Algoritmo encontra 300 cristais para armazenar metano!!!

Estas são algumas das mais promissoras dentre as estruturas metal-orgânicas "idealizadas" pelo programa de simulação.[Imagem: Northwestern University]

Estruturas metal-orgânicas

Um novo algoritmo gera automaticamente estruturas de cristais, e testa essas estruturas virtuais para ver se elas cumprem uma função determinada.

No primeiro uso do sistema, os cientistas estavam procurando cristais porosos capazes de armazenar metano, o mesmo sistema que se pretende utilizar para armazenar hidrogênio em tanques sólidos.

O programa gerou milhões de estruturas cristalinas, selecionando 300 com potencial para atender ao objetivo dos pesquisadores.

Em uma demonstração clara da importância crescente das simulações computadorizadas para a ciência e para a tecnologia, os pesquisadores então puderam sintetizar apenas aquelas estruturas que eram mais promissoras para o armazenamento do gás.

São as chamadas estruturas metal-orgânicas, ou MOFs (Metal-Organic Frameworks), também conhecidas como "cristais esponja", graças aos seus poros em nanoescala, nos quais é possível armazenar gases que normalmente são difíceis de confinar e transportar.

Construção virtual

"Agora que a nossa compreensão da síntese dos materiais está se aproximando do ponto onde nós somos capazes de fabricar quase qualquer material, a questão que se coloca é: quais materiais nós devemos sintetizar," explica o Dr. Randall Snurr, da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos.

A resposta está nos simuladores computadorizados, softwares especiais que, partindo de parâmetros definidos, eventualmente dos chamados "primeiros princípios", "constroem" esses materiais virtualmente.

No caso da sintetização das estruturas metal-orgânicas, os cientistas partiram de uma biblioteca de 102 componentes químicos básicos que formam estruturas capazes de armazenar o gás.

Depois de 72 horas rodando em um supercomputador, o programa já havia armazenado 137.000 MOFs que valeria a pena olhar. Com tantos candidatos, os cientistas puderam então aumentar seu nível de exigências sobre o material, o que gerou 300 candidatos promissores.

A etapa muito mais difícil e demorada, a da sintetização propriamente dita, pode então se concentrar nos materiais realmente promissores.

Cristais esponja

Os cristais esponja não são interessantes apenas para o armazenamento de gás, mas também para levar medicamentos a pontos precisos do organismo, capturar poluentes antes que eles sejam lançados na atmosfera ou servir como sensores e como catalisadores.

Mas saber qual MOF serve para o que é algo virtualmente impossível de descobrir na base da tentativa e erro.

"Atualmente os pesquisadores criam novos materiais com base no que eles imaginam que a estrutura atômica deva se parecer," conta Christopher Wilmer, o projetista do novo software. "O algoritmo acelera enormemente esse processo."

Bibliografia:

Large-scale screening of hypothetical metal-organic frameworks

Christopher E. Wilmer, Michael Leaf, Chang Yeon Lee, Omar K. Farha, Brad G. Hauser, Joseph T. Hupp, Randall Q. Snurr

Nature Chemistry

Vol.: Published online

DOI: 10.1038/nchem.1192

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!!!

Plástico descartado é usado para fabricação de biocompósitos!!!

Além das sacolas plásticas, a técnica utiliza os filmes plásticos, usados para embalar alimentos, e as embalagens plásticas flexíveis, como as utilizadas para biscoitos. [Imagem: Cibele Rosa Oliveira]

Biocompósito

Enquanto cientistas e ambientalistas procuram se entender sobre as sacolas plásticas, pesquisadores da USP criaram uma nova técnica para reaproveitá-las.

Cibele Rosa Oliveira e Adilson Gonçalves misturaram os plásticos descartados no lixo doméstico com bagaço de cana, produzindo um biocompósito que pode ser usado em divisórias, mobiliários ou em painéis automotivos.

Um biocompósito é um material híbrido, que mescla componentes naturais e sintéticos. A porção natural garante uma melhor degradação do material quando este retorna à natureza.

Plásticos de uso doméstico

Além das sacolas plásticas, a técnica utiliza os filmes plásticos, usados para embalar alimentos, e as embalagens plásticas flexíveis, como as utilizadas para biscoitos.

"Decidimos misturar esse plástico com fibras naturais, especialmente bagaço de cana, para obter biocompósitos, que têm uma boa resistência mecânica e são mais biodegradáveis que painéis plásticos convencionais, uma vez que possuem as fibras naturais", conta Adilson.

Ele afirma que as folhas plásticas, embalagens de biscoitos e sacolas plásticas não são recolhidas pelos catadores:

"Ele corresponde de 5% a 6% da massa do resíduo sólido municipal e causa impactos negativos nos aterros, pois não é degradável e impermeabiliza o solo onde o lixo for depositado."

Interesse comercial

Agora que demonstraram a viabilidade técnica do processo, os pesquisadores pretendem partir para uma etapa piloto, com a coleta do resíduo em maior escala e a construção de painéis grandes, para testes reais de aplicação.

Para isso, afirmam, será necessário que alguma empresa se interesse pela tecnologia, com vistas a levá-la ao mercado.

Inovação tecnológica!!!

Machos de ave da Oceania criam 'avenida do amor' para atrair fêmeas!!!

Espécie do grupo 'Ptilonorhynchidae' usa gravetos e 'gesso' para seduzir.

Pesquisa sobre o comportamento foi divulgada na revista 'Science'.

'Avenida' construída por aves da Oceania para atrair

fêmeas. (Foto: L. A. Kelley / Science / Divulgação)

Machos de uma espécie de ave da Oceania (Chlamydera nuchalis) usam ilusões de óptica para chamar a atenção das fêmeas para reprodução, segundo um estudo feito por dois pesquisadores australianos.

O trabalho foi divulgado na revista "Science" desta semana.

Pássaros dessa espécie reúnem ossos, conchas, pedras e outros objetos cinzentos para formar uma massa. Durante horas, os machos ficam "decorando" uma espécie de avenida para que as fêmeas possam ficar atraídas. Essa alameda é cercada nos dois lados por muros de gravetos.

O macho se preocupa em deixar pedaços de gesso maiores afastados do centro da avenida, onde ficam os muros. Fragmentos menores são colocados na parte mais central, que está rodeada de gravetos.

O arranjo que a espécie da Oceania cria na avenida faz as fêmeas acreditarem que toda a superfície decorada com gesso tem pedaços de tamanhos iguais. Ao se aproximar da “avenida”, as aves se deparam com objetos brilhantes que o macho deposita no local como pedaços de frutas.

Ao estudar como esse efeito afeta a reprodução dos pássaros australianos, Kelley e Endler notaram que as fêmeas da espécie tendiam a escolher mais os machos que produziam as melhores ilusões ópticas nas “avenidas do amor”.

A dupla ainda não crava uma explicação para o fenômeno, mas sugerem que o aspecto uniforme da avenida de gesso possa ajudar a destacar mais os objetos brilhantes usados como atrativos para captar a atenção das aves fêmeas.

Não existe um nome popular para este grupo de aves em português (no inglês, "bowerbird"). Há pesquisadores brasileiros que utilizam o termo "pássaro-jardineiro", pela proximidade com o nome popular desses animais em italiano e francês.

Na nomenclatura científica, a família dos bowerbirds recebe o nome de Ptilonorhynchidae e é composta por até oito gêneros, entre eles o Chlamydera.

Na visão da fêmea, pedras próximas parecem ser iguais às distantes.(Foto:L. A. Kelley/Science/Divulgação)

G1natureza!!!

Vídeo: tempestade solar de fim de ano!!!

O Sol fechou 2011 com uma grande atividade, e uma espaçonave da NASA conseguiu capturar o evento.

A nave Observatório de Dinâmicas Solares (SDO) gravou a estrela com suas dúzias de tempestades, durante um período de 36 horas, entre 29 e 30 de dezembro. O incrível vídeo, gravado em intensas luzes ultravioletas, mostra grandes quantidades de plasma e flashes de radiação saindo da superfície solar.

“Forças magnéticas estavam se debatendo violentamente entre si, criando uma atividade frenética”, afirmam os pesquisadores do SDO. “Ao analisarmos uma imagem a cada dois minutos, o nível de detalhes que conseguimos observar é incrível”.

A recente conturbação não produziu nenhuma tempestade gigantesca. A mais poderosa desse momento, por exemplo, foi qualificada como “M”, uma categoria mediana no sistema de classificação dos cientistas (“C” são as fracas e “X” as mais fortes).

Um lampejo de nível médio é visível como um flash de luz branca, na metade do vídeo. Em seguida há uma ejeção de massa coronal (EMC) – uma nuvem gigante de plasma solar que pode viajar no espaço a cinco milhões de quilômetros por hora.

EMCs que atingem a Terra podem provocar problemas, como interrupções temporárias em sinais de GPS, comunicações e estações de energia. Mas as do fim do ano não parecem ter causado nada sério.

Não é estranho que o Sol tenha terminado o ano desse modo, já que 2011 foi um ano muito ativo.

Após permanecer estranhamente quieta entre 2005 e 2010, a estrela voltou à vida no ano passado, liberando muitas EMCs. Em 14 de fevereiro, por exemplo, o Sol liberou uma nuvem de nível 2.2X, a mais intensa em quatro anos. Em 9 de agosto, a estrela liberou uma de magnitude 6.9X. No total, foram oito tempestades de nível X em 2011.

Muitos especialistas esperam que a atividade vá continuar durante este ano. O Sol tem ciclos de 11 anos, e os cientistas acreditam que o pico dessa atividade será em 2013.

Hypescience!!!