Barco a hidrogênio

Zero CO2 é o nome do primeiro veleiro a dispensar totalmente os combustíveis à base de petróleo - mesmos os veleiros possuem motores, a gasolina ou diesel, para se movimentar em momentos de calmaria e para manobras de atracação e distanciamento do porto.

O veleiro a hidrogênio será um laboratório flutuante, uma plataforma científica para estudar a poluição no Mar Mediterrâneo. O projeto, organizado pela Universidade Joseph Fourier, da França, deverá fazer sua estreia em Março de 2010.

Hidrogênio verde

Além das velas, o Zero CO2 possui um motor elétrico, cuja energia é gerada por um conjunto de células a combustível alimentadas por hidrogênio, um combustível que não emite poluente. O único resíduo liberado por uma célula a hidrogênio é água pura.

O barco tem 12 metros de comprimento e sua primeira missão será coletar dados científicos sobre a poluição marinha causada pela ação do homem. Esta primeira missão está prevista para durar 10 meses.

A equipe de cientistas a bordo do Zero CO2 também estudará a viabilidade da produção de “hidrogênio verde” por meio da instalação de painéis solares e turbinas de vento nos telhados das construções das regiões costeiras - hoje, o hidrogênio é produzido industrialmente pela reforma do gás natural, um combustível não-renovável como o petróleo.

Teste de novas tecnologias

O veleiro também será utilizado para o teste de novas tecnologias para a geração limpa de energia em embarcações. A energia necessária para alimentar seus equipamentos será gerada por painéis solares, cata-ventos e até por uma espécie de hélice que aproveita o deslocamento da água do mar enquanto o barco navega. Isto tornará o veleiro totalmente autossuficiente em termos de energia.

O laboratório a bordo do Zero CO2 será equipado com instrumentos capazes de analisar dados coletados do ar, da água e dos sedimentos marinhos. Os pesquisadores estão sobretudo interessados em verificar os efeitos da poluição marinha causada pelos combustíveis à base de petróleo.

Protótipo

A imagem acima é de um protótipo montado a partir de um barco com as mesmas dimensões do veleiro a hidrogênio. O Zero CO2 verdadeiro somente estará completado no final deste ano, quando deverá ser apresentado durante o Paris Boat Show, de 5 a 13 de de Dezembro.

Os primeiros testes com o novo veleiro a hidrogênio serão feitos em Janeiro e Fevereiro de 2010, quando serão avaliados o funcionamento tanto dos equipamentos de geração de energia quanto dos equipamentos do laboratório científico.

A primeira viagem, com o início da missão científica do Zero CO2, deverá começar em Março de 2010.

 

 
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Há poucos mais de dois anos, cientistas da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, demonstraram um equipamento capaz de criar “invisibilidade”, baseado em metamateriais - uma classe de materiais sintéticos de estrutura complexa, não existentes na natureza.

Manto da invisibilidade 2.0

Agora, a mesma equipe apresentou uma espécie de “manto da invisibilidade 2.0″, a segunda geração do metamaterial que, segundo eles, traz para mais próximo a possibilidade de tornar objetos invisíveis ao olho humano.

A maioria dos experimentos com invisibilidade trabalha na região das micro-ondas.

Metamaterial mais sofisticado

O novo metamaterial é mais sofisticado, fazendo com que a invisibilidade opere em uma maior faixa de frequências do espectro eletromagnético, e não apenas na faixa das micro-ondas.

O avanço foi possível graças ao desenvolvimento de uma série de algoritmos de alta complexidade que permitem o projeto e o desenvolvimento de metamateriais mais complexos e com propriedades melhor controladas.

A estrutura do metamaterial possui características tais que permitem guiar as ondas eletromagnéticas ao redor do objeto, fazendo-as aparecer do outro lado como se elas tivessem atravessado um espaço vazio.

Diferença entre o dia e a noite

Depois que o pesquisador Ruopeng Liu terminou de desenvolver os algoritmos, o metamaterial pode ser construído e testado em apenas nove dias. O protótipo anterior, mais rudimentar, levou quatro meses para ser fabricado.

“A diferença entre o dispositivo original e o último modelo é como a diferença entre o dia e a noite,” compara o professor David Smith. “O novo dispositivo consegue ocultar objetos em um espectro de ondas eletromagnéticas muito maior - virtualmente sem limites - e será muito mais fácil escalá-lo para operar na luz infravermelha e visível. O enfoque que adotamos nos ajudará a expandir e melhorar nossa capacidade de ocultar coisas sob diferentes tipos de ondas.”

Aplicações dos dispositivos de invisibilidade

Smith acredita que dispositivos de invisibilidade, como os que ele e sua equipe estão desenvolvendo, terão numerosas aplicações. Eliminando os efeitos de obstruções no caminho das ondas que se propagam será possível melhorar muito as comunicações sem fios.

Equipamentos de “invisibilidade acústica” poderão funcionar como escudos protetores, evitando a penetração de ruídos, vibrações e até ondas ondas sísmicas.

Leia mais sobre o assunto: aqui.

 

 
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Uma nova cola eletrônica pode ser o caminho para a fabricação mais rápida e barata de alguns tipos de semicondutores, incluindo células solares e materiais termoelétricos, capazes de transformar luz e calor diretamente em eletricidade.

Esses componentes, assim como todos os demais componentes eletrônicos, são atualmente fabricados com materiais semicondutores cujos átomos formam grandes estruturas cristalinas.

Nanocristais semicondutores

Alguns pesquisadores, contudo, acreditam que esses grandes cristais semicondutores podem ser substituídos com vantagens com nanocristais semicondutores.

Principalmente com a vantagem do menor custo, porque é mais barato fabricar os nanocristais e construir células solares e materiais termoelétricos usando um método semelhante à impressão jato de tinta.

Para isso, a equipe do pesquisador Dmitri Talapin, da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, desenvolveu uma cola eletrônica, que contém os nanocristais semicondutores dispersos em uma solução ligante.

Colando nanocristais

Além de permitir a aplicação rápida e fácil das nanopartículas para a formação dos componentes semicondutores, a cola eletrônica resolve um empecilho que vinha impedindo o uso desses nanocristais: até agora era praticamente inviável fazer com que os nanocristais se “comunicassem” uns com os outros - transferissem elétrons uns para os outros - porque o ligante usado para sua aplicação acabava isolando uns dos outros.

Os pesquisadores resolveram o problema substituindo as moléculas ligantes orgânicas por moléculas inorgânicas, que ampliam dramaticamente o acoplamento eletrônico entre os nanocristais semicondutores.

Uso imediato

A solução é tão promissora que a tecnologia já foi licenciada para uma empresa privada para a fabricação de dispositivos termoelétricos, que possam aproveitar o calor desperdiçado em equipamentos industriais e motores de automóveis para a geração de eletricidade.

 

 
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Pesquisadores da Universidade de Twente, na Holanda, desenvolveram um biochip, uma espécie de laboratório clínico do tamanho de um chip de computador, que é capaz de detectar em cinco minutos se uma pessoa está ou não infectada com um vírus.

O aparelho é também capaz de detectar infecções com bactérias específicas, além de identificar proteínas e moléculas de DNA. Em várias doenças, a análise de marcadores específicos presentes na saliva pode determinar se uma pessoa está doente ou não.

Detecção do vírus A H1N1 em 5 minutos

Tudo o que é necessário para o funcionamento do biochip é uma amostra de saliva, sangue ou outro fluido corporal, dependendo do tipo de análise a ser feita, e um receptor, uma substância que se liga a um microorganismo específico ou a uma substância biológica.

Por exemplo, no caso de um vírus, um anticorpo específico para aquele tipo de vírus serve como receptor. Os pesquisadores afirmam que, se já dispusessem de um anticorpo específico para a gripe A H1N1, eles poderiam verificar se uma pessoa está infectada ou não com o novo vírus em apenas cinco minutos.

Os pesquisadores criaram uma empresa, chamada Ostendum, para comercializar o novo aparelho. O primeiro protótipo já está pronto e a intenção é de que o novo aparelho possa ser comercializado ainda em 2010.

Detectando um único vírus

O aparelho completo consiste de duas partes: o biochip propriamente dito e um detector portátil. O chip contém canais microscópicos que são recobertos com os receptores dos microorganismos específicos que se planeja detectar.

A amostra de sangue ou saliva é injetada no interior dos microcanais por meio de um sistema de fluidos. Para saber se algum microorganismo ligou-se aos receptores, a luz de um laser miniaturizado é injetada nos microcanais. A conexão entre microorganismo e receptor produz um padrão de interferência na luz do laser, que pode ser detectada por um sensor.

Outro elemento destacado pelos pesquisadores é a altíssima sensibilidade do novo biochip: segundo eles, o equipamento é capaz de detectar a ligação de uma única partícula de vírus.

 

 
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Do açúcar ao etanol, e daí para a eletricidade, para os plásticos e, finalmente, até os hidrocarbonetos. Para Marcos Jank, presidente da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), essa é a rota de utilização da cana a ser seguida pelas atividades de pesquisa científica e tecnológica nos próximos anos.

“É muito provável que, daqui a dez anos, o Brasil esteja investindo em estudos e na produção de hidrocarbonetos a partir de açúcares convencionais, quando a cana poderá dar origem a um combustível de terceira geração, principalmente se o preço do petróleo voltar a patamares elevados”, disse.

Novas rotas de utilização da cana

“Essas novas rotas de utilização da cana são uma possibilidade extremamente concreta e bem próxima da realidade. Pelo menos uma dezena de empresas americanas está investindo pesadamente nessa área, seja por vias biológicas ou não biológicas. Essa nova fronteira acontecerá tão mais rápido quanto maiores forem a escassez do petróleo e os problemas do clima”, afirmou.

Segundo Jank, atualmente as pesquisas e suas aplicações estão entrando na era da eletricidade gerada a partir da cana-de-açúcar e também é muito provável que, em poucos anos, a maior parte do bagaço e da palha da cana seja usada para a geração de energia elétrica, “que hoje é o mercado demandante, uma vez que já existe um excedente de etanol no mercado devido à expansão da indústria nacional nos últimos anos”.

Energia contida na biomassa

Dois terços da energia da cana-de-açúcar, seja para a produção de biocombustíveis ou eletricidade, têm origem na biomassa da gramínea, explicou o presidente da Unica, entidade que reúne 127 empresas industriais associadas.

Segundo ele, a energia contida nas plantações de cana do país apresenta potencial estimado da ordem de 14 mil megawatts, o que representaria “duas usinas de Itaipu adormecidas nos canaviais brasileiros”.

Bioeletricidade

“O potencial de crescimento da eletricidade de cana, a chamada bioeletricidade, é surpreendente, devendo passar dos atuais 3% da matriz energética nacional para cerca de 15% em 2020, isso considerando apenas a utilização do bagaço e da palha da cana que está plantada atualmente no Brasil”, apontou o também professor da Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo (FEA-USP).

A biomassa da cana é considerada ainda, de acordo com Jank, uma matéria-prima cada vez mais importante para a indústria da alcoolquímica, com destaque para os plásticos verdes e uma série de outros produtos que podem ser feitos além do etanol.

“Estamos diante de um emaranhado de possibilidades e as experiências brasileiras ainda estão à frente do ponto de vista global, mas essa dianteira ainda não está garantida e dependerá de muito investimento em pesquisa e desenvolvimento na área, além da definição de uma nova agenda de pesquisa para a cana no mundo da energia”, destacou.

 

 
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