Nanotecnologia chega à água

Fonte: Site Inovação Tecnologica

A água que você bebe é muito diferente da água contida no interior de nossas células. Usando nanopartículas, cientistas agora conseguiram criar uma água com características físicas semelhantes a essa "água da vida." A "água com nanotecnologia" é mais hidrofóbica - é mais ou menos como uma água capaz de molhar menos.

Até hoje a nanotecnologia era basicamente "seca", consistindo principalmente no desenvolvimento de nanopartículas e cristais e materiais amorfos em diversos outros formatos, como nanohélices, nanoanéis, nanobastões e nanofios.

Água capaz de molhar menos

Agora, um grupo de cientistas de Israel trouxe a nanotecnologia para a água. Eles conseguiram produzir água com características físicas semelhantes às da água existente no interior das células vivas. A composição mantém-se a mesma (H₂O), mas a "água com nanotecnologia" é mais hidrofóbica - é mais ou menos como uma água capaz de molhar menos.

A água é a base da vida como a conhecemos. O que poucos sabem é que essa preciosa molécula pode assumir características bem distintas. E o que os cientistas sabem menos ainda é por que isso acontece. A água de um rio, a água da chuva ou a água contida em um copo de café são todas muito diferentes da água contida em nossos corpos.

Formas de água

Os cientistas não sabem explicar, por exemplo, por que a água intracelular - aquela que está no interior das nossas células - é diferente de todas as outras formas de água. A ciência da água está sujeita a várias teorias conflitantes e a própria estrutura intrínseca da água, como um sistema aberto e fora de equilíbrio, torna esse campo altamente controverso.

Ao conseguir produzir água com as mesmas propriedades da água intracelular, os cientistas abriram caminho para uma nova fase na pesquisa de medicamentos, já que ela permite, entre outras possibilidades, a solubilidade de fármacos hidrofóbicos e a estabilização de proteínas e culturas celulares.

Batizada de Neowater, a nova água mostrou-se altamente eficaz contra a propagação da bactéria Bacillus subtilis. Ela também pode substituir diversos solventes, como o álcool.

Reinventando a água

Para produzir a nova água, os pesquisadores utilizaram nanopartículas inertes, que são aquecidas e lançadas em um recipiente de água normal a um temperatura de 4º C. A seguir, a solução é irradiada com ondas de radiofreqüência, causando uma onda de choque que faz com que a nanopartícula se divida.

O processo continua, e cada pedaço divide-se novamente, e assim por diante, em um processo que os cientistas chamaram de "Nano Bang". O resultado é a geração de nanopartículas cada vez menores, o que gera uma área superficial gigantesca. É este o efeito que imita a condição encontrada no interior das organelas, que provavelmente é o responsável pelo comportamento físico diferenciado da água intracelular.

Camadas de água

Diferentemente do que acontece com íons em sais, que conseguem atrair apenas uma ou duas camadas de moléculas de água, os nanocristais atraem milhares de camadas concêntricas de moléculas de H₂O e CO₂ ao seu redor. O oxigênio se volta para a nanopartícula e o hidrogênio fica virado para fora desse centro criado pela nanopartícula.

A distância entre duas nanopartículas fica na faixa dos micrômetros, fazendo com que a água não se transforme em um gel, mantendo o estado líquido. As inúmeras camadas concêntricas de água e gás passam a funcionar como uma concha para a nanopartícula, tornando-a inerte, o que significa que o cristal não fica disponível para reações químicas com os compostos dissolvidos na água.

Por conter nanopartículas, a nova água está também sendo chamada de "água dopada", em uma referência à dopagem de semicondutores, nos quais a adição de pequenas quantidades de elementos ao silício abriu as portas para a revolução da eletrônica.

Microambientes

Pegue uma gota da Neowater e jogue-a sobre uma superfície hidrofílica e, ao invés de se espalhar, ela vai ficar balançando, como se estivesse sobre a superfície de uma folha de lótus. Essa característica facilita a pesquisa com microorganismos, criando microambientes que podem ser mantidos por muito mais tempo do que com a água convencional.

A natureza utiliza as propriedades únicas da água, da terra e do ar para formar microambientes capazes de sustentar a vida em suas mais diversas formas. Os princípios ativos que extraímos da natureza para uso em medicamentos estão perfeitamente acomodados nesses ambientes. "O que poderemos fazer se a tecnologia puder replicar essas circunstâncias, criando um ambiente tão próximo ao da vida natural quanto possível?" perguntam os pesquisadores.

Água com nanotecnologia

A Neowater utiliza o efeito superficial produzido pelas suas 10¹⁵ nanopartículas por litro e a elevada concentração de CO₂ insolúvel para interagir com a água normal, reduzindo sua entropia e gerando uma estrutura coloidal no interior da água.

Além de abrir novas fronteiras de pesquisas, quem sabe com possibilidades de estudos que venham a desvendar um pouco mais do comportamento da água, essa água com nanotecnologia deverá, segundo os pesquisadores, permitir aplicações práticas que são até difíceis de serem previstas.

Queimar o lixo reduz a emissão de gases causadores do efeito estufa

     Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=queimar-o-lixo-reduz-a-emissao-de-gases

 

Queimar o lixo pode ser mais ambientalmente correto e ajudar mais a diminuir a emissão de gases causadores do efeito estufa do que simplesmente armazená-lo em aterros sanitários. A conclusão é de uma equipe de pesquisadores finlandeses que analisou os impactos ambientais de lixões e os custos envolvidos em vários conceitos diferentes de gerenciamento de resíduos.

Coleta de metano

Além da queima do lixo, a coleta do metano gerado nos lixões também tem grande impacto, já que este é um dos principais gases causadores do efeito estufa. O metano coletado tanto pode ser utilizado na geração de energia quanto simplesmente queimado - ainda assim os impactos são positivos.

Comparado com o dióxido de carbono, o metano é 20 vezes mais forte na alimentação do efeito estufa. Os aterros sanitários geram 4% do metano produzido pela ação do homem.

Compostagem e os biodigestores

De acordo com o estudo, métodos de tratamento do lixo biodegradável - como a compostagem e os biodigestores - reduzem as emissões de gases causadores do efeito estufa em comparação com o simples depósito do lixo. A produção de biogás apresenta mais reduções do que a compostagem, desde que o biogás seja utilizado para produção de calor, eletricidade ou combustível. A eficiência é ainda maior se os diversos componentes do lixo forem separados ainda na origem.

Materiais recicláveis

Outro resultado do estudo, que pode causar maior surpresa, é o fato de que o uso de materiais recicláveis nem sempre reduz a emissão dos gases causadores do efeito estufa. O resultado é baseado na comparação da análise do ciclo de vida de produtos feitos de materiais reciclados e de materiais virgens.

A redução nas emissões são normalmente atingidas quando os materiais recicláveis substituem os combustíveis fósseis. Se o material substituído for de origem biótica, nem sempre é possível obter reduções.

Gerenciamento do lixo

Segundo os pesquisadores, os sistemas de gerenciamento de depósitos de lixo são complexos e não é possível elaborar normas que sejam universalmente válidas e nem que sejam economicamente viáveis para todas as situações. Cada uma das alternativas possíveis de gerenciamento do lixo deve ser analisada para cada situação em particular.

How to Remove Disk Knight:

1. Temporarily Disable USB Drive to autorun (Windows XP):
a. Open Windows Explorer or press the Windows + "e" key.
b. Right-click the drive of the USB Drive. Then select Properties. Drive Properties will appear.
c. Select the AutoPlay tab.
d. Choose Select an Action to Perform
e. At the bottom of the selection, click Take no Action, then click Apply.
f. Click OK to exit Drive Properties.

2. Show Hidden Files
a. Open Windows Explorer
b. Go to Tools > Options
c. On View tab, mark Checked the "Show Hidden Files and Folders and "Hide Protected OPerating System Files" Unchecked.

3. Delete the files manually
a. Go the USB Drive and delete autorun.inf
b. Go to C: Drive and delete autorun.inf
c. Go to C:\Windows and delete Disk Knight.exe

4. Modify Windows Registry
a. Go to Start > Run then type regedit
b. On Registry Editor, go to Edit > Find and type "knight"
c. Delete all entries it found.

5. Connect to Internet and update your AntiVirus

6. Reboot your computer in SafeMode
a. During BootUp process Press F8 continuously until selection appears
b. Use Arrow Up+Down to select SafeMode on the selections menu.
c. Hit Enter to proceed.

7. Scan your computer with an updated AntiVirus and delete all infections it founds.

Note: You may enable autorun of the USB Drive by reversing the process in Step 1.

 

 

Nobel de Química - 2007

Cientistas fotografam etapas de formação dos nanotubos de carbono

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165061227

Embora já estejam conseguindo fabricar nanotubos de carbono na faixa dos milímetros de comprimento, até agora os cientistas não entendiam exatamente como se desenrola o processo de sua formação. Isto porque a reação que gera essas incríveis nanoestruturas é rápida demais, durando as frações de segundo de um "zapt" de energia no meio de um amontoado de grafite em pó.

Agora, cientistas da Academia de Ciências da China, coordenados pelo Dr. Zhu Zhenping, conseguiram fazer uma "ultra câmera lenta" do processo, fotografando as etapas intermediárias do nascimento de um nanotubo de carbono.

A teoria mais aceita até hoje, conhecida como modelo de absorção-difusão- grafitização, elaborada por R.T.K. Baker, estava se mostrando muito fraca para explicar uma grande variedade de fenômenos que estão sendo documentados nas experiências práticas.

A equipe do Dr. Zhenping então "congelou" a reação em várias etapas, gerando uma nova descrição que deverá ajudar a cientistas do mundo todo no projeto de novas experiências e no desenvolvimento de novas técnicas para fabricação dos nanotubos.

As fotos das etapas intermediárias da reação mostra que o processo de desenvolve em três etapas bem definidas. Na primeira, o carbono do grafite forma nanopartículas a partir da condensação dos átomos de carbono. A seguir, essas nanopartículas se estruturam sozinhas - se "automontam", como dizem os cientistas - em nanofios, por meio de uma interação anisotrópica. Na última etapa, os nanofios se transformam em nanotubos como conseqüência da coalescência das partículas e cristalização estrutural.

Transistor mais fino do mundo é feito com folha de grafeno

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010110070302

A equipe do Dr. Andre Geim, da Universidade de Manchester, Inglaterra, tem estado na fronteira do conhecimento há vários anos quando o assunto são materiais ultra-finos. Foi o seu grupo que primeiro isolou grandes segmentos de grafeno - as folhas de carbono mais finas que se pode produzir, com apenas um átomo de espessura (veja 1, 2 e 3).

Agora, o Dr. Geim e seu colega russo Kostya Novoselov utilizaram o grafeno para construir o mais fino transístor já fabricado, um avanço que aponta para mais uma alternativa tecnológica quando se atingirem os limites da miniaturização da eletrônica atual.

Grafeno

O grafeno é uma estrutura plana composta unicamente por átomos de carbono. A melhor analogia para explicar sua aparência é a tradicional tela de galinheiro. Os cientistas descobriram que pequenas fatias desse material possuem propriedades muito interessantes e que poderão ser exploradas intensamente no futuro.

O que é mais interessante nessas fitas de grafeno de apenas um átomo de espessura é que elas são estáveis mesmo quando possuem apenas alguns nanômetros de largura. O silício, o material com que são feitos os atuais transistores, oxida, se degrada e se torna instável quando é reduzido a dimensões 10 vezes maiores.

Transístor ultra-fino

Quando relataram a descoberta do grafeno, em 2004, os cientistas conseguiram utilizar o material para construir um transístor. Mas era um componente com sérios problemas de "vazamento" de corrente - eles não podiam ser desligados.

A solução foi cortar o grafeno em pequenas fatias que, para surpresa dos pesquisadores, mostraram-se incrivelmente estáveis.

"Nós fizemos fitas de apenas alguns nanômetros de largura, e não podemos descartar a possibilidade de estreitar o grafeno ainda mais - talvez até a um único anel de carbono," diz o professor Geim.

A pesquisa sugere que os circuitos eletrônicos do futuro possam ser criados a partir de uma única folha de grafeno. Esses circuitos poderiam incluir pontos quânticos, barreiras semitransparentes para controlar o movimento de elétrons individuais, interconexões e portas lógicas - tudo feito inteiramente de grafeno.

"Hoje nenhuma tecnologia consegue cortar elementos individuais com precisão nanométrica. Nós temos que contar com a sorte para estreitar nossas fitas para poucos nanômetros de largura," diz Leonid Ponomarenko, outro pesquisador do grupo.

Eletrônica de carbono

A vida como a que conhecemos, inclusive a nossa, é inteiramente baseada no carbono. Com o advento da eletrônica, deparamo-nos com uma nova tecnologia que ganha cada vez mais em "inteligência", mas que é baseada em outro elemento, o silício. O silício está para os chips assim como o carbono está para o ser humano.

Por analogia, sempre que os cientistas utilizam carbono em seus experimentos, os dispositivos resultantes são chamados de "orgânicos". LEDs e células solares orgânicas, certamente os componentes mais promissores desse tipo já construídos, nada mais são do que LEDs e células solares que têm carbono em sua estrutura, desempenhando um papel ativo.

Agora, a descoberta do transístor de grafeno - que é carbono puro - pode apontar no sentido da reunião desse dois "reinos": vida e inteligência artificial, tudo feito igualmente de carbono.

As implicações filosóficas e até poéticas são óbvias. Mas o caminho não é curto e nem simples. A pesquisa está apenas nos seus primeiros passos. Não é mais fácil construir transistores de poucos átomos de carbono do que é fazer a mesma coisa com poucos átomos de silício.

De qualquer forma, quando tivermos a tecnologia que nos permita cortar com precisão fatias de grafeno com poucos átomos de largura, já teremos um material para continuar fazendo avançar a microeletrônica, mesmo depois que o silício tiver ficado na história.

     

Programa permite construção de circuito eletrônico com nanotubos de carbono

 Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010110070628

Construir um chip é o supra-sumo da precisão, empacotando componentes eletrônicos e fios de cobre de algumas dezenas de nanômetros de espessura na menor área possível, sem que nenhum toque o outro, o que poderia causar curto-circuitos e inutilizar o microprocessador.

Nanotubos de carbono

Há muito tempo os cientistas olham com enorme interesse para os nanotubos de carbono - que possuem propriedades mecânicas, elétricas e eletrônicas que os tornam candidatos naturais para uma nova geração de chips, substituindo não apenas os fios de cobre, ouro e prata, mas também na composição dos transistores, os blocos básicos com que são construídos os chips.

Os resultados, porém, não têm vindo com a rapidez que seria de esperar: os nanotubos crescem de forma quase aleatória, com quebras e dobras que os tornam quase indomáveis, muito diferentes dos "comportados" fiozinhos de cobre do interior dos chips.

Já que colocar os nanotubos de carbono na linha tem se mostrado uma tarefa ingrata, pesquisadores das Universidades de Stanford e Sul da Califórnia, ambas nos Estados Unidos, resolveram mudar o enfoque. Eles descobriram uma forma de construir circuitos eletrônicos de nanotubos de carbono que funcionam mesmo se os nanotubos estiverem embaraçados.

Ordem no caos

O ponto de partida foi uma porta NAND, um elemento básico de um circuito eletrônico. Os pesquisadores conseguiram fazer com que esse elemento funcionasse mesmo com nanotubos de carbono trançados e tortos.

A seguir eles fizeram uma abstração do funcionamento dessa porta - como ela funciona em teoria, apesar dos nanotubos desalinhados - e generalizaram seus cálculos. O resultado foi um algoritmo - o raciocínio lógico por trás de um programa de computador - que garante um desenho funcional para qualquer elemento de um circuito, mesmo que vários nanotubos estejam desalinhados.

Usando simulações em computador, os cientistas demonstraram não apenas que o seu algoritmo funciona, como também verificaram que os circuitos de nanotubos de carbono assim construídos são comparáveis aos circuitos tradicionais em termos de custo, velocidade e consumo de energia.

Circuitos eletrônicos de nanotubos de carbono

A chave para se determinar se um elemento de um circuito é imune ao desalinhamento dos nanotubos está na individualização dos diversos elementos, criando uma malha teórica muito fina sobre o circuito, onde cada segmento da malha pode ser analisado matematicamente.

Fazendo isto com modelos abstratos, os engenheiros conseguem determinar quais segmentos da malha os nanotubos podem ou não atravessar. Para eliminar as conexões indesejadas, os nanotubos que cruzarem essas "regiões ilegais" podem ser quimicamente retirados ou anulados eletricamente por alguma outra técnica mecânica.

O algoritmo vai além e aplica sofisticados cálculos matemáticos para determinar automaticamente se as regiões legais e ilegais devem aparecer no projeto de um elemento do circuito com um função em particular. "Você não apenas determina se algo é imune ou não, mas você automaticamente gera projetos de circuitos que têm a garantia de serem imunes," explica o pesquisador Subhasish Mitra.

O programa sozinho, contudo, ainda não conseguirá viabilizar a fabricação de uma primeira geração de chips de nanotubos de carbono. O problema é que, por enquanto, os cientistas apenas conseguiram evitar conexões indesejadas e não existe uma garantia de que as conexões legais irão realmente funcionar.

Agora o grupo de pesquisadores vai usar o seu programa para projetar e construir os primeiros protótipos de circuitos eletrônicos de nanotubos de carbono. Durante estes testes, eles esperam chegar a novas descobertas que possam garantir a conexão dos nanotubos onde elas são realmente necessárias.

Material inorgânico funciona como sangue artificial

Da redação do Inovação Tecnológica - Acessado em 09/05/2007
22/04/2004

Claes Lundgren, médico da Universidade de Buffalo (Estados Unidos), apresenta uma minúscula garrafinha contendo cinco mililitros de uma solução leitosa. Ele explica: "Esses cinco mililitros poderão salvar a vida de uma criança pesando de 10 a 15 quilos que tenha perdido metade de seu sangue."

A substância, uma espécie de sangue artificial, poderá acabar com o interminável problema da falta de doadores compatíveis ou mesmo a absoluta falta de sangue nos bancos de sangue. A pesquisa é tão promissora que o National Institutes of Health acaba de aprovar um fundo de US$1,5 milhão para que a equipe do Dr. Lundgren possa verificar a viabilidade concreta de utilização do novo material.

O novo sangue artificial é uma substância inorgânica, mais especificamente um dodecafluorpentano, ou DDFPe, um composto à base de fluorcarbono utilizado originalmente como elemento de contraste em exames de ultrasom.

Lundgren vai prosseguir o trabalho dos Drs. Hugh Van Liew, Mark Burkard e Ingvald Tyssebotn, que fizeram as primeiras pesquisas e conseguiram transformar o DDFPe em um transportador de oxigênio.

A chave para a capacidade da nova substância em agir na prevenção de choques hemorrágicos está em gotículas invisíveis a olho nu. Quando aquecidas à temperatura do corpo humano, essas gotículas se expandem em microbolhas, ainda pequenas o suficiente para passar através dos vasos capilares. A forte afinidade dessas microbolhas com o oxigênio faz com que elas possam cumprir o papel do sangue, captando o oxigênio nos pulmões do paciente e levando-o até os tecidos.

Praticamente todos os substitutos do sangue atualmente em desenvolvimento baseiam-se na hemoglobina, uma molécula de ferro que transporta oxigênio. Mas produtos à base de hemoglobina, além de caros, podem causar hipertensão. Outra grande vantagem do novo sangue artificial é que ele não é, na verdade, sangue humano, o que poderá resolver problemas em pacientes de algumas religiões que não aceitam a transfusão de sangue.

Os cientistas afirmam que sua pesquisa terá êxito caso eles consigam que o novo sangue artificial possa evitar o colapso do sistema circulatório por até quatro horas após o início da hemorragia, tempo suficiente para que os médicos façam todas as intervenções necessárias à recuperação do paciente.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160040422       

Cientistas querem fazer fotossíntese artificial

Da redação30/09/2003

Cientistas especializados na conversão de dióxido de carbono (CO2) em monóxido de carbono (CO), um passo crucial na transformação do CO2 em compostos orgânicos úteis, como o metanol, estão tentando imitar o que as plantas fazem quando convertem CO2 e água em carboidratos e oxigênio na presença de clorofila e luz do Sol. A "fotossíntese artificial" poderá gerar combustíveis baratos e matérias-primas para a indústria química a partir da energia solar.
Atingir esse objetivo, contudo, não é uma tarefa simples. "A natureza descobriu uma forma de fazer isso ao longo de eras," afirma Etsuko Fujita, uma química do Departamento de Energia dos Laboratórios Brookhaven (Estados Unidos). "É uma química muito complicada."

Fotossíntese

A natureza utiliza clorofila como absorvedor da luz e agente transferidor de elétrons. Entretanto, a clorofila não reage diretamente com o CO2. Ao se retirar a clorofila da planta e colocá-la em um sistema artificial, ela se decompõe rapidamente, resultando apenas em uma pequena produção de CO.

A equipe da Dr. Fujita passou então a trabalhar com catalisadores artificiais feitos de complexos de metais de transição tais como o rênio. Esses catalisadores absorvem a energia da luz solar e transferem elétrons para o CO2, liberando CO. Mas até agora, ninguém havia explicado em detalhes como esse processo funciona.
Estudando essas reações em escalas de tempo desde muito curtas até longas (de 8 a 10 segundos até horas), a Dra. Fujita e seus colegas descobriram um importante passo intermediário. O resultado mais intrigante é o envolvimento de dois complexos de metal energéticos para ativar uma molécula de CO2. Sem o CO2, o complexo dimeriza muito mais lentamente do que seria de se esperar.

O trabalho, ainda nos estágios iniciais, ao incorporar um enfoque combinado téorico e experimental, poderá ajudar a explicar porque a reação acontece tão lentamente, o que poderá, em última instância, resultar na fabricação de catalisadores mais eficientes. Esses catalisadores poderão então substituir a clorofila natural no processo de fotossíntese artificial.
Esta etapa inicial do trabalho será publicado na edição de Outubro do periódico Journal of the American Chemical Society.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160030930

Catalisador sem metal é mais um passo rumo à fotossíntese artificial

Da redação do Inovação tecnológica, 23/03/2007

Os químicos sempre invejaram as plantas. Em primeiro lugar porque elas conseguem fixar o hidrogênio e, mais particularmente, porque elas são capazes de capturar o dióxido de carbono do ar e convertê-lo em energia. É por isso que há muito tempo, esses pesquisadores tentam criar sua própria fotossíntese artificial.

Agora, a equipe do Dr. Markus Antonietti, do Instituto Max Planck, Alemanha, deu um passo importante nesse sentido. Ele e sua equipe conseguiram ativar o CO2 para uso em uma reação química.

Catalisadores

"A ativação química do dióxido de carbono, ou seja, sua segmentação em uma reação química," explica Antonietti," é um dos maiores desafios na química sintética. As ligações na molécula de CO2 são muito estáveis, o que exige uma grande quantidade de energia para quebrá-las. Até hoje, eram conhecidos apenas alguns poucos catalisadores metálicos capazes de quebrar as ligações C-O na molécula de CO2.

A equipe do Dr. Antonietti resolveu seguir um caminho diferente: eles utilizaram um catalisador não-metálico, o nitreto de carbono grafítico. A inspiração, é claro, veio das próprias plantas.
A fotossíntese natural envolve um importante passo intermediário: a ligação do CO2 a átomos de nitrogênio, formando carbamatos. Os pesquisadores então resolveram testar catalisadores ricos em nitrogênio com estrutura que os permitissem formar carbamatos.

Catalisador ideal

A nova classe de catalisadores tem uma estrutura de camadas planas, parecidas com as camadas do grafite. As camadas individuais consistem em sistemas de anéis envolvendo átomos de carbono e nitrogênio. Esse material poroso, chamado nitreto de carbono grafítico, é muito resistente ao calor e, embora entre em muitas interações químicas, é tão estável que quase sempre se re-forma - ou seja, é um catalisador ideal.
O novo catalisador pode então ser utilizado para ativar o dióxido de carbono. Ele permite oxidar o benzeno (um anel aromático com seis carbonos) em fenol (que possui um grupo OH adicional). O sub-produto dessa reação é o monóxido de carbono (CO), que pode ser então utilizado diretamente nas reações químicas.

Fotossíntese artificial

Da mesma forma que na fotossíntese, essa reação ocorre por meio dos carbamatos. No primeiro passo, o CO2 liga-se a grupos livres amino presentes no nitreto de carbono. Ele então oxida o benzeno para fenol e, ao final, o tão desejado CO se separa do catalisador.
"Isto pode tornar acessível uma nova, e até agora desconhecida química do CO2," diz Antonietti. "Poderá até mesmo ser o primeiro passo rumo à fotossíntese artificial."

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070323

Energia mecânica gera revolução na Química

Agência FAPESP27/03/2007

Pesquisadores da Universidade de Illinois, em Urbana-Champaign (Estados Unidos), descobriram uma nova maneira de manipular a matéria e conduzir as reações químicas para uma direção desejada. A nova técnica utiliza a força mecânica para alterar o curso das reações químicas e conseguir produtos cuja obtenção não seria possível em condições convencionais.
As aplicações potenciais incluem materiais que se auto-reparam rapidamente, ou indicam claramente quando sofreram dano. "É fundamentalmente uma nova maneira de fazer química", disse Jeffrey Moore, um dos autores da pesquisa.

Energia Mecânica

"Ao explorar a energia mecânica, podemos entrar nas moléculas e inserir vínculos específicos para levar a reações desejadas", disse Moore. A natureza direcional específica da força mecânica torna essa abordagem para o controle de reações fundamentalmente diferente das habituais restrições químicas e físicas.

Para demonstrar a técnica, Moore e sua equipe colocaram uma molécula mecanicamente ativa - chamada mecanóforo - no centro de uma longa cadeia polimérica. A cadeia de polímeros foi então esticada em direções opostas por um campo vetorial criado pelo colapso de cavidades produzidas por ultra-som, sujeitando o mecanóforo a uma distensão mecânica.
"Criamos uma situação onde uma reação química poderia enveredar por um caminho ou outro", disse Moore. "Aplicando força ao mecanóforo, pudemos influenciar para qual destes dois caminhos a reação seguiria", disse.

Uma aplicação potencial da técnica é criar um gatilho para soltar a energia mecânica acumulada em polímeros distendidos dentro de caminhos químicos como uma reação de auto-reparação.

Reparação automática

No conceito original de auto-reparação, microcápsulas de um agente reparador são rompidas quando um dano ocorre no material. Uma ação capilar então transporta o agente auto-reparador para a rachadura, onde se mistura com um catalisador químico e a polimerização acontece.
Com o novo gatilho mecânico, no entanto, a energia mecânica iniciaria a polimerização diretamente, queimando várias etapas. A ligação cruzada de cadeias vizinhas evitaria a propagação de uma rachadura e danos adicionais.
"Demonstramos que é possível usar a força mecânica para dirigir as reações químicas ao longo de caminhos que são inatingíveis por meios convencionais. Estamos pesquisando agora o desenvolvimento de mecanóforos adicionais nos quais a reatividade química será ativada por força externa", disse o cientista.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070327

Cientistas descobrem novo processo para a produção de amônia

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160040304

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Cornell (Estados Unidos) conseguiu converter nitrogênio em amônia utilizando um processo vislumbrado há décadas pelos cientistas, mas que até agora ninguém havia conseguido realizar.
O novo processo utiliza um complexo de zircônio metálico para adicionar átomos de hidrogênio a uma molécula de nitrogênio e convertê-la para amônia, sem a necessidade de altas temperaturas ou altas pressões.
"O valor do nosso trabalho é que nós respondemos à questão básica da química de como pegar essa molécula [de nitrogênio] inerte e não reativa e transformá-la em algo útil," explica o professor Paul Chirik, coordenador do trabalho.
O nitrogênio representa 78 por cento da atmosfera terrestre e, graças a um processo industrial de mais de 90 anos de idade, ele pode ser convertido em fertilizantes à base de amônia, representando a base da agricultura moderna.
O problema com a conversão do nitrogênio em uma forma industrial e utilizável é que sua molécula é formada por dois átomos com ligações químicas extremamente fortes. Somente o monóxido de carbono tem uma ligação mais forte do que a da molécula de nitrogênio. Mas, enquanto o monóxido de carbono adere facilmente a outras moléculas, o nitrogênio é não-polar e não se liga facilmente a metais. É também muito difícil inserir ou retirar elétrons das moléculas de nitrogênio.
O método de conversão de nitrogênio em amônia, chamado de processo Haber-Bosch (em homenagem a seus criadores Fritz Haber e Carl Bosch) é responsável pela produção de mais de 100 milhões de toneladas de amônia anualmente para a agricultura e para a indústria química. O processo exige altas temperaturas e pressões para que o nitrogênio e o hidrogênio interajam sobre uma superfície de ferro, que serve como catalisador.
Mas a equipe do Dr. Chirik conseguiu quebrar a ligação atômica da molécula de nitrogênio utilizando zircônio em forma solúvel a apenas 45º C e adicionar átomos de hidrogênio a esta "ponte de di-nitrogênio". A completa conversão para amônia foi feita a 85º C.
A descoberta poderá ter impacto na produção de amônia. Antes disso, porém, os cientistas precisam transformar o processo de laboratório, que age molécula a molécula, em um processo de larga escala que possa ser utilizado em ambiente industrial.
O próprio Dr. Chirik afirma que as chances de que o processo Haber-Bosch venha a ser substituído graças à sua descoberta são muito pequenas. Ele acredita que o novo método possa ser mais útil para a produção de compostos de nitrogênio de alto valor agregado e baixos volumes de produção, como as hidrazinas para combustível de foguetes ou químicos finos para sintetização de drogas.
Ao contrário do processo Haber-Bosch, o novo processo não utiliza um catalisador. O zircônio forma um novo complexo no qual átomos de hidrogênio são adicionados à ponte de di-nitrogênio, formando a amônia, uma molécula por vez. Na verdade, os cientistas não conhecem uma substância que possa funcionar como catalisador nesse processo, o que então poderia fazer com que ele atingisse dimensões industriais. A busca desse catalisador passa agora a ser justamente o foco das pesquisas da equipe.

Cientistas descobrem em novo estado físico da matéria

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160040226

Cientistas do Laboratório JILA e da Universidade do Colorado (Estados Unidos) relataram a primeira observação de um novo estado físico da matéria, conhecido como "condensado fermiônico". O condensado fermiônico é formado por pares de átomos em um gás e era procurado há muito tempo pelos cientistas, que previam a existência desse novo estado da matéria em suas teorias.
Os físicos Deborah S. Jin, Markus Greiner e Cindy Regal, responsáveis pela descoberta, acreditam que, à medida em que as pesquisas avançarem, o condensado fermiônico poderá ajudar a solucionar os mistérios da supercondutividade em alta temperatura, um fenômeno com potencial para revolucionar a geração e transmissão de energia elétrica e toda a indústria eletrônica.
"A força do emparelhamento em nosso condensado fermiônico, ajustado para massa e densidade, corresponderia a um supercondutor a temperatura ambiente," explica a Dr. Jin. "Isso me deixa otimista em que a física fundamental que nós aprendermos por meio do condensado fermiônico irá eventualmente ajudar outros [pesquisadores] a projetar materiais supercondutores mais práticos."
Esta nova descoberta complementa a descoberta do condensado de Bose-Einstein, que rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2.001 aos Drs. Eric Cornell e Carl Wieman. O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo. Os condensados de Bose-Einstein são feitos de bósons, uma classe formada por partículas que são essencialmente gregárias: ao invés de se moverem sozinhas, elas adotam o movimento de suas vizinhas.
Ao contrário dos bósons, os férmions - a outra metade da família de partículas e blocos básicos com os quais a matéria é construída - são essencialmente solitários. Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion. Conseqüentemente, para um físico, mesmo o termo "condensado fermiônico" é um paradoxo.
Por décadas, os físicos vêm propondo que a supercondutividade (que envolve férmions) e o condensado de Bose-Einstein estão intimamente relacionados. Eles propõem que o condensado de Bose-Einstein e a supercondutividade seriam dois extremos de um mesmo comportamento superfluídico, um estado incomum no qual a matéria não apresenta resistência ao fluxo. O hélio líquido superfluídico, por exemplo, quando colocado no centro de um compartimento aberto irá espontaneamente fluir para os dois lados do compartimento.
A temperatura na qual os metais e ligas se tornam supercondutores depende da intensidade da "interação emparelhada" entre seus elétrons. A temperatura mais alta que se conhece na qual ainda ocorre a supercondutividade é de -135º C.
Na experiência que os cientistas agora fizeram, um gás com 500.000 átomos de potássio foi resfriado até 50 bilionésimos de grau acima do zero absoluto e então submetido a um campo magnético. Esse campo magnético fez com que os férmions se juntassem em pares, de forma semelhante aos pares de elétrons que produzem a supercondutividade, o fenômeno no qual a eletricidade flui sem resistência. A equipe da Dra. Jin detectou o emparelhamento e verificou a formação do condensado fermiônico pela primeira vez no dia 16 de Dezembro do ano passado. Apesar da divulgação pela Internet, o trabalho ainda não foi publicado em um periódico científico revisado por outros cientistas.

Açucar invertido?

O açúcar invertido é um ingrediente utilizado pela indústria alimentícia e consiste em um xarope quimicamente produzido a partir do açúcar comum, a sacarose. É usado principalmente na fabricação de balas, para evitar que o açúcar cristalize e dê uma desagradável consistência arenosa ao doce, e biscoitos, aos quais confere maciez e coloração caramelada.

A inversão do açúcar provoca a quebra da sacarose em dois açúcares que formam a sua molécula: glicose e frutose. A fórmula da reação química é a seguinte:

C12H22O11 (sacarose) + H2O (água) => C6H12O6 (glicose) + C6H12O6 (frutose).

O termo invertido decorre de uma característica física da sacarose, que se altera nesse processo: originalmente, um raio de luz polarizada que incide sobre a sacarose gira para a direita. Após o processamento de inversão, a luz desvia para a esquerda.

Lucia Tosi

Referência: Boletim do SBQ
Texto de Heloisa Beraldo do Departamento de Química UFMG

"Comunico, com grande tristeza, que a professora Lucia Tosi faleceu no dia 25/02 em Campinas. Lucia Tosi foi durante muitos anos pesquisadora do CNRS em Paris. Esteve no Brasil em 1977 por ocasião da XVIII International Conference on Coordination Chemistry, 18th ICCC, realizada no campus da USP em São Paulo, e desde então passou a colaborar com pesquisadores de diferentes instituições brasileiras. Participou das primeiras reuniões do Simpósio Nacional de Química Inorgânica (SNQI), o qual, a partir de 1998, passou a chamar-se Brazilian Meeting on Inorganic Chemistry (BMIC). Lucia Tosi foi professora visitante do Departamento de Química da UFMG de 1984 a 1988. Fez depois várias visitas ao Departamento de Química da UFMG
como pesquisadora do CNPq. Ministrou disciplinas de Química Inorgânica, Química Bioinorgânica e História da Química. Teve papel fundamental na consolidação da pesquisa em Química Inorgânica e Bioinorgânica na UFMG e no Brasil. Lucia foi autora de um grande número de artigos científicos abordando vários temas, entre os quais a Química de Metaloproteínas e usos da Espectroscopia Raman. Foi também autora de um livro sobre técnicas
eletroquímicas. Escreveu igualmente muitos trabalhos sobre História da Ciência e sobre o papel das mulheres na Ciência, que foram publicados em revistas internacionais assim como em Química Nova e na revista Ciência Hoje, da SBPC. Contribuiu ainda com a revista Ciência Hoje na Escola. Lucia será sempre lembrada por sua personalidade marcante, sua importante vida acadêmica, seus múltiplos interesses e sua grande alegria de viver."

Descoberta nova fase do elemento Carbono

Da redação do Inovação Tecnológica
24/12/2003

Um grupo de cientistas norte-americanos, trabalhando no National Synchrotron Light Source (NSLS), descobriu uma nova fase do elemento Carbono. Trata-se de um grafite comprimido super duro. "A nova fase é muito dura, ela realmente deixou uma marca sobre o diamante," explicou Chi-chang Kao, um dos membros da equipe chefiada pelo Dr. Wendy L. Mao.

Utilizando um novo método batizado de espalhamento inelástico de raios-X, os pesquisadores estudavam a forma como o carbono se une em "folhas" de grafite sob pressões extremamente altas em uma bigorna de diamante, um equipamento que utiliza faces polidas de diamante para aplicar pressão sobre uma amostra. Atualmente, as pressões atingidas nas bigornas de diamante podem atingir níveis que se aproximam daquelas verificadas no centro da Terra.

No experimento, um feixe de raios-X foi focalizado sobre a amostra na bigorna de diamante através de uma gaxeta de berílio, que é transparente para os raios-X. A energia dos raios-X foi então analisada em resolução muito alta, utilizando cristais óticos. Foi graças a essa capacidade de efetuar medições de espalhamento inelástico de raios-X que os pesquisadores foram capazes de revelar os detalhes das alterações das ligações químicas do carbono sob alta pressão.

O método permite que os pesquisadores distingam e quantifiquem diferentes tipos de ligações de carbono no interior da amostra. Com essa nova informação, eles puderam mostrar de forma conclusiva que a estrutura do grafite sob alta pressão não é diamante hexagonal, uma forma de carbono intermediário entre o grafite e o carbono em termos de dureza. O que os cientistas encontraram de fato foi uma nova estrutura torcida, parecida com o grafite.

Agora os cientistas planejam utilizar o novo método para estudar outros elementos, abrindo caminho para a criação de novas estruturas como os nanotubos ou as "buckballs".

 

Boosting Fuel Cells

Link: http://www.sciencenewsforkids.org/articles/20050615/Feature1.asp

Boosting Fuel Cells

Link: http://www.sciencenewsforkids.org/articles/20050615/Feature1.asp

A Química perde renomado cientista

Com imenso pesar, comunico o falecimento do Professor Frank Albert Cotton, nessa terça-feira, 20 de fevereiro de 2007, em College Sation, Texas, EUA. Cientista renomado e atuante na área de Química Inorgânica, Prof. Cotton deixa um legado incalculável para a ciência, com relação tanto aos seus trabalhos de pesquisa, que compõem cerca de 2.000 publicações, quanto aos seus excelentes livros-texto e obras didáticas, que perfazem um total de 16 livros escritos e 5 dos quais foi editor, sendo alguns deles traduzidos para cerca de 40 idiomas. Sua expressiva contribuição à Inorgânica inclui, em maior destaque, o estudo de complexos inorgânicos contendo ligação metal-metal múltipla que teve início em 1962 quando ele descobriu a existência de ligações duplas, triplas e quádruplas entre íons metálicos. Além do desenvolvimento de métodos preparativos e de estudos sobre propriedades químicas, realizou também extensivos estudos sobre propriedades físicas, os quais englobam a resolução de mais de 1.000 estruturas cristalinas, estudos espectroscópicos e magnéticos e extenso trabalho teórico. Essa obra juntamente com os estudos sobre clusters metálicos transformou o entendimento de como a química de cerca de metade dos elementos da tabela periódica funciona. Ainda atuante, havia já orientado cerca de 113 alunos de Doutorado e recebido mais de 150 Pós-Doutores e cientistas visitantes, vindos de 30 diferentes países, em seu laboratório. Prof. Cotton recebeu números prêmios e medalhas importantes em reconhecimento ao seu trabalho, que se fossem listados aqui preencheriam mais do que duas páginas. Em 1995, a American Chemical Society lançou uma medalha de ouro em sua homenagem: "For Excellence in Chemical Research". Hoje, a American Chemical Society tem o prêmio anual national (e internacional) chamado "The F.A. Cotton Award in Preparative Inorganic Chemistry". Texo de Denise de Oliveira Silva, extraído do Boletim eletrônico do SBQ nº727

  

Cientista precisa ser 'empresário', diz Google

O co-fundador do Google Larry Page, 33, afirmou que os cientistas devem pensar como homens de negócios, pois dessa forma poderiam fazer mais para resolver grandes questões da humanidade. Page fez seu discurso na noite de sexta-feira (16) para cientistas que participam da reunião da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS, na sigla em inglês), realizada em São Francisco, nos Estados Unidos.

"Há muitas pessoas especializadas em marketing, mas, pelo que sei, nenhuma delas trabalha para vocês", disse o vice-presidente do gigante das buscas, segundo a agência de notícias Reuters. "Vamos falar sobre resolver grandes problemas da humanidade. Vamos deixar as pessoas motivadas", continuou, lembrando que teve a idéia de classificar páginas na internet com base em sua relevância "totalmente por acaso".

"Não é fácil fazer isso, mas vocês precisam pensar que os negócios e a iniciativa privada são coisas boas. Se ninguém prestar atenção em vocês, haverá um sério problema de marketing."

Durante o evento, Page deu diversas idéias que podem ser desenvolvidas para contribuir com o prestígio dos cientistas na sociedade. Entre elas, instalações de energia solar no deserto de Nevada e o controle de computadores sobre carros, para reduzir acidentes. "Tenho certeza que se as máquinas tivessem essa missão, menos pessoas morreriam em colisões", disse.

O interesse do Google em fontes alternativas de energia, como mostra a sugestão do deserto do Nevada, não é novo. Quando Page e Sergey Brin (outro co-fundador da empresa) vieram ao Brasil em janeiro de 2006, eles fizeram uma visita ao Grupo Cosan, produtora e exportadora de açúcar e álcool. Na época, eles disseram ter muito interesse no uso de energia limpa e, por isso, quiseram ver algumas dessas iniciativas já colocadas em prática no Brasil.

 

Referência: http://g1.globo.com/Noticias/0,,MUL6423-6174-6388,00.html

A química do cabelo

Link:

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/cabelo.html

Metabolismo do Etanol

Níveis de álcool no sangue

Localiza-se traços de etanol (EtOH, “álcool”) na fermentação de frutas, enquanto que concentrações mais elevadas são encontradas em bebidas alcoólicas. A quantidade de álcool em bebidas alcoólicas é geralmente dada em termos de porcentagem. Para calcular o nível de álcool no sangue, é útil converter o valor para gramas de etanol (densidade = 0,79kg/L). Assim, uma garrafa de cerveja (0,5 L com 4% álcool de v/v) contém 20mL = 16g de etanol. Considerando uma garrafa de vinho (0,7L com 12% de álcool v/v) contém 84mL = 66g de etanol.
O etanol é rapidamente levado a área digestiva por difusão. O nível máximo de etanol no sangue é alcançado entre 60 e 90 min depois do consumo de bebida alcoólica. Porém, a taxa de absorção é influenciada por muitos fatores diferentes. Em um estômago vazio, uma bebida quente, ou na presença de ácido carbônico (como no champagne) todo o sangue é usado na absorção do álcool, considerando que uma refeição pesada tem efeito contrário. O álcool é rapidamente distribuído ao longo do organismo. Aparentemente, o álcool acessa cerca de 70% do corpo. Assim, a absorção rápida e completa do álcool contido em uma garrafa de cerveja (16g) uma pessoa de 70kg conduz a um nível de álcool no sangue de 0,033% (a distribuição é 70 . 0,7kg = 49kg dão aproximadamente 0,33g/L ou 7,2 mM). O nível letal de álcool é de 0,3 – 0,4%.

Metabolismo do etanol

O principal local de degradação do etanol é o fígado, onde a “alcohol dehydrogenase” transforma etanol em etanal, (acetaldeído) que é oxidado mais adiante a acetato pela enzima “aldehide dehydrogenase”. O acetato é então convertido a Acetyl-Coa pela “acetate-Coa Ligase” em uma reação dependente de ATP. A produção de acetyl-Coa constitui a ligação entre degradação de etanol e metabolismo de intermediário.

Além da “alcohol dehydrogenase” do citoplasma, outras enzimas estão envolvidas na degradação do etanol, i.e., catalase e Cyt P450, antigamente chamado de “alcohol microsomal que oxida sistema”, ou MEOS. Baixas concentrações já são suficientes para alcançar a taxa máxima de degradação do etanol. Assim, depois da entrada de álcool, há um lento declínio constante na quantia de etanol no corpo. O conteúdo calórico de etanol é 29,4 kJ.g-1. Bebidas alcoólicas podem incluir uma parte principal da entrada de energia, especialmente para alcoólatras.
Foi focalizada muita atenção nas ações de álcool. Não obstante, os mecanismos exatos envolvidos ainda não são completamente entendidos. Os efeitos agudos de etanol são semelhantes aos de narcóticos. Muitos deles podem ser explicados através de efeitos nas membranas de neurônios.

Danos ao fígado

O consumo elevado de etanol durante muitos anos pode conduzir danos no fígado. O limite diário para um homem saudável é aproximadamente 60 g, e para mulher aproximadamente 50g, considerando uma ingestão diária regular de etanol. Estes valores dependem muito do peso da pessoa, da saúde e do uso de medicamentos.
No fígado, os níveis altos de NADH e Acetyl-CoA, que são resultado do metabolismo de etanol, inibem atividade do ciclo do ácido cítrico e cetogenese, considerando que eles mostram um efeito estimulador na síntese de gorduras neural e colesterol. Ocorre então um armazenamento de lipídeos no fígado. Este aumento no conteúdo gorduroso do fígado (de menos que 5% para mais que 50% do peso seco) é normalmente reversível.
O alcoolismo se torna um problema severo quando as células do fígado começam a morrer. Uma vez que a cirrose do fígado começa, os danos chegam a um estado irreversível que é caracterizado por perda progressiva de função do fígado.

Referência:

http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_06.htm

Para saber mais:

QMCWeb - Etanol
http://qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/etanol.html

Kennesaw State University - Alcohol and you
http://chemcases.com/alcohol/

Aspectos bioquímicos da ingestão de álcool
http://www.chemkeys.com/bra/md/eddns_2/sdub_2/abdida_2/abdida_2.htm

Lições da natureza: o exemplo da banana

Para acessar o texto clique no link:

 

http://usabilidoido.com.br/licoes_da_natureza_o_exemplo_da_banana.html

Descoberta nova classe de polímeros que desafia livros-texto de química

Link: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070119

Da redação19/01/2007

A ciência está cheia de pequenas verdades que se pretendem eternas. Esses "axiomas" são construídos a partir das teorias atualmente aceitas e, se quebrados, podem exigir a reconstrução de toda a teoria. Essa ameaça ao "status quo" pode ser perigosa e é freqüentemente rechaçada com veemência por cientistas que se fixam num determinado paradigma. Thomas Kuhn explicou muito bem como esse processo funciona.
Mas os cientistas realmente "de ponta" nunca se prestam à adoração das teorias atuais; na verdade, eles adoram desafiá-las e achar falhas, inconsistências e incompletudes nessas teorias. E é justamente isto o que faz a ciência avançar.
Foi o que aconteceu durante o trabalho dos químicos Chris Snively e Jochen Lauterbach, da Universidade de Delaware, Estados Unidos. Os livros-texto de química dos polímeros afirmam categoricamente que toda uma classe de pequenas moléculas chamadas 1,2-etilenos dissubstituídos não podem ser transformados em polímeros - o bloco básico para a construção de tudo o que conhecemos comumente por plásticos.
Mas os dois cientistas provaram que os livros-textos estão errados. Como resultado de sua "heresia", e como prêmio de sua persistência, eles descobriram uma nova classe de filmes poliméricos ultra finos, com aplicações potenciais que vão desde o revestimento de minúsculos equipamentos eletrônicos, até o desenvolvimento de uma nova classe de células solares plásticas.
Polimerização é uma reação química na qual os monômeros - pequenas moléculas com unidades estruturais repetidas - juntam-se para formar uma longa molécula com a estrutura parecida com uma corrente - um polímero. Cada polímero geralmente consiste em 1.000 ou mais desses pequenos monômeros. O nosso DNA é um exemplo de um polímero natural, enquanto os plásticos são polímeros artificialmente construídos pelo homem.
Normalmente os polímeros são feitos colocando-se os monômeros em um solvente e submetendo a solução ao calor ou à luz. Mas, para construir o novo polímero, os dois cientistas utilizaram um novo processo, que não utiliza solvente.
O processo de deposição-polimerização ocorre em uma câmara de vácuo, sob baixa pressão. O material a ser recoberto com o filme - um pedaço de metal, por exemplo - é colocado na câmara e resfriado abaixo do ponto de congelamento do monômero. O vapor de monômero entra na câmara e se condensa sobre o metal. A seguir o filme resultante é exposto à luz ultravioleta para iniciar a polimerização.
Esse processo por enquanto só funciona em laboratório, produzindo quantidades muito pequenas do novo polímero. Os cientistas agora vão se dedicar a desenvolver técnicas para que ele funcione em larga escala, o que permitirá sua utilização pela indústria.

Bibliografia:Polymerization of "Unpolymerizable" Molecules through Topological ControlChris Snively, Jochen LauterbachMacromolecules

Vol.: 39(24) pp 8210 - 8212

DOI: 10.1021/ma061724j

Nova teoria liberta materiais compósitos de restrições

Da redação14/02/2007
Link: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070214

Materiais compósitos já são utilizados em um sem-número de produtos comerciais ditos de alta tecnologia - de asas de aviões a raquetes de tênis. Mas eles continuam sempre nas listas de "materiais promissores" e "materiais do futuro" graças às incríveis propriedades que se pode dar a eles e, por decorrência, às suas possibilidades comerciais.
O nome compósito vem da composição de uma nova estrutura a partir de dois ou mais materiais diferentes. O material resultante tem propriedades muito superiores aos materiais que o formam, sendo que essas propriedades podem ser ajustadas de acordo com a necessidade da aplicação que os engenheiros têm em mente.
Os pesquisadores têm pesquisado e fabricado materiais compósitos com base em um fundamento teórico que já dura mais de 50 anos. Essa teoria estabelece que esses materiais híbridos somente podem ter em sua composição materiais que sejam individualmente estáveis - caso contrário o material estável não seria estável.
Agora, cientistas da Universidade Wisconsin-Madison, Estados Unidos, finalmente jogaram por terra essa teoria e provaram que um material compósito pode ser estável mesmo se ele contiver um material com uma dureza ("stiffness") negativa, ou instável por si mesmo. Para isso, basta que esse material seja inserido em outro que tenha uma estabilidade suficiente.
"[Nosso trabalho] está dizendo que você agora pode usar uma gama muito maior de propriedades para um dos dois materiais," diz o professor Walter Drugan, um dos formuladores da nova teoria.
A teoria anterior estabelecia que, ao juntar dois materiais com durezas diferentes, o material resultante não poderia ter uma dureza que fosse maior do que aquela do componente de maior dureza.
"Entretanto, todos esses limites teóricos são baseados na hipótese de que cada material no compósito tem uma dureza positiva - em outras palavras, que cada material é estável por si mesmo," diz Drugan.
Foi justamente essa pressuposição que os pesquisadores alteraram, construindo a nova teoria que agora dará muito maior liberdade aos projetistas e cientistas dos materiais na construção de materiais com novas e mais avançadas propriedades.

Bibliografia:Elastic Composite Materials Having a Negative Stiffness Phase Can Be StableWalter J. DruganPhysical Review Letters2 February 2007
Vol.: Volume 98, Number 5
DOI: 10.1103/PhysRevLett.98.055502

Plástico de mandioca para embalar alimentos é biodegradável e pode ser comido

Fábio de Castro
Agência FAPESP
08/02/2007

Pesquisadores da Escola Politécnica USP desenvolveram um filme plástico à base de amido de mandioca e açúcares. Projetado para ser utilizado em embalagens, o plástico é biodegradável, comestível, tem propriedades antibacterianas e pode mudar de cor de acordo com o estado de conservação do produto.

A novidade ainda está em fase de desenvolvimento, mas pode ser uma alternativa para um grave problema ambiental. O Brasil consome cerca de 4 milhões de toneladas de plástico anualmente e recicla apenas 16,5% desse total, de acordo com a Associação Brasileira de Embalagens. Um terço corresponde ao plástico filme e dois terços ao plástico rígido. A estimativa para a decomposição desses materiais no ambiente é de cerca de cem anos.

Além da redução de lixo, por ser biodegradável, a invenção poderá reduzir os conservantes sintéticos dos alimentos, devido à ação antimicrobiana. O produto é resultado do pós-doutorado da engenheira química Cynthia Ditchfield, do Laboratório de Engenharia de Alimentos do Departamento de Engenharia Química da Poli.

A pesquisadora faz parte de uma equipe supervisionada pela professora Carmen Tadini. O projeto tem apoio da FAPESP na modalidade Auxílio a Pesquisa. Cynthia contou com uma bolsa de pós-doutorado da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Ministério da Educação.

A busca de um polímero natural biodegradável é uma tendência mundial. "Utilizamos o amido de mandioca como base com a intenção de agregar valor, uma vez que o Brasil é o segundo maior produtor mundial do tubérculo", disse Cynthia à Agência FAPESP.

De acordo com a pesquisadora, o novo plástico filme possibilitará a fabricação de embalagens ativas que, além de proteger, interagem com o produto, agregando novas utilidades. Um exemplo é a ação antimicrobiana. "Adicionamos ao material da embalagem produtos como cravo e canela, que são antimicrobianos naturais. O resultado é um aumento da vida útil do produto na prateleira", explicou.

Indicador de acidez

Outra característica ativa da nova embalagem é a indicação de acidez. Segundo Cynthia Ditchfield, muitos alimentos, quando se deterioram, sofrem alterações no pH, que fica mais ácido. Em contato com o alimento, o plástico muda de cor, indicando se as condições estão boas.

"O indicador de pH pode dar segurança ao consumidor de que o produto não está estragado ou passou por más condições. A embalagem também pode indicar, por exemplo, se um produto está em boas condições, ainda que a validade tenha expirado", explicou.

Para a mudança de cor da embalagem, os pesquisadores utilizaram extratos naturais de repolho roxo, uva e cereja. "São pigmentos do grupo das antocianinas, que mudam de cor com o pH", disse. O repolho foi o mais eficiente nos testes, mas a uva seria interessante para possibilitar uma nova destinação para as sobras da fabricação de vinho. "Fizemos testes com resíduos de vinícolas e eles foram bem satisfatórios."

Cynthia explica que a matéria-prima utilizada na embalagem é barata, mas que não há ainda estimativas se o produto será mais caro do que os plásticos convencionais. A definição dependerá do processo industrial que for adotado.

"Ainda precisamos desenvolver a embalagem, principalmente em relação à barreira de umidade e à função antimicrobiana. Faltam testes de aplicação e melhoramento. Depois disso, será preciso projetar a produção industrial", disse.

Para a pesquisadora, o produto deverá chamar a atenção da indústria após a fase de testes preliminares. "Todos os elementos utilizados no produto - a mandioca, a sacarose e os compostos antimicrobianos - são produzidos e exportados pelo Brasil. A idéia é agregar valor a produtos nacionais", afirmou.