Óculos de Sol instantâneos

Uma reacção química que muda a transparência quase instantaneamente

Um grupo de investigadores da Universidade Aoyama Gakuin do Japão desenvolveu um material que muda quase instantaneamente de azul claro a azul escuro quando se expõe à luz ultravioleta (UVA), e vice-versa. Este novo material fotocrómico poderia ser útil tanto no armazenamento óptico de dados, como em óculos de Sol.

O engenheiro químico Jiro Abe e os seus colegas estudaram desde há mais de uma década as propriedades dos materiais fotocrómicos em relação à sua sensibilidade luminosa, especialmente os derivados de um composto denominado hexaarylbi imidazole (HABI). No seu estado natural, HABI é incolor, mas quando a luz ultravioleta parte uma das uniões na molécula, produz-se uma versão azul escura da mesma. O problema até agora é que a transformação demorava bastantes segundos até ser completa, pelo que a única aplicação comercial era a produção de óculos de sol que se escurecem lentamente.

A través de simulações e experiências de laboratório, tentando a adição de diferentes substâncias, acabaram por encontrar uma, o ciclofano, que ao acrescenta-lo ao HABI faz que o processo se desenvolva completamente em perto de 30 milissegundos. E ainda, ao retirar a fonte de luz ultravioleta, reverte à mesma velocidade, ficando quase instantaneamente incolor outra vez. Para além disto, tal como publicaram no Journal of the American Chemical Society, o complexo é tão estável que podem ser repetidas milhares de vezes estas reacções sem que haja mudanças de funcionamento apreciáveis.

Sé é acrescentado a outros materiais, como plexiglas por exemplo, a versão modificada de HABI permitiria fazer óculos de Sol que ficassem escuros instantaneamente com a luz do Sol, e ficassem transparentes novamente com a mesma velocidade ao entrar numa casa. 

Outra possibilidade  para as propriedades de HABI, mesmo que menos evidente para já, é dar vida a uma nova geração de suportes ópticos (dispositivos de armazenagem de dados), na que a cor acesa / apagada poderia substituir à actual capacidade magnética de activação / desactivação dos interruptores. 

Vamos ver o que o futuro nos traz, mas podemos ir pensando na inclusão nele dos óculos de Sol e de não Sol, e inclusive o dos discos de computador ou sticks USB de cores… por dentro.

Mais informação em Science.

Amortecedores que produzem electricidade

Amortecedor com reaproveitamento energético

Uma equipa de estudantes do MIT inventou um amortecedor que aproveita a energia dos solavancos e protuberâncias das estradas, gerando electricidade ao mesmo tempo que desempenha, com maior eficácia do que os amortecedores convencionais, a sua função de suavizar as sacudidelas do percurso.

O projecto surgiu a partir de uma investigação sobre as perdas energéticas dos veículos.

Começaram por alugar automóveis de vários modelos, equipando com sensores diversas partes dos veículos, para calcular o potencial de energia aproveitável, e andaram com os mesmos levando com eles um computador portátil para registrar os dados dos sensores. As provas realizadas demonstraram-lhes que é desperdiçada uma quantidade significativa de energia na travagem, e também nos sistemas convencionais de suspensão, particularmente nos veículos pesados. Como alguns automóveis híbridos recuperam já parte da energia da travagem, a equipa decidiu concentrar-se na suspensão.

Quando compreenderam as possibilidades, dedicaram-se a construir um protótipo do sistema para redireccionar a energia desperdiçada. O seu protótipo de amortecedor utiliza um sistema hidráulico que conduz um fluido através duma turbina ligada a um gerador. O mecanismo é controlado por um sistema electrónico activo que optimiza o amortecimento, proporcionando assim um andamento mais suave que o que se obtém com os amortecedores convencionais, e ainda gerando ao mesmo tempo electricidade para recarregar as baterias ou para fazer funcionar o equipamento eléctrico.

Até ao momento, nas suas provas, a equipa do projecto já descobriu que num camião pesado com 6 amortecedores, poderia gerar numa estrada normal energia suficiente para, em alguns casos, alimentar acessórios tais como as unidades de refrigeração de camiões de transportes refrigerados.

Shakeel Avadhany e os sus colaboradores, que apresentaram o ano passado um pedido de patente para este sistema, dizem que podem conseguir uma melhora de até um 10 por cento no consumo de combustível dos veículos, com a utilização dos seus amortecedores regeneradores, no modelo definitivo, que deverá estar pronto durante este verão.

Esperam encontrar os primeiros clientes entre as empresas que operam com grandes parques de veículos pesados, e de facto encontram-se agora realizando provas com veículos Humvee (os grandes todoterrenos do exército dos Estados Unidos), uma vez que a empresa que os faz mostrou-se muito interessada.

Só falta dizer que, se a estimativa para uma estrada normal na circulam estes investigadores é de 10% de poupança de combustível, nas nossas estradas, com os buracos e o mau estado geral que padecemos, quanto íamos poupar?

Aqui podem ver ou descarregar em formato PDF a revista do MIT que publicou este artigo, em inglês.

Sexto sentido: Vestir um computador

Pattie Maes, professora do MIT, apresenta o "Sexto sentido"

Novo conceito de computação, nunca visto até agora. A professora Pattie Maes, do MIT,  apresentou recentemente o "Sexto Sentido", um computador que se pode levar vestido, e um sistema de computação fora de tudo o visto até agora. Podem apreciar no vídeo a seguir:

Noticia lida em TechBuzz

Células solares imprimíveis, flexíveis e baratas

Impressão de células solares em polímeros

Estão-se a desenvolver novas células solares, plásticas, imprimíveis, flexíveis e baratas, fabricadas em rolos. Pretende-se que estas células se possam imprimir sobre polímeros, de maneira semelhante à impressão de notas.

Neste momento há uma empresa, Securency International, especializada na impressão de dinheiro, que está a desenvolver provas de impressão com estas células solares.

A ideia é produzi-las em massa, fazendo-as mais baratas, e depois instala-las em telhados de edifícios e outras superfícies amplas.

Ainda se está a desenvolver esta tecnologia (o projecto encontra-se agora a meio do caminho, aproximadamente), mas as perspectivas são muito boas, e espera-se que se possam instalar painéis impressos em telhados, experimentalmente, num curto espaço de tempo. De facto, as provas de impressão já começaram, 6 meses antes da previsão.

Este projecto está a ser desenvolvido por um consórcio, VICOSC, no que se juntam universidades e industria, havendo investigadores da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), da universidade de Melbourne, da universidade de Monash, e das empresas Securency, BP Solar, Bluescope Steel e Merck.

Este tipo de união, sempre desejável, vem a reforçar a indicação de que a indústria o considera viável, e não uma hipótese remota.

Se o desenvolvimento for o previsto, esta investigação poderia levar à industria Australiana a liderar nos componentes electrónicos imprimíveis, uma tecnologia à que se prevê um brilhante futuro.

Ver mais em Scitech News. 

Criam um material que se repara sozinho

Entre estas duas fotografías a única diferença é meia hora de luz ultravioleta: O material repara-se sozinho

Realmente, a ciência não deixa de nos surpreender: No futuro pode acontecer que para reparar a tinta do seu carro a única coisa precisa seja um raio de sol.

Publicou-se recentemente na revista Science um estudo que explica a fabricação de um novo material que, através de reacções químicas provocadas pela luz ultravioleta, pode regenerar-se, ou seja, se o material gretado ou rasgado fica exposto à luz solar, arranja-se sozinho, ficando como novo. 

O segredo do material, afirmam os investigadores na revista Science, está em que utiliza moléculas feitas de chitosan, uma substância natural que se deriva de conchas e cascas de crustáceos como os camarões, e utilizado comercialmente em muitas dietas de emagrecimento.

Quando acontece uma rasgadura ou ruptura no material, que é um poliuretano, a luz ultravioleta pode produzir uma reacção química que repara o dano.

Os poliuretanos utilizam-se habitualmente em produtos muito variados, desde móveis até fatos de banho, mas até agora não se tinha conseguido melhorar a sua susceptibilidade ao dano mecânico.

Estes investigadores, pertencentes à Universidade do Sul de Mississippi, conseguiram desenhar moléculas capazes de unir oxetano (moléculas com forma de anel) com chitosan, acrescentando estas moléculas depois a uma mistura normal de poliuretano.

As gretas e os riscos na camada de poliuretano desta mistura podem partir os anéis de oxetano, deixando radicais da molécula livres para reagir quimicamente.

Com a luz ultravioleta que proporciona o Sol, as moléculas de chitosan dividem-se em duas, unindo os radicais reactivos do oxetano.

Estes materiais são capazes de reparar-se a si próprios em menos de uma hora, afirmou o professor Marek Urban, director da escola de polímeros e materiais de elevado rendimento da universidade, um dos autores do estudo. E podem ser utilizados em muitas aplicações de revestimento, por exemplo nas indústrias de transporte, embalagens, moda e biomedicina, acrescentou.

Entre os produtos que poderiam beneficiar-se com isto, dizem os peritos, estão por exemplo a tinta dos carros, telas adesivas para uso médico e fatos especiais para desporto.

Um verniz para cobrir os carros poderia reparar-se a si próprio enquanto o veículo é conduzido sob o Sol, dizem os autores, solucionando os riscos e arranhões enquanto damos uma voltinha.

Descobriram novos materiais de vidro metálico

Uma equipa de científicos do Instituto Tecnológico da Califórnia (Caltech) criou um novo género materiais compostos estruturais de vidro metálico, baseados no titânio, mais ligeiros e baratos do que os que eles próprios tinham criado previamente, e que no entanto mantêm a sua dureza e maleabilidade, o que faz com que possam deformar-se sem quebrar-se.
No início de 2008, o mesmo grupo de Caltech deu a conhecer novas estratégias para criar ligas que tivessem uma dureza e resistência superiores às de qualquer outro material viável conhecido.
Ainda assim, existiam pontos fracos nas ligas apresentadas nesse estudo. Como foram criadas para utilizar-se na indústria aeroespacial, entre algumas outras aplicações estruturais, precisavam ter densidades muito baixas, para pesar o menos possível. Idealmente deveriam obter ligas com densidades semelhantes às das ligas cristalinas de titânio, qualquer coisa como entre 4,5 e 5 gramas por centímetro cúbico (g/cc). As ligas originais, elaboradas maioritariamente de zircónio, tinham entre 5,6 e 6,4 g/cc, o que vinha a ser um sério problema para a sua utilização em estruturas aeroespaciais.
Então Douglas Hofmann, William Johnson e os seus colegas começaram a experimentar com pequenas mudanças nos componentes dos seus materiais compostos, conseguindo finalmente um grupo de ligas com uma alta percentagem de titânio, mas que mantinham as propriedades das ligas de zircónio antes criadas.
Mesmo baseando-se no titânio, estas ligas exibem as mesmas propriedades impressionantes do que as ligas originais de zircónio. Continuam a ser duras (ou seja, não gretam com facilidade) e continuam a ser maleáveis. Na realidade, são inclusive mais maleáveis do que as ligas que a equipa criou previamente.

Esta nova composição também deu como resultado uma redução no custo, porque o zircónio é um metal mais caro do que o titânio.

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