Todo mundo sabe (ou deveria saber) que já está passando da hora dos combustíveis não renováveis deixarem de ser uma das fontes de energia mais usadas no mundo. Espera-se que um dos substitutos seja um combustível proveniente de energia solar, mas que não usa painéis solares.

Quem apresentou a pesquisa foi um estudo publicado recentemente. Nele, os pesquisadores da Uppsala University, na Suécia, descrevem como desenvolveram um combustível neutro em carbono a partir de energia solar, dióxido de carbono e água. Para isso, eles saram microrganismos modificados capazes de produzir álcool butanol por meio dos “ingredientes” citados.

Os microrganismos utilizados são as cianobactérias. A técnica de modificação genética desses seres avança conforme o progresso da tecnologia e eles são cada vez mais usados para produzir uma variedade de substâncias.

As cianobactérias microscópicas são um dos organismos fotossintéticos mais eficientes que existem na Terra. O que os pesquisadores fizeram foi alterar geneticamente para otimizar a capacidade de capturar a energia solar e o dióxido de carbono do ar, programando-a para produzir o combustível renovável.

Os pesquisadores mostraram que não só é possível produzir butanol por meio das cianobactérias, da luz solar, de água e do dióxido de carbono como também provaram que a produção em larga escala é viável. Na prática, o butanol pode ser usado tanto como combustível para veículos como para a fabricação de borracha para os pneus.

Nos dois casos de aplicação do butanol, é feita a substituição de um produto proveniente de recursos não renováveis por outro neutro em carbono e criado a partir de elementos simples e disponíveis em grande quantidade. Ainda, as empresas podem incorporar a produção do butanol ao seu processo produtivo e, consequentemente, reduzir as emissões de gases do efeito estufa.

De modo geral, o estudo abre uma grande porta para mostrar que combustíveis neutros em carbono provenientes da energia solar são viáveis. A pesquisa realizada na Uppsala University é parte do projeto EU Photofuel. O artigo completo pode ser encontrado no site da revista Energy & Environmental Science.

Fontes: TechXplore.

Larissa Fereguetti

Cientista e Engenheira de Saúde Pública, com mestrado, também doutorado em Modelagem Matemática e Computacional; com conhecimento em Sistemas Complexos, Redes e Epidemiologia; fascinada por tecnologia.

Crossfit, corrida, zumba, ciclismo, spinning, funcional, musculação… É bem provável que nunca houve tanta opção para quem quer ser “fitness”. Porém, ao mesmo tempo, nunca houve tanta tecnologia voltada para quem quer praticar qualquer tipo de atividade física. As novidades variam de aplicativos e gadgets até roupas com ultratecnologia e calçados de alta performance.

+ Um resumo da história dos calçados

Estilo, conforto, durabilidade e funcionalidade. Tudo isso precisa ser levado em conta na hora de criar um calçado. Se pensarmos na história da criação desses acessórios, somos redirecionados à necessidade básica de proteção dos pés (seja do frio ou das pedras no caminho). Temos, então, o couro como um dos primeiros materiais usados na produção de calçados.

Pulando muitos anos de dominância do couro e de diferentes modelos de calçado, paramos em 1839. Nesse ano, o processo de vulcanização da borracha – que confere ao material algumas propriedades e que permite sua utilização na indústria – foi proposto por Charles Goodyear e permitiu que o primeiro sapato esportivo fosse desenvolvido em 1900.

A borracha foi essencial para amortecer a pisada, mas não era durável o suficiente para conquistar um grande espaço no mercado. Então, o uso do couro continuou prevalecendo. Só em 1925 que os irmãos Dassler fundaram uma empresa de fabricação de tênis esportivos e mudaram um pouco o padrão. Até mesmo Jesse Owens usou um calçado Dassler em algumas corridas. Uma curiosidade é que, quando os irmãos separaram a sociedade, cada um fundou sua própria empresa (que hoje são a Adidas e a Puma).

Enquanto isso, outras grandes fabricantes de calçados esportivos também foram surgindo. O nylon, desenvolvido durante a Segunda Guerra Mundial, contribuiu para tornar os calçados mais leves. Em 1960 já existiam os primeiros tênis ortopédicos. O objetivo era, com a popularização da corrida, desenvolver produtos que diminuíssem as lesões dos esportistas.

Em 1990, vários calçados voltados para a prática de esportes foram vendidos, mas não necessariamente para esportistas. A verdade é que esses sapatos ofereciam o conforto que a população buscava para atividades do cotidiano, como caminhar até o trabalho. A prática permanece até hoje, afinal, seja para praticar esportes ou ir para a aula, conforto é fundamental.

+ A tecnologia e a Engenharia de um calçado de alta performance

Atualmente, a tecnologia investida nos calçados é cada vez maior, com o objetivo de proporcionar uma experiência e também um desempenho melhor para o usuário. Por exemplo, há tênis que rastreiam a distância percorrida, que possuem sensores de temperatura, calorias queimadas e até mesmo materiais que neutralizam o odor (também conhecido como chulé). Há, inclusive, calçados que mudam de cor para você combinar com a roupa que está usando (e não é o verde/rosa do tênis que cada um vê uma cor diferente que está bombando na internet). Ele conta até com um aplicativo para ajudar.

A mudança, dos últimos anos para cá, é que você não vai até uma loja de calçados comprar algo simplesmente bonito, confortável ou que protege os pés. O que o vendedor vai te oferecer é mais que um produto, é uma experiência, algo que vai te proporcionar uma série de benefícios, mesmo que você só tenha ido buscar um tênis qualquer para usar no inverno e manter os pés aquecidos.

No caso dos calçados de alta performance, que são o foco deste texto, há mais Engenharia envolvida do que imaginamos quando vamos comprar, calçar um tênis para qualquer prática esportiva ou até mesmo para usar no cotidiano.

Pressão, atrito, força de impacto, peso e outros termos bonitos que nós já estamos familiarizados são considerados no processo de criação. Os princípios biomecânicos, robótica, desenho 3D, as forças que atuam no processo e vários outros princípios da mecânica e conceitos da Engenharia são levados em conta. Por exemplo, é medida a força de reação sob o pé durante uma corrida (que pode chegar a até duas a três vezes o peso do corpo). Claro que também é preciso considerar os materiais que serão usados (termoplásticos, sistemas de poliuretano, elastômeros termoplásticos, etc.).

Para desenvolver um produto, os designers de calçado consideram a anatomia e o movimento do pé. Para isso, usam câmeras de vídeo e computadores, simulando o efeito de diferentes superfícies no impacto e a posição do pé no momento. Cada detalhe da análise do movimento é minimamente avaliado com alta tecnologia. É por isso que você consegue encontrar tênis para diferentes locais, como correr na rua, fazer trilha, etc.

Ainda, é preciso ressaltar que, para planejar, os designers e engenheiros precisam considerar um humano padrão. É aí que reside um grande problema, visto que nós, humanos, somos bem diferentes. As diferenças anatômicas são gritantes entre homens e mulheres, mas também variam dentro desses dois grupos maiores. Há mais baixos e mais altos, há diferença entre pés, entre pernas, quadris, etc.

Mesmo que um calçado possa ser produzido para uma ampla faixa de pessoas, uma leve diferença pode resultar em uma lesão. É por isso que é preciso saber escolher o calçado certo tanto para a sua anatomia quanto para a finalidade (corrida, ciclismo, etc.). Comprar um calçado de alta performance que não é ideal para você é fazer um investimento perdido.

+ A produção de um calçado de alta performance

Basicamente, o processo de produção em larga escala da maior parte dos calçados é feita por meio de moldes. As três partes principais são sola, entressola e parte superior. Cada uma delas é composta de um material com diferentes propriedades.

Porém, produzir um calçado de alta performance é uma história um pouco diferente. A New Balance, por exemplo, possui um centro laboratorial nos Estados Unidos chamado Sport Research Lab, o qual é voltado para criação de inovações. Lá é onde vários pesquisadores realizam estudos de biomecânica, testes com atletas e mais.

Para desenvolver um calçado running, a New Balance usa um software avançado de mapeamento. Uma das máquinas responsável pelo scanner do pé é chamada Arkimedes.

Ainda, algumas lojas da New Balance no Canadá oferecem o Stride I.D., um scanner dos pés que permite encontrar o calçado ideal para você. Para isso, é utilizado um sistema baseado em aprendizado de máquinas e visão computacional. Confira como ele funciona no vídeo abaixo:

Referências: USC; Forbes; Madehow; Geek.

Eduardo Mikail

Engenheiro Civil e empresário. Fundador da Mikail Engenharia, e do portal Engenharia360.com, um dos pioneiros e o maior site de engenharia independente no Brasil. É formado também em Administração com especialização em Marketing pela ESPM. Acredita que o conhecimento é a maior riqueza do ser humano.

Hoje em dia, quando o assunto é fone de ouvido normalmente focamos em olhar o design e a compatibilidade. Porém, olhando como engenheiro, como eu deveria escolher meu produto?

Impedância

Em um fone de ouvido, a impedância serve para melhorar a definição do som. Ela pode ser definida como aquela resistência que tem em todos os equipamentos eletrônicos. Porém, o objetivo dela é eliminar os ruídos internos do equipamento. Portanto quando maior a impedância, mais livre de ruídos será o fone de ouvido.

Um exemplo de fones para uso profissional, é o fone de ouvido da marca Koss, modelo Porta Pro. Este normalmente é usado por DJs, e possui impedância de 60 Ohms.

Por outro lado o fone de ouvido JBL T450BT possui impedância de 32 Ohms, e tem uma qualidade excelente, principalmente para quem não é profissional.

Sensibilidade

A sensibilidade nos diz até onde o volume do som vai chegar. É uma característica medida em dB SPL/W (Níveis de pressão sonora por Watt). Por isto, quanto maior esta característica, maior o volume do som.

Os fones de ouvido da KZ ED12 chegam a 120 dB SPL/W, enquanto os da marca Skullcandy chegam a 94 dB.

Resposta em Frequência

Por incrível que pareça, esta é a informação que menos influencia no quesito qualidade de um fone de ouvido.

O porque disto é simples, o ouvido humano é capaz de escutar sons de 20Hz a 20KHz, mas dificilmente os sons alcançarão esta amplitude. Por isto, comprar um fone de ouvido com uma amplitude menor não significa que você comprou um modelo de qualidade inferior.

Porém, quanto maior a resposta em frequência, melhor vai ser a percepção do fone de ouvido com relação a certos tipos de som.

No Brasil existem modelos com a amplitude de 20Hz a 20KHz, são eles: JBL Duet BT, Knup Kp-350, e o Razer Adero.

Fiquei devendo falar sobre as características do fone da apple ou da beats. Acontece que o fabricante não disponibiliza as informações técnicas de nenhum destes produtos. Sabemos que a qualidade é boa apenas porque já utilizamos, sem nenhuma informação técnica por trás.

Devemos ponderar que a escolha do fone adequado depende de qual vai ser o seu uso. Um músico vai olhar de forma mais assídua a estas características, e um hobbista pode não ter condições de investir na melhor das qualidades técnicas. Porém, ainda assim, possuir um produto que o atende perfeitamente.

Referências:

TechTudo, Koss, JBL

Leia também: A Importância do Mindset de crescimento na engenharia

Beatriz Zanut Barros

Engenheira de Energia; formada pela Universidade Presbiteriana Mackenzie; com Mestrado em Energia Renovável pela Universitat Politècnica de Catalunya, em Barcelona; profissional no setor de armazenamento de energia com vasta experiência em expansão de sistemas de transmissão e análise de mercado de energia em países latino-americanos.

Você já deve saber (e nós já falamos bastante sobre isso aqui no Engenharia 360) que a programação é quase o “idioma” do futuro, principalmente na Engenharia. No entanto, há tantas linguagens diferentes que é normal ficar um pouco perdido. Para te ajudar, fizemos uma listinha com as melhores linguagens de programação para engenheiros(as). Confira!

Linguagens de programação para engenheiros(as)

1| Python

Nós já falamos sobre o Python e como ela pode ser útil na Engenharia. A verdade é que Python faz de tudo um pouco: desde o simples Hello World até análises de dados profundas, estatísticas, banco de dados e redes. Isso sem falar na parte gráfica.

Além disso, Python é intuitiva, fácil de aprender e de alto nível (com instruções mais humanas). Python também é uma linguagem adequada para quem não entende nada de programação e quer começar a aprender.

2| Java

O Java pode parecer um bicho de sete cabeças para algumas pessoas que não tiveram contato. Porém, é impossível negar que ele está por trás de muita coisa e que saber programar nesta linguagem é uma verdadeira carta na manga. Tanto que ele deveria estar no mesmo nível do Python nesta lista (considere dois números um).

Java está no Android, no Windows, no Mac, no Linux, no Raspberry Pi e em muito mais locais. Além disso, é uma linguagem poderosa.

3| Matlab

Uma das coisas mais comuns que existem na programação é ouvir que Matlab é coisa de engenheiro(a). Não mentiu. Matlab, a linguagem e o software, são voltados para o cálculo numérico.

Matlab é uma linguagem e faz de tudo um pouco: gráficos, resolve equações e matrizes complexas, análise estatística, simulação de diferentes programas, etc. Além disso, têm várias bibliotecas que poupam tempo de ficar criando as ações que devem ser feitas. Ainda, é uma linguagem prática e favorita de muitos na Engenharia.

4| C++ e C

Old but gold, nós sabemos. Na verdade, C e C++ poderiam vir separados nesta lista. Porém, por praticidade, elas estão agrupadas. Isso acontece porque, apesar de serem linguagens bem diferentes, a sintaxe é bem parecida. Assim, uma vez que você aprende uma, só precisa entender a lógica da outra, sem se preocupar muito com a mudança da sintaxe.

Uma grande diferença entre elas (e talvez a maior) é que C++ é uma linguagem orientada a objetos (como Java). Por outro lado, o C é mais robusto, bem no estilo “faça você mesmo”/”reinvente a roda”, mas não deixa de ser poderosa. Às vezes, quando nenhuma das linguagens der conta do seu programa (seja por tempo de execução, eficiência e outros motivos), é ao C que você vai precisar recorrer. Então, não subestime o C.

5| Visual Basic .NET

Visual Basic é uma linguagem de programação estrutura criada pela Microsoft. É uma linguagem considerada versátil e fácil. Além disso, ela é muito usada em empresas de diversos setores, o que a torna uma linguagem importante para quem quer conquistar uma vaga no mercado de trabalho.

6| SQL

SQL significa Structure Query Language, uma linguagem muito usada para banco de dados. Só esse fato já indica porque ela é tão importante: na era do big data, saber consultar, inserir, atualizar, excluir dados e mais ações em um banco de dados é essencial.

Larissa Fereguetti

Cientista e Engenheira de Saúde Pública, com mestrado, também doutorado em Modelagem Matemática e Computacional; com conhecimento em Sistemas Complexos, Redes e Epidemiologia; fascinada por tecnologia.

Você já deve ter se deparado com algum lago contaminado por cianobactérias, capazes de formar um “tapete” verde. Esses organismos produzem compostos tóxicos, as cianotoxinas, que são um problema de saúde pública. A novidade que a gente traz aqui é um equipamento portátil de detecção de cianotoxinas em água, desenvolvido por um grupo de pesquisa em engenharia química e biomolecular da North Carolina State University.

Cianotoxinas:

Cianotoxinas são toxinas produzidas por um grupo de organismos chamados cianobactérias. Tratam-se de substâncias tóxicas ao ser humano, capazes de causar vários danos à saúde, desde problemas de pele a doenças hepáticas e neurológicas, que podem levar à morte.

Portanto, cianotoxinas constituem uma questão de saúde pública, sendo relevantes para engenheiros sanitaristas, civis, ambientais e químicos. Isso torna importante detectar e quantificar essas substâncias no ambiente, regulamentadas pela agência local.

No caso da Carolina do Norte, os padrões utilizados para a pesquisa foram os da EPA, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, e os da OMS, a Organização Mundial da Saúde.

A nova tecnologia foi capaz de detectar quatro tipos de cianotoxinas, dentro do critério da EPA para qualidade de água. A OMS, contudo, estabelece critérios ainda mais baixos, por questões de segurança, de modo que o equipamento ainda não conseguiu detectá-los. Deste modo, o dispositivo permite detectar cianotoxinas presentes em níveis comuns em águas recreacionais ou rios, por exemplo, mas não é adequado para avaliar a segurança de água de consumo.

O sistema de detecção:

O equipamento, sendo portátil, foi desenvolvido para ter uma interface simples, onde o usuário coloca uma gota da amostra de água sobre um chip desenvolvido pelo laboratório da North Carolina University e então esse chip deve ser inserido em um leitor. É o leitor que é conectado a um smartphone.

A tecnologia é capaz de detectar e mensurar moléculas orgânicas associadas às quatro cianotoxinas, fornecendo ao celular do usuário os níveis encontrados na amostra. O processo leva apenas 5 minutos, o que é extremamente útil para análises rápidas em campo.

Perspectivas futuras:

A princípio, o objetivo é baratear a tecnologia, tornando-a acessível a mais usuários, na medida em que o leitor custa aproximadamente 70 dólares para ser confeccionado, enquanto cada chip custa menos de um dólar. Não é um custo exorbitante, mas a escalabilidade da produção pode reduzi-lo ainda mais.

Outro objetivo é refinar o mecanismo de detecção, aumentando o intervalo detectável, o que permitiria avaliar amostras de água de consumo.

E aí? Você já teve contato com esse tipo de análise de cianotoxinas?

Fontex: Phys.org. Analytical Chemistry.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.

A gente já comentou um pouco sobre o grafeno por aqui. Mas você já imaginou que ele pudesse ser sintetizado a partir de casca de eucalipto?

O interesse sobre o grafeno:

O que o grafeno tem de especial é o fato de ser o material mais fino e resistente conhecido na atualidade. Também é flexível, transparente e conduz calor e eletricidade 10 vezes melhor que o cobre, o que a torna ideal para qualquer coisa, desde nanoeletrônica até melhores células de combustível.

As características do grafeno fazem dele um material transformador que pode ser usado no desenvolvimento de eletrônicos flexíveis, chips de computador mais potentes e melhores painéis solares, filtros de água e biossensores.

A síntese de grafeno:

A redução química é o método mais comum para sintetizar o óxido de grafeno, pois permite a produção de grafeno a baixo custo em grandes quantidades. Este método, no entanto, depende de agentes redutores perigosos para as pessoas e para o meio ambiente.

A nova abordagem apresentada por pesquisadores da RMIT University (Austrália) e do Instituto Nacional de Tecnologia, Warangal (Índia), realiza a síntese do grafeno por meio do extrato de casca de eucalipto.

O extrato de casca de eucalipto nunca tinha sido usado para sintetizar folhas de grafeno e o entusiasmo diante dessa descoberta é que, a síntese não só funciona, mas também constitui um método superior, tanto em termos de segurança quanto de custo geral.

A química “verde” desenvolvida na pesquisa evitou o uso de reagentes tóxicos, potencialmente abrindo a porta para a aplicação do grafeno não apenas para dispositivos eletrônicos, mas também para materiais biocompatíveis.

Resultados e perspectivas:

Em números, o pesquisador-chefe da RMIT, Suresh Bhargava, disse que o novo método poderia reduzir o custo de produção de US $ 100 por grama para um escalonamento de US $ 0,5 por grama.

Quando testado na aplicação de um supercapacitor, o grafeno “verde” produzido usando este método combinou as características de qualidade e desempenho do grafeno tradicionalmente produzido sem os reagentes tóxicos.

O grafeno é um material notável, com grande potencial em muitas aplicações, devido às suas propriedades químicas e físicas, e há uma demanda crescente por produção em larga escala econômica e ambientalmente amigável.

Fontes: ACS Publications. Phys.org.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.

Nos últimos anos, felizmente, vemos mais mulheres na tecnologia. Porém, o crescimento dessa porcentagem é lento e ainda há quem fique surpreso quando uma mulher afirma que sua profissão é em uma área erroneamente considerada “de meninos”. A Engenharia por si só é uma dessas profissões.

Não há como negar: em conferências de tecnologia, as mulheres são poucas. Os dados confirmam: apenas um quarto das palestrantes de conferências de tenologia nos últimos três anos foram mulheres. Ainda, três quartos das mulheres entrevistadas que participaram de algum painel nessas conferências relataram que já foram a única mulher a estar presente. Então, mesmo com tanto incentivo à diversidade e à inclusão porque que as mulheres ainda são minoria?

Mulheres na tecnologia: aonde elas estão?

Segunda uma pesquisa feita pela Honeypot, o principal país para mulheres em tecnologia é Portugal. No país, 36,56% dos graduados universitários em cursos de STEM (ciência, tecnologia, engenharia e matemática) são mulheres. Ainda é pouco, mas é maior que nos demais países.

A pesquisa foi realizada em 41 países (e o Brasil não está na lista dos pesquisados). Nos Estados Unidos, por exemplo, a porcentagem de mulheres graduadas em STEM chega 24,24%.

No quesito salário, mesmo as mulheres que estão atuando na área de tecnologia não ganham tão bem quanto os homens. Em Portugal, os homens ganham 11,1% a mais que as mulheres. Nos Estados Unidos, a porcentagem é de 11,86%. Em alguns países, os números podem chegar a 25%. Normalmente, as mulheres estão em posições “Junior” e tendem a permanecer ali.

Mesmo quando entram no campo da tecnologia, as mulheres são mais propensas a sair. Apesar de todo o incentivo, o ambiente ainda é hostil e a pressão é enorme. Afinal, elas sempre precisam ficar mostrando que podem e que são capazes de fazer o serviço tão bem quanto qualquer homem, o que é uma comparação ilógica. Isso também prova que, na mente da maioria das pessoas, o homem é o padrão e as mulheres tentam chegar lá. O certo, na verdade, seria colocar os dois em um mesmo patamar de igualdade.

O que as mulheres na tecnologia querem?

A resposta para essa pergunta é meio óbvia: igualdade. Igualdade não só salarial, como de oportunidades e no tratamento do cotidiano.

Uma mulher não pode ser tratada como alguém menos capaz ou alguém que tem que mostrar que consegue o tempo todo. Também é preciso quebrar os paradigmas arcaicos de que ter uma mulher como chefe afeta a masculinidade de um homem, de que as mulheres não dão conta ou de que cuidar do lar e ter um emprego são ações excludentes.

Enfrentar desde professores e colegas machistas na sala de aula durante a graduação até chefes preconceituosos ainda é, infelizmente, uma realidade na tecnologia e um dos grandes fatores que contribuem para que a mulher abandone a carreira em STEM. Para começar a mudar, é preciso não só que os homens mudem a visão da figura da mulher, como a própria mulher deve começar a compreender que é capaz.

Referências: Interesting Engineering; Honeypot.

Larissa Fereguetti

Cientista e Engenheira de Saúde Pública, com mestrado, também doutorado em Modelagem Matemática e Computacional; com conhecimento em Sistemas Complexos, Redes e Epidemiologia; fascinada por tecnologia.

Em 2017, foram realizadas melhorias significativas em uma classe de eletrólitos de bateria baseados em gás liquefeito. Essas inovações têm o potencial de revolucionar o mercado de baterias recarregáveis, permitindo a substituição do ânodo de grafite por um ânodo de metal de lítio. Essa mudança pode resultar em baterias mais leves e eficientes. Saiba mais no artigo a seguir, do Engenharia 360!

A demanda por substituição de ânodos de grafite

A busca por alternativas econômicas ao ânodo de grafite em baterias de íons de lítio é fundamental. Essa substituição poderia proporcionar um aumento de até 50% na densidade de energia, o que resulta em baterias capazes de armazenar uma carga maior. (Você já leu sobre as pesquisas em baterias de vidro com ânodos de nanosilício?)

Vantagens do ânodo de metal de lítio

A densidade de energia aumentada viria de uma combinação de fatores, incluindo a alta capacidade específica do anodo de lítio-metal, baixo potencial eletroquímico e peso leve (baixa densidade). Como resultado, a mudança para anodos de metal de lítio estenderia significativamente a gama de veículos elétricos e diminuiria o custo das baterias usadas para armazenamento em rede.

Desafios técnicos na implementação

Fazer esta migração na tecnologia vem com desafios técnicos. O principal obstáculo é que os anodos metálicos de lítio não são compatíveis com os eletrólitos convencionais. Dois problemas de longa data surgem quando esses anodos são pareados com eletrólitos convencionais: baixa eficiência de ciclagem e crescimento de dendritos. Então veio a abordagem dos eletrólitos de gás liquefeito.

A abordagem dos eletrólitos de gás liquefeito

Um dos aspectos de maior interesse nesses eletrólitos de gás liquefeito é que eles funcionam tanto à temperatura ambiente quanto a temperaturas extremamente baixas (-60°C). Esses eletrólitos são feitos de solventes de gás liquefeito, ou seja, gases que são liquefeitos sob pressões moderadas, que são muito mais resistentes ao congelamento do que os eletrólitos líquidos padrão.

Conhecimento avançado sobre eletrólitos de gás liquefeito

No artigo publicado neste ano, os pesquisadores da Universidade da California, em San Diego, relataram como, por meio de estudos experimentais e computacionais, eles melhoraram seu entendimento sobre algumas das deficiências da química dos eletrólitos de gás liquefeito. Com esse conhecimento, eles puderam adaptar seus eletrólitos de gás liquefeito para melhorar o desempenho em anodos de lítio-metal, ambos à temperatura ambiente e -60°C.

Os resultados dos experimentos foram impressionantes: a eficiência do ciclo do ânodo atingiu 99,6% para 500 ciclos de carga à temperatura ambiente. Isso representa um avanço significativo em relação à eficiência de ciclagem de 97,5% reportada em 2017, e uma melhoria em relação à eficiência de 85% observada em ânodos de metal de lítio com eletrólitos convencionais.

Para condições de -60°C, a eficiência de ciclagem do ânodo de lítio-metal foi de 98,4%, enquanto a maioria dos eletrólitos convencionais não opera abaixo de -20°C.

Demandas de pesquisa futura

Atualmente, existe um grande esforço de pesquisa dedicado a encontrar ou aprimorar eletrólitos compatíveis com ânodos de metal de lítio. O objetivo é garantir que esses eletrólitos sejam competitivos em termos de custo, segurança e faixa de temperatura de operação, visando uma revolução no setor de baterias.

Fonte: Joule; Phys.org.

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Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.

As plantas que brilham foram desenvolvidas em 2017 pelo MIT e uma ideia mais visionária é utilizá-las para a iluminação de alguns ambientes. E só para constar: isso não é um caso de modificação genética. As plantas são tratadas com nanopartículas que transformam a energia armazenada em luz. O mecanismo é como os vaga-lumes brilham.

De onde veio a ideia?

Para criar suas plantas brilhantes, a equipe do MIT, incluindo engenheiros, se voltou para a luciferase, a enzima que dá brilho aos vaga-lumes. A luciferase atua em uma molécula chamada luciferina, fazendo com que ela emita luz. Outra molécula chamada co-enzima A ajuda o processo ao remover um subproduto da reação que pode inibir a atividade da luciferase.

Como foi realizado o procedimento?

Em meio a toda essa biologia, o pessoal do MIT empacotou cada um desses três componentes em um tipo diferente de carreador de nanopartículas. As nanopartículas, todas feitas de materiais que a Food and Drug Administration dos EUA classifica como “geralmente consideradas seguras”, ajudam cada componente a chegar à parte certa da planta. Basicamente, foram utilizadas nanopartículas de sílica com cerca de 10 nanômetros de diâmetro e quitosana como transportador, um polímero natural. Dessa forma, os engenheiros tiveram um cuidado em evitar que os componentes atingissem concentrações que poderiam ser tóxicas para as plantas. (Além das questões éticas, a gente não quer uma planta acesa que esteja morta, não é? Do contrário, seria melhor uma luminária de mesa padrão.).

Para colocar as partículas nas folhas das plantas, os pesquisadores primeiro suspenderam as partículas em uma solução. As plantas foram imersas na solução e depois expostas à alta pressão, permitindo que as partículas entrassem nas folhas através de minúsculos poros chamados estômatos (aham, aqueles lá da fotossíntese). O efeito pode ser visualizado no vídeo abaixo:

Resultados até então:

Os esforços dos pesquisadores garantiram iluminação por até aproximadamente 4 horas. A luz gerada por uma muda de 10 centímetros de agrião é atualmente cerca de um milésimo da quantidade necessária para ler, mas os pesquisadores acreditam que podem aumentar a intensidade e duração da luz emitida por meio da otimização da concentração e taxas de liberação dos componentes.

E as perspectivas para as plantas que brilham?

À medida que a tecnologia das plantas emissoras de luz vem avançando, a equipe do MIT também está imaginando como as pessoas podem interagir com as plantas brilhantes como parte da vida cotidiana. Essa questão de transferência e incorporação de tecnologia é muito importante.

As possibilidades arquitetônicas dessas plantas emissoras de luz estarão expostas dentro de uma nova instalação, “Plant Properties, a Future Urban Development”, no Cooper Hewitt, do Smithsonian Design Museum, em Nova York, o que dará abertura para muitos insights. Já pensamos em fachadas autoiluminadas pelos próprios jardins, paredes verdes acesas, telhados verdes iluminados e iluminação interna em edificações.

A equipe continua trabalhando em novas maneiras de infundir as nanopartículas nas plantas, de modo que elas trabalhem durante a “vida útil” da planta, bem como experimentando em plantas maiores, como as árvores.

Mas para que as plantas prosperem, os arquitetos terão que desenvolver uma infraestrutura de construção que integre as plantas em um novo ecossistema interno de luz solar, água e descarte de resíduos. A gente, definitivamente, apoia essa ideia.

Fontes: Engineers Journal.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.

Você já deve ter ouvido falar sobre blockchain, uma espécie de “livro contábil” que está por trás das criptomoedas. Porém, o que você talvez não saiba é que o blockchain pode tornar a internet um lugar melhor.

A internet é quase uma terra sem lei, onde não há exatamente um controle ou uma autoridade central governando. Assim, é um lugar onde as pessoas podem expressar suas opiniões, interagir com os outros e mais.

Entretanto, nos últimos anos, a internet é dominada por um pequeno número de grandes empresas de tecnologia e, enquanto você acha que navega de graça, vários dados e informações sobre você são coletados. Isso ocorre todas as vezes que você faz login, curte fotos, entra em sites específicos, etc.

Consequentemente, a internet está se tornando em um sistema financeiro. O problema é que ele pode ser invasivo demais no que diz respeito a sua privacidade. Nesse sentido, o blockchain pode ser uma grande solução.

O que é blockchain?

No sistema blockchain são registradas transações e esses registros são espalhados por vários computadores, de modo que é difícil deletar ou falsificar as informações. O nome blockchain é porque o sistema é composto por uma cadeia de blocos. Cada bloco carrega um conjunto de transações e possui uma criptografia forte. Como é público, qualquer um pode visualizar as informações.

Quando o Bitcoin surgiu, em 2008, esse sistema ajudou a diminuir a influência das grandes corporações privadas. Agora, mais de dez anos depois, ainda não exploramos todo o potencial do blockchain. Confira como esse sistema pode ajudar a tornar a internet melhor.

Erradicação do ódio

O ódio nas redes sociais e na internet de modo geral é um problema sério. Quando você faz login, o site pode saber que é você, mas ele não sabe validar se o usuário é fake ou não. Qualquer um pode adotar qualquer nome ou identidade e usar a conta para disseminar o ódio.

Com o blockchain seria possível criar um certificado digital para cada cidadão e esses certificados poderiam ser colocados em blockchains para acesso público, criando-se também um registro protegido da identidade de cada usuários. Assim, as contas poderiam ser vinculadas a pessoas reais.

Adeus ao esquecer senha

Com um certificado digital, o usuário pode validar seu login com uma senha única. Uma rede social poderia procurar o certificado digital e retorna uma senha para o seu número de celular cadastrado, por exemplo. Essa senha é criptografada e o usuário pode usar para fazer o acesso. A cada login essa senha poderia mudar, garantindo mais segurança.

Privacidade para seus dados

A cada busca em navegadores convencionais, sua privacidade vai embora, já que os dados são todos armazenados e usados contra você para sugerir anúncios e etc. Se cada usuário fizesse um pagamento (pequeno o suficiente para não deixar ninguém mais pobre) com uma moeda digital cada vez que fizesse uma busca, seria possível reduzir a venda de dados para outras empresas. Seria um pequeno preço a se pagar pela privacidade.

Fontes: Phys.org

Larissa Fereguetti

Cientista e Engenheira de Saúde Pública, com mestrado, também doutorado em Modelagem Matemática e Computacional; com conhecimento em Sistemas Complexos, Redes e Epidemiologia; fascinada por tecnologia.