa época de Natal," disse o professor Martin Wegener, coautor da pesquisa.

Bibliografia:

Experiments on elastic cloaking in thin plates

Nicolas Stenger, Manfred Wilhelm, Martin Wegener

Physical Review Letters

December 2011

Vol.: Accepted Paper

Inovação tecnológica!!!

Insetos inspiram criação de nova classe de compósitos!!!

Réplica de uma asa de inseto, construída com o novo material sintético, chamado shrilk, que é resistente como uma liga de alumínio, mas com apenas metade do peso.[Imagem: Harvard University]

Material biomimético

Cientistas conseguiram reproduzir artificialmente a resistência e a versatilidade de uma das substâncias mais extraordinárias da natureza: a carapaça dos insetos.

A asa vista na figura ao lado não é uma asa real de inseto, mas uma asa artificial, já inteiramente feita com o novo material sintético.

O material biomimético foi criado por Javier Fernandez e Donald Ingber, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

Os dois pesquisadores afirmam que seu novo material, que é biocompatível e biodegradável, tem o potencial para substituir os plásticos em materiais de consumo e em equipamentos médicos.

Propriedades variam com a função

A chamada cutícula dos insetos, que é encontrada em seus rígidos exoesqueletos, consegue o feito de oferecer proteção sem adicionar peso ao animal, o que poderia, por exemplo, impedir que um gafanhoto voasse ou saltasse a grandes distâncias.

Na verdade, o material varia suas propriedades de acordo com a função: ele é flexível para acompanhar o movimento dos músculos e das asas, rígido ao longo dos segmentos do corpo do animal e elástico próximo às suas juntas.

A cutícula é um material compósito natural, formado por camadas de quitina - um polímero polissacarídeo - e proteínas, dispostas em uma estrutura laminar. É a interação química e mecânica entre esses materiais que gera as incríveis propriedades da cutícula.

Detalhe microscópico e esquema ilustrativo do novo material compósito biomimético. [Imagem: Advanced Materials]

Carapaça de camarão e seda de aranha

Os cientistas sintetizaram o material usando quitina, extraída da carapaça de camarões, e a proteína fibroína, extraída da seda das aranhas.

Foi por conta dessa origem que eles batizaram o material de shrilk, uma junção de shrimp (camarão) e silk (seda).

O compósito shrilk tem a resistência e a dureza de uma liga de alumínio, mas com apenas metade do peso, e pode ser fabricada fina o suficiente para se tornar transparente.

Segundo os pesquisadores, o material é também facilmente moldável em formatos complexos, incluindo tubos, e pode ser fabricado a custo baixo, uma vez que as matérias-primas são largamente disponíveis - a casca de camarão é um rejeito que é jogado fora.

Variando o conteúdo de água no processo de fabricação, os dois pesquisadores conseguiram reproduzir as largas variações nas propriedades do material, da elasticidade à rigidez completa.

Bibliografia:

Unexpected Strength and Toughness in Chitosan-Fibroin Laminates Inspired by Insect Cuticle

Javier G. Fernandez, Donald E. Ingber

Advanced Materials

13 DEC 2011

Vol.: Article first published online

DOI: 10.1002/adma.201104051

Inovação Tecnológica!!!

Ossos artificiais são feitos em impressora 3D!!!

Cientistas usaram uma impressora 3D para fabricar materiais similares aos ossos, que poderão ser usados em implantes ortopédicos e dentários.[Imagem: WSU]

Ossos impressos

As técnicas de impressão 3D estão iniciando uma espécie de "Quarta Revolução Industrial".

Essa técnica, que começou como um método de prototipagem rápida, e que agora já é chamada de fabricação aditiva, já permitiu a fabricação desde aviões e carros até vasos sanguíneos artificiais.

Por isso, não deveria causar surpresa que uma equipe da Universidade do Estado de Washington, nos Estados Unidos, tenha agora construído "ossos" usando uma impressora jato-de-tinta modificada.

Não é exatamente um osso, mas o material se parece com um osso e tem quase todas as características mecânicas de um osso humano.

Depois de impresso, o material é colocado em uma cultura de células ósseas, transformando-se então em um verdadeiro osso artificial.

Implantes e suportes

A equipe da Dra. Susmita Bose afirma que os ossos artificiais impressos poderão ser usados em procedimentos ortopédicos e implantes dentários, mas também para carregar medicamentos para tratar a osteoporose.

Colocado junto a um osso natural - sem o tratamento com a cultura de células ósseas -, o novo material funciona como um suporte para que o osso biológico cresça e supere deficiências naturais ou fraturas.

Ao final do processo, o "material ósseo" impresso se dissolve, sem deixar vestígios.

Já o osso artificial, enriquecido com as células biológicas, é basicamente composto por fosfato de cálcio. Mas a adição de silício e zinco mais do que dobrou a resistência natural desse material, abrindo a possibilidade de seu uso também para implantes médicos.

Impressora de ossos

Por enquanto o material só foi testado em ratos e coelhos, mas a Dra. Bose afirma que, dentro de poucos anos, os médicos poderão encomendar implantes de tecidos ósseos, em qualquer formato e tamanho.

Como se trata de um processo de baixo custo, os próprios hospitais poderão ter suas "impressoras de ossos".

A impressora asperge o material em pó, dispondo-o em camadas de 20 micrômetros, de forma a criar uma estrutura porosa.

Depois de uma semana mergulhado em uma solução com células ósseas humanas imaturas, o suporte impresso é preenchido com uma rede de novas células ósseas, permitindo seu implante direto.

Recicladorum.blogspot.com

Cientistas constroem a espuma perfeita!!!

A espuma de Weaire-Phelan é a espuma perfeita, agora construída na prática pela primeira vez.[Imagem: Ruggero Gabbrielli]

Espuma perfeita

Físicos irlandeses conseguiram um feito há longo tempo perseguido pela ciência: eles construíram a espuma perfeita.

Uma espuma perfeita é aquela que tem a configuração de menor energia de seus poros.

Essa configuração é um meio-termo perfeito entre a área superficial dos poros - essencialmente poliedros - e a estabilidade das faces desses poros interconectados.

Para se ter uma ideia da dificuldade de se encontrar esse equilíbrio perfeito entre área e estabilidade, o famoso Lord Kelvin pensou ter achado a solução em 1887 - octaedros truncados, com oito faces hexagonais e seis faces quadradas, todas elas ligeiramente curvas.

 Uma das estruturas da espuma de Weaire-Phelan.. [Imagem: Kenneth Brakke]

Espuma de Weaire-Phelan

Só em 1994, Denis Weaire e seu colega Robert Phelan, ambos do Trinity College, em Dublin, demonstraram que a espuma perfeita de Kelvin não era assim tão perfeita - na verdade, nunca fora demonstrado matematicamente que ela fosse perfeita.

Weaire e Phelan calcularam matematicamente que uma espuma com uma estrutura de oito poliedros, seis com 14 faces, e dois com 12, todas as faces hexágonos ou pentágonos imperfeitos, também ligeiramente curvas, teria uma área de superfície 0,3% menor do que a espuma de Kelvin.

Mas só agora, 17 anos depois, outro cientista conseguiu demonstrar que essa espuma perfeita pode ser feita na prática.

As paredes do Estádio Olímpico de Natação de Pequim foram inspiradas na espuma perfeita de Weaire-Phelan. [Imagem: Philip Ball/Nature]

Fabricação da espuma perfeita

As paredes do Estádio Olímpico de Natação de Pequim foram inspiradas na espuma perfeita de Weaire-Phelan. [Imagem: Philip Ball/Nature]

Fabricação da espuma perfeita

Ruggero Gabbrielli, da Universidade de Trento, na Itália, descobriu que o segredo para a fabricação da espuma perfeita de Weaire-Phelan está no recipiente onde ela será construída.

Esses experimentos normalmente são feitos em vasilhames normais, com paredes planas. Mas o desenho complexo, e as faces curvas dos poliedros, não se encaixam bem em uma forma de bolo retangular.

Todos eles se juntaram então e, com ajuda do matemático Kenneth Brakke, da Universidade da Pensilvânia, construíram o recipiente adequado para que a espuma perfeita se encaixasse.

Pronta a forma, foi só adicionar as bolhas de sabão para que seis camadas de cerca de 1.500 bolhas se ordenassem naturalmente de acordo com a estrutura da espuma perfeita de Weaire-Phelan.

A estrutura pode não parecer muito estranha: na verdade, os arquitetos do Estádio Olímpico de Natação de Pequim haviam construído essa espuma perfeita - ou pelo menos sua face externa - manualmente, célula por célula, usando plástico e rejunte.

Bibliografia:

Scientists make the 'perfect' foam

Philip Ball

Nature

28 November 2011

DOI: 10.1038/nature.2011.9504

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Inovação tecnólogica!!!

Novo plástico híbrido é rígido e maleável sob calor!!!

O novo polímero híbrido possui a estabilidade dos termorrígidos, mas pode ser repetidamente reprocessado, bastando para isso aquecê-lo. [Imagem: CNRS/ESPCI/Cyril FRESILLON]

Termoplásticos e termorrígidos

Pesquisadores franceses criaram um polímero que é extremamente estável e durável.

Mas, ao contrário dos muitos outros plásticos que também têm essas características, ele pode ser aquecido e ter seu formato alterado.

Os polímeros sintéticos - comumente conhecidos como plásticos - podem ser divididos em dois grandes grupos: os termoplásticos e os termorrígidos.

Os plásticos termorrígidos são processados em forma líquida e então curados - por luz ou quimicamente - no interior de um molde, gerando uma peça rígida com um formato definitivo.

Eles têm maior estabilidade, especialmente em altas temperaturas, e têm muitas aplicações importantes, principalmente na indústria elétrica e aeronáutica.

Rígido, mas maleável

Agora, Damien Montarnal e seus colegas do instituto CNRS criaram um polímero híbrido: ele possui a estabilidade dos termorrígidos, mas pode ser repetidamente reprocessado, bastando para isso aquecê-lo.

Isso abre a possibilidade de reciclagem desses materiais, uma vez que o novo polímero reprocessado mantém as mesmas propriedades mecânicas do polímero original.

Ao contrário dos géis poliméricos, que amolecem quando aquecidos, o novo polímero permanece praticamente sólido.

No entanto, em temperaturas elevadas, algumas das suas ligações químicas são quebradas, de modo que o polímero pode ser moldado e reformatado - as ligações se reconectam quando o material é resfriado.

Os cientistas afirmam que este novo material poderá encontrar aplicações nas indústrias de automóveis e aviões, na construção civil, na eletrônica, ou até mesmo na produção de equipamentos esportivos.

Bibliografia:

Silica-Like Malleable Materials from Permanent Organic Networks

Damien Montarnal, Mathieu Capelot, François Tournilhac, Ludwik Leibler

Science

18 November 2011

Vol.: 334 no. 6058 pp. 965-968

DOI: 10.1126/science.1212648

Inovação tecnólogica!!!

Aço superforte surpreende indústria e cientistas!!!

O novo super-aço permite que a indústria automobilística construa chassis, carrocerias e monoblocos 30% mais leves sem qualquer perda de segurança para os carros.[Imagem: Bainite Steel]

Melhor que titânio

Um empreendedor norte-americano surpreendeu a indústria e a comunidade científica ao inventar um novo tratamento térmico que cria um aço superforte em poucos segundos.

O novo tratamento térmico deixa o aço mais forte do que as ligas de titânio usadas pela indústria - e em menos de 10 segundos.

Além de ser mais forte do que qualquer aço conhecido, o novo processo resulta em um aço com maior capacidade de absorção de choques.

Maturidade questionada

O processo básico de tratamento térmico do aço mudou muito pouco na era moderna. Isso explica porque tão poucos pesquisadores se dedicam ao assunto hoje: ninguém acreditaria ser possível um incremento tão grande.

Um grupo de engenheiros da Universidade de Ohio, está agora trabalhando juntamente com Gary Cola, o inventor do super-aço, para entender o aparente "milagre".

"O aço é o que podemos chamar de uma tecnologia 'madura'. Nós gostamos de pensar que já sabemos tudo a respeito dele," afirmou o professor Suresh Babu, que está tentando desvendar o mistério.

"Se alguém inventa uma forma de tornar o mais forte dos aços ainda mais forte um mínimo que seja, isso já seria um grande feito. Mas [o que foi obtido por Gary] é astronômico," estranha Babu.

Carros mais leves

Embora varie de uma indústria para outra, o tratamento térmico do aço é feito aquecendo-o a cerca de 900 graus Celsius e depois deixando-o esfriar por algumas horas.

Gary Cola elevou a temperatura do aço comum até 1.100 graus Celsius, e depois esfriou-o rapidamente em água - tudo em cerca de 10 segundos.

O pesquisador confessa que não acreditou no inventor: "Esse processo não deveria funcionar. Eu não acreditei nele," afirma.

O novo aço pode ser laminado e estirado 30% mais do que os aços martensíticos tradicionais e ainda preservar suas qualidades superiores.

Isto significa que o novo super-aço pode permitir que a indústria automobilística construa chassis, carrocerias e monoblocos 30% mais leves sem qualquer perda de segurança para os carros.

Martensita, austenita, bainita e carbetos

Uma análise preliminar mostrou que, além da martensita, o aço possui uma microestrutura chamada bainita, salpicada de compostos ricos em carbono, chamados carbetos.

Nos tratamentos térmicos tradicionais, mais lentos, as microestruturas iniciais do aço sempre se dissolvem em uma fase homogênea, chamada austenítica. Mas um choque rápido de temperatura normalmente transforma toda a austenita em martensita.

"Nós acreditamos que, como o processo é tão rápido, os carbetos não têm chance de se dissolver completamente no interior da austenita, permanecendo no aço e formando essa microestrutura única contendo bainita, martensita e carbetos," propõe Babu.

Bibliografia:

Development of rapid heating and cooling (flash processing) process to produce advanced high strength steel microstructures

Lolla, T., Cola, G., Narayanan, B., Alexandrov, B., Babu, S. S.

Materials Science and Technology

Vol.: 27, Number 5, pp. 863-875(13)

DOI: 10.1179/174328409X433813

Inovação tewcnólogica!!!

Material mais leve do mundo: metal com 99,99% de ar!!!

A estrutura metálica é feita de vigas ocas, tão leve que não consegue amassar um delicado dente-de-leão. [Imagem: Dan Little/HRL Laboratories]

Fumaça metálica

Cientistas conseguiram o que parecia impossível.

Eles construíram uma espuma metálica que é ainda menos densa do que o aerogel, a até agora substância sólida mais leve do mundo.

Já existem aerogéis de silício, de nanotubos de carbono e até de diamante.

Sua densidade é tão baixa que ele é comumente chamado de "fumaça sólida".

Mas Tobias Schaedler e seus colegas dos Laboratórios HRL, nos Estados Unidos, construíram seu aerogel usando metais.

Ou seja, eles construíram uma "fumaça metálica sólida".

Material mais leve do mundo

A agora nova estrutura mais leve do mundo foi construída com uma liga de níquel e, ainda assim, pesa menos do que uma pena.

Com 0,9 miligrama por centímetro cúbico, ela é 10% menos densa do que o menos denso dos aerogéis.

"A estrutura é tão delicada que ela consiste em 99,99% de ar," afirma Schedler.

Outro resultado surpreendente é que esse aerogel metálico mantém a rigidez, resistência, capacidade de absorção de energia e condutividade da liga metálica maciça.

E tudo isto com a vantagem de não ser quebradiço como a liga original: ele pode ser comprimido a até 50% do seu volume e retornar ao seu estado original sem perda de suas características.

Rede de tubos ocos

Já existem espumas metálicas de diversos tipos, além dos emergentes materiais celulares, mas todos são feitos com arquiteturas aleatórias, além de apresentarem uma relação direta entre a densidade e a resistência.

A nova técnica de fabricação começa com um fotopolímero líquido - uma molécula que altera suas propriedades quando exposta à luz - que é exposto à luz ultravioleta através de uma máscara.

Quando o material curado é retirado, produz-se uma rede tridimensional, que é então recoberta com uma fina película da liga de níquel-fósforo.

O último passo é dissolver o fotopolímero, deixando a estrutura metálica de vigas ocas que compõe o aerogel metálico.

Aplicações dos aerogéis

Os aerogéis têm inúmeras aplicações, tendo sido usados na sonda espacial StarDust para capturar partículas da cauda de um cometa, para remover metais pesada da água contaminada e até para revestir oleodutos.

Os pesquisadores afirmam que o isolamento térmico, a eliminação de vibrações acústicas e a absorção de choques estão entre outras possibilidades de uso.

Como o novo aerogel é metálico, ele tem ainda a possibilidade de ajudar no desenvolvimento de eletrodos mais leves para baterias e catalisadores mais eficientes.

Bibliografia:

Ultralight Metallic Microlattices

T. A. Schaedler, A. J. Jacobsen, A. Torrents, A. E. Sorensen, J. Lian, J. R. Greer, L. Valdevit, W. B. Carter

Science

18 November 2011

Vol.: 334 pp 962-965

DOI: 10.1126/science.1211649

Inovação tecnólogica!!!

NASA desenvolve material super-negro!!!

Uma seção da cobertura do material foi retirada para que se possa visualizar o alinhamento vertical dos nanotubos de carbono. A cor cinza é falsa - caso contrário, tudo o que se veria seria um belo retângulo escuro.[Imagem: Stephanie Getty, NASA Goddard]

Absorvedor de radiação

Engenheiros da NASA criaram um novo material capaz de absorver mais de 99% da luz que o atinge.

Embora já existam materiais artificiais capazes de absorver até 99,9% da luz visível, este novo material absorve não apenas a luz visível, mas também a ultravioleta, a infravermelha e a infravermelha distante.

O material é resultado da deposição de nanotubos de carbono sobre uma pastilha de silício.

Quando a luz atinge o material, ela é aprisionada pelos pequenos nanotubos. Usando nanotubos de paredes múltiplas - com várias camadas de carbono - os cientistas conseguiram que vários comprimentos de onda fossem aprisionados.

"Os testes de reflectância mostraram que nossa equipe aumentou em 50 vezes a capacidade de absorção do material," disse John Hagopian, coordenador do grupo.

Aplicações em astronomia e meio ambiente

Os testes também revelaram que o novo material super absorvente terá grande utilidade em aplicações espaciais, sobretudo nos sensores de telescópios que precisem observar a luz vinda do espaço em vários comprimentos de onda.

Ele poderá ser usado, por exemplo, para eliminar brilhos indesejados, capturando a luz de fundo para evitar que ela reflita e interfira com a luz que os cientistas estejam tentando medir.

Esta alta capacidade de absorção permitirá a observação de objetos tão distantes no universo que os astrônomos não conseguem vê-los em luz visível, ou aqueles em áreas de alto contraste, incluindo planetas orbitando outras estrelas.

Hagopian afirma que haverá usos também aqui na Terra, em estudos sobre os oceanos ou a atmosfera. Mais de 90% da luz que chega aos instrumentos de monitoramento ambiental vem da atmosfera, poluindo o fraco sinal em que os cientistas estão interessados.

Como o material não reflete virtualmente nenhuma luz, ele parece totalmente escuro não apenas aos olhos humanos, mas também a vários sensores usados em astronomia e em outras aplicações.

Inovação tecnológica!!!

Brasileiros criam solvente universal, que dissolve quase qualquer coisa!!!

O solvente universal está pronto para ser aplicado e ter sua tecnologia transferida a empresas que desejem produzir e comercializar o produto em larga escala.[Imagem: Sara Grunbaum/UFMG]

Universol

Pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) descobriram e depositaram pedido de patente de um composto que dissolve praticamente qualquer material orgânico ou inorgânico.

O agente resolve um problema antigo ao ser capaz de dissolver sem alterar a composição química da substância.

A dissolução é um passo essencial para a análise de amostras, usada para avaliações de controle de qualidade ou da presença de componentes inorgânicos ou orgânicos, tóxicos ou não.

Os autores da descoberta são os professores Claudio Luis Donnici e José Bento Borba da Silva, do Departamento de Química da UFMG.

A substância, registrada com a marca Universol, está pronta para ser aplicada e ter sua tecnologia transferida a empresas que desejem produzir e comercializar o produto em larga escala.

Solvente universal

Segundo Donnici, o Universol é útil, por exemplo, para mostrar se um cosmético ou um alimento contém metal pesado, ou se a casca de uma árvore a ser utilizada para produzir um medicamento está contaminada com metais ou substâncias tóxicas.

"Ele também dissolve rapidamente carnes, unha, cabelo, pele, sementes, cereais ou qualquer outra matéria orgânica", comenta o professor.

Segundo Donnici, o composto é um agente solubilizante simples, eficiente e reprodutível, que dissolve praticamente qualquer tipo de amostra em um tempo que varia de um a 30 minutos. "Por isso pode ser considerado um agente solubilizante praticamente universal".

Outra vantagem do solvente é promover a solubilização à temperatura ambiente e, em quase todos os casos, sem necessidade de uso de métodos adicionais, como ultrassom e micro-ondas.

"Apesar do seu enorme poder solubilizante, o Universol é um reagente seguro, que pode ser manipulado sem complicações em qualquer laboratório e com a utilização de frascos de vidro ou de plástico (tipo eppendorf) comuns", informa.

Solubilização rápida

Claudio Donnici ressalta que outros agentes conhecidos de solubilização demoram cerca de 12 horas para dissolver, por exemplo, amostras de unhas ou de fios de cabelo, enquanto o Universol realiza essa solubilização em cerca de 30 minutos.

"Com o desenvolvimento desse método, mais simples e adequado para preparação de amostras, evitam-se dissoluções ácidas, extrações e outras dificuldades para o uso de técnicas espectrométricas de análise química, tornando-o mais viável para análises de grande quantidade de qualquer tipo de amostras para avaliação da sua composição química, especialmente quanto aos componentes inorgânicos", explica.

A equipe realizou testes com diversos materiais e demonstrou a eficácia do agente em alimentos, desde bebidas a cereais a sementes; em qualquer tecido animal ou vegetal; amostras minerais e inorgânicas ou biológicas, a exemplo de cogumelos, insetos e microrganismos, bem como em resíduos biológicos e materiais petroquímicos da área de cosméticos, o que possibilitou a realização de testes cromatográficos e espectrométricos, para análises das mais diversas.

"O grande trabalho foi mostrar o escopo e a confiabilidade da técnica para os mais variados tipos de amostra", informa Donnici.

Simplicidade impressionante

Donnici conta que os estudos foram patrocinados por um programa da Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (Fapemig), cujo objetivo era consolidar estudos ambientais avançados.

"A intenção era estabelecer novas tecnologias científicas e computacionais para omonitoramento ambiental e análise de poluentes. Dentre as várias descobertas realizadas nesses anos de pesquisas, destacamos o desenvolvimento do Universol", comenta.

"O problema preliminar de análise química orgânica ou inorgânica dos mais diversos materiais é obter a total dissolução das amostras, com a formação de soluções homogêneas, de modo a não alterar sua composição química", esclarece.

Donnici revela que a equipe ficou impressionada com o que descobriu, uma vez que a composição é relativamente simples e barata, "de alta eficiência e rapidez e de escopo e aplicabilidade enormes".

Com informações da UFMG 
Inovação tecnólogica
charles lopes o reciclador!!!