Grafeno : o "queridinho" dos componentes eletrônicos e circuitos integrados.

Extraido de LQES NEWS

Já há muita coisa sobre o grafeno nas notícias do LQES. Esse material, composto de um único plano de um cristal de grafite e que tem, portanto, a mesma estrutura reticular de um nanotubo desenrolado, partilha um grande número das propriedades mirabolantes dos nanotubos de carbono, e notadamente a mobilidade eletrônica a mais elevada, à temperatura ambiente, entre todos os materiais conhecidos.

Essas propriedades fazem das estruturas à base de carbono componentes ideais para as aplicações nos circuitos de alta freqüência.

Além disso, a estrutura intrinsecamente bidimensional do grafeno o torna especialmente adaptado à fabricação de componentes eletrônicos e de circuitos integrados, utilizando os procedimentos planares familiares à indústria dos semicondutores.
Utilizando esses "materiais-miraculosos", os pesquisadores do Centro de Pesquisa J. Watson da IBM em Yorktown Heigts (EUA) fabricaram transistores do tipo top-gated, ou seja: com uma grade depositada por cima. Uma vez caracterizados, os transistores não deixaram por menos: se comportam como transistores de efeito de campo (FET) usuais, com uma freqüência de corte (cutoff) que pode atingir os 26 GHz, para um comprimento de grade de 150 nm. Em artigo publicado on-line sob forma de pré-publicação, os autores do estudo afirmam que seus resultados indicam que - com a condição de poder manter a mobilidade elevada do grafeno durante todo o procedimento de fabricação - os componentes FET caracterizados por uma freqüência de corte vizinha do TeraHertz (o Santo Graal das tecnologias) poderão ser realizados com um comprimento de grade de apenas 50 nm. Lembremos que com componentes à base de silício, deve-se reduzir o tamanho da grade abaixo de 30 nm para poder atingir freqüências de cerca de 300 GHz.

O nó (porque há sempre um nó) é neste momento, o dielétrico da grade diminui drasticamente as performances do transistor de grafeno, "jogando fora" os excelentes benefícios ligados à mobilidade intrínseca deste material. O procedimento de fabricação deverá, portanto, ser sensivelmente melhorado antes que esses componentes inovadores possam cumprir suas promessas.

Certamente o silício não é o material do futuro, mas o futuro sem silício não faz senão se anunciar!

NanotechWeb, 05 de janeiro, 2009 (Tradução/Texto - MIA).

Nota do Managing Editor: não consta da matéria original a ilustração que figura na notícia.

Superfícies metálicas possibilitam crescimento de nanoilhas de grafeno.

Extraido de LQES NEWS


A fabricação de dispositivos à base de grafeno envolverá, inevitavelmente, seu contato com eletrodos metálicos, algo que pode alterar as propriedades eletrônicas do grafeno na região dos contatos e, com isso, afetar a performance do dispositivo. Segundo os pesquisadores da Columbia University, em New York, do Brookhaven National Lab e do National Research Center, em Modena, Itália, o entendimento da interface metal-grafeno é crucial. Eles têm crescido nanoilhas de grafeno na superfície do cobalto e investigam essas nanoestruturas usando microscopia de varredura por tunelamento. Os resultados revelaram que há um forte acoplamento eletrônico na interface entre os dois materiais que, como esperado, altera de forma significativa as propriedades do grafeno.
Crescer grafeno sobre metais como cobalto ou níquel é interessante por duas razões, dizem os líderes das equipes George Flynn e Tony Heinz, do Nanoscale Science and Engineering Center, na Columbia, e Mark Hybertsen, de Brookhaven. Primeiro, a constante de rede da superfície do Co(0001) e do Ni(111) "se casam" com as constantes de rede do plano do grafeno. Isto significa que camadas estáveis podem ser crescidas, sem a necessidade de se ter superestruturas complexas, necessárias no caso da utilização de metais com grande "descasamento" de rede. Segundo, Ni e Co são materiais ferromagnéticos usados em aplicações da spintrônica, dispositivos que exploram não só o spin do elétron como também sua carga.

Usando uma técnica de evaporação a vácuo, os pesquisadores colocaram moléculas precursoras em fase sólida contendo carbono (hexabenzacoroneno) no interior de uma câmara de ultra-alto vácuo aumentando a temperatura até 605 K para depositar as moléculas sobre uma superfície limpa de Co(0001). Em seguida, realizaram o tratamento térmico do substrato de cobalto com as moléculas adsorvidas na temperatura de 600 K, durante 20 minutos na câmara de vácuo para produzir nanoilhas de grafeno bem isoladas e bem definidas. Finalmente, a amostra foi resfriada a 4,9 K para as medidas de microscopia de varredura por tunelamento.

A equipe observou que dois átomos de carbono da célula unitária do grafeno ficam no topo de um átomo de cobalto, enquanto o outro átomo de carbono está localizado em um sítio vazio eqüidistante de três átomos de cobalto (ver ilustração) da superfície Co(0001). Foi observado também um forte acoplamento entre o grafeno e a superfície do cobalto (se comparado com a superfície de outros metais tais como prata, cobre ou platina). Isto significa que a estrutura eletrônica do grafeno que está em contato com o Co(0001) é muito diferente daquela do grafeno isolado.


Abrindo um gap

"A hibridização entre os orbitais p do grafeno e d do cobalto abrem um gap na estrutura eletrônica próximo do nível de Fermi do grafeno", diz Flynn. "Este efeito é devido principalmente ao ambiente assimétrico dos dois átomos de carbono na cela unitária do grafeno que surge naturalmente quando ele se encontra na superfície de Co(0001)."

O grafeno pode ser usado como um material carreador de spin, no futuro, enquanto que o cobalto é um dos materiais ferromagnéticos mais explorados em aplicações de spintrônica. O acoplamento estrutural e eletrônico entre grafeno e cobalto na região de contato, revelado por este estudo, será muito importante para o desenvolvimento de dispositivos de spintrônica baseados em grafeno.

"Por exemplo, um gap aparece na estrutura eletrônica do grafeno sobre o cobalto, graças ao forte acoplamento entre os dois materiais. Este fato indica que um dos parâmetros-chave para uma injeção eficiente de spin no grafeno é o ajuste da intensidade do acoplamento entre o grafeno e o material ferromagnético", explicou Flynn. Tal sintonia poderia ser obtida se inserindo uma camada espessa de óxido ou um metal não magnético entre os dois materiais.

Nanotechweb (Tradução - AGF).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título "Structure and Electronic Properties of Graphene Nanoislands on Co(0001)", de autoria de D. Eom, D. Prezzi, K. T. Rim, H. Zhou, M. Lefenfeld, S. Xiao, C. Nuckolls, M. S. Hybertsen, T. F. Heinz e G. W. Flynn, foi publicado on-line na revista NanoLetters, 2009 e pode ser acessado no link http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl900927f.

Depois do grafeno e do grafano, o grafono, um semicondutor magnético.

Extraido de LQES NEWS


A equipe de pesquisadores da Virginia Commonwealth University (EUA), Peking University, em Beijing (China), Chinese Academy of Science, em Shanghai (China) e Tohoku University, em Sendai (Japão) usou modelagem computacional para realizar o design de um novo material, o grafono, derivado do conhecido grafeno.

O grafeno, criado em laboratório pelos cientistas há cinco anos, é 200 vezes mais resistente que o aço, seus elétrons apresentam alta mobilidade e ele tem propriedades óticas e de transporte bastante peculiares. Alguns especialistas acreditam que o grafeno é mais versátil que os nanotubos de carbono, e a habilidade em tornar o grafeno magnético potencializa novas aplicações desses materiais em spintrônica, área que explora o spin do elétron para memória e processamento de dados.

Apesar das propriedades do grafeno poderem ser significativamente modificadas pela introdução de defeitos e pela saturação com hidrogênio, tem sido bastante difícil para os cientistas manipular a estrutura para torná-lo magnético.

"O novo material que estamos prevendo, o grafono, torna o grafeno magnético, controlando simplesmente a cobertura de hidrogênio, ou seja, quanto de hidrogênio é colocado na sua superfície. Este procedimento evita as dificuldades encontradas para sintetizar grafeno magnético", disse Puru Jena, professor do Departamento de Física da Virginia Commonwealth University.

"Existem muitas maneiras de engenheirar novos materiais funcionais simplesmente mudando sua composição e estrutura. Nossa descoberta pode guiar os pesquisadores, no futuro, para obter este material no laboratório e explorar o seu potencial de aplicação tecnológica", disse Jena.

"Um dos impactos importantes desta pesquisa é que a semi-hidrogenação fornece uma maneira peculiar de sintonizar o magnetismo. A folha de grafono ferromagnética terá possibilidade de aplicações nos dispositivos à base de grafeno sem precedentes", disse Qiang Sun, professor associado à equipe da Virginia Commonwealth University.

(1) O grafeno possui uma cobertura completa de hidrogênio, enquanto no grafono apenas metade dos átomos de carbono do grafeno é coberta com hidrogênio (semi-hidrogenação).

Science Dayly (Tradução - AGS).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título "Ferromagnetism in Semihydrogenated Graphene Sheet", de autoria de J. Zhou, Q. Wang, Q. Sun, X. S. Chen, Y. Kawazoe e P. Jena foi publicado on-line na revista Nano Letters, podendo ser acessado no link http://dx.doi.org/10.1021/nl9020733.

O grafeno bate mais um recorde : surge o transistor de 100 GHz.

Extraido de LQES NEWS

Físicos americanos fabricaram, à base de grafeno, um transistor, o mais rápido do mundo, cuja frequência de corte é de 100 gigahertz. O dispositivo ainda pode ser miniaturizado e otimizado, de modo que poderá, em breve, superar os dispositivos convencionais feitos à base de silício, diz a equipe. O transistor pode encontrar aplicações em comunicações na faixa de microondas e em sistemas de imageamento.

O grafeno, uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura, tem se mostrado uma grande promessa para uso em dispositivos eletrônicos, dado que os elétrons podem se mover através dela a velocidades extremamente altas. Isso ocorre porque se comportam como partículas relativísticas sem massa de repouso. Esta, e outras propriedades físicas e mecânicas peculiares, sugerem que este "material maravilhoso" poderá substituir o silício como material básico para a eletrônica podendo, inclusive, ser utilizado na fabricação de transistores mais rápidos do que qualquer outro hoje existente.
Phaedon Avouris, Yu-Ming Lin e colegas da IBM TJ Watson Research Center, em Nova York (EUA), iniciaram o processo de fabricação do transistor de efeito de campo (FET) pelo aquecimento de uma "bolacha" de carbeto de silício (SiC) para criar uma camada superficial de átomos de carbono, na forma de grafeno. Eletrodos paralelos como "fonte" e "dreno" foram depositados no grafeno, deixando os canais de grafeno expostos entre esses eletrodos, como mostrado na figura.


Protegendo o grafeno

A próxima etapa é a mais complicada e demanda o depósito de uma fina camada isolante sobre o grafeno exposto, sem afetar suas propriedades eletrônicas. Para fazer isso, o primeiro passo consiste em depositar uma camada de 10 nm do polímero poli-hidroxiestreno (já usado na indústria de semicondutores) para proteger o grafeno. Em seguida, a camada de óxido convencional foi depositada, seguida de um eletrodo metálico que atua como porta do transistor.

O comprimento da porta é relativamente grande (240 nm), mas a mesma pode ser miniaturizada para melhorar a performance do dispositivo, declaram os pesquisadores.

O transistor de grafeno já conta com uma maior frequência de corte, superior aos dispositivos MOSFET à base de silício para o mesmo comprimento de porta (estes têm uma frequência de corte em torno de 40 GHz). Frequência de corte é aquela acima da qual um transistor sofre uma degradação significativa em seu desempenho. O novo dispositivo quebra o recorde anterior da própria IBM - 26 GHz -, noticiado em janeiro de 2009.


Relevância tecnológica

Diferentemente da maioria dos FETs à base de grafenos, que tinham sido fabricados a partir de flocos de grafeno, o dispositivo da IBM é feito usando técnicas já utilizadas pela indústria de semicondutores. "Nosso trabalho é a primeira demonstração de que dispositivos de alto desempenho, à base de grafeno, podem ser fabricados em escala de bolachas de forma tecnologicamente relevante", disse Avouris.

Um obstáculo para esses dispositivos à base de grafeno, contudo, é que não podem ser utilizados em circuitos digitais, tais como os usados em computadores. Isto ocorre porque o grafeno tem um gap de energia nulo, entre sua banda de condução e de valência. É exatamente tal lacuna que permite que os semicondutores convencionais sejam utilizados como chaveadores de corrente ON e OFF.

Ao invés de usados em circuitos digitais, tais transistores de alta frequência podem ser usados, por exemplo, para amplificar sinais de micro-ondas em comunicações e aplicações de imageamento, incluindo radar de alta resolução, imagens médicas e de segurança.

Os pesquisadores da IBM planejam agora reduzir as dimensões dos transistores, melhorar a pureza do grafeno e otimizar a arquitetura do dispositivo. "Tais transistores têm o potencial de superar sobremaneira os dispositivos convencionais", disse Avouris.

A equipe procura também maneiras de criar um gap de energia (band gap) no transistor à base de grafeno, para que este possa ser utilizado em aplicações digitais.

Nanotechweb (Tradução AGS.).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título "100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene", de autoria de Y.-M. Lin, C. Dimitrakopoulos, K.A. Jenkins, D.B. Farmer, H.-Y. Chiu, A. Grill e Ph. Avouris foi publicado na revista Science, volume 327. número 5966, pág. 662-665, 2010, DOI: 10.1126/science.1184289.

Célula solar à base de grafeno, cada vez mais próxima da realidade.

Extraido de LQES NEWS

Objetivando fabricar grandes folhas de carbono para coletar luz, químicos da Universidade de Indiana em Bloomington (EUA) criaram uma solução não usual - anexaram o que equivale a um conjunto de tentáculos em cada lado de folhas de grafeno. Utilizando este método, os cientistas afirmam que foram capazes de dispersar as folhas contendo 168 átomos de carbono, um feito pioneiro.

"Nosso interesse vem do desejo de encontrar um material alternativo, e de fácil disponibilidade no mercado, com alto poder de absorção de luz solar", disse o químico Liang-shi Li, que liderou a pesquisa. "Atualmente, os materiais mais utilizados como absorvedores de luz em células solares são o silício e compostos contendo rutênio. Cada um tem suas desvantagens."

A principal desvantagem é o custo e a disponibilidade a longo prazo. As células solares baseadas em rutênio podem ser potencialmente mais baratas que as baseadas em silício, mas o rutênio é um metal raro na Terra, tão raro quanto a platina, e se esgotará rapidamente quando a demanda aumentar.

O carbono é barato e abundante, e na forma de grafeno, capaz de absorver luz em uma ampla faixa de freqüência. O grafeno é essencialmente a mesma coisa que o grafite (material usado para fazer o lápis), exceto que o grafeno é apenas uma folha de carbono, com um átomo de espessura. O grafeno é uma promessa como material eficiente, de produção barata, e o menos tóxico dentre os materiais alternativos a serem usados em células solares. Entretanto, ele também tem "aborrecido" os cientistas.

Para que uma folha de grafeno possa ser de alguma utilidade para coletar luz, ela deve ser grande. Contudo, para utilizar a energia solar absorvida na forma de eletricidade, a folha não pode ser muito grande. Infelizmente, trabalhar com grandes folhas de grafeno é difícil, e o controle do tamanho é mais difícil ainda. Quanto maior a folha de grafeno, mais "pegajosa" ela é, o que a torna mais susceptível de atrair e de "grudar" nas outras folhas de grafeno. Ter várias camadas de grafeno (grafite) pode ser bom para se usar como lápis, mas as propriedades elétricas ficam prejudicadas.

Químicos e engenheiros descobriram diferentes estratégias para manter as folhas de grafeno isoladas umas das outras. A solução mais eficaz - antes dos trabalhos da Universidade de Indiana -, era baseada na exfoliação do grafite (abordagem top-down) em folhas e o seu envolvimento com polímeros, para torná-las isoladas umas das outras. No entanto, tal processo faz com que as folhas de grafeno tenham tamanhos aleatórios e muito grandes para absorver luz nas células solares.

Li e seus colaboradores puseram à prova uma idéia diferente. Anexando grupos laterais semirrígido, semiflexível e tridimensionais nas bordas do grafeno, foram capazes de limitar as folhas de grafeno com tamanho de 168 átomos de carbono e, ao mesmo tempo, promover a adesão entre estas folhas. Com este método, conseguiram produzir folhas de grafeno pequenas (abordagem bottom-up) e com tamanho uniforme. Para os pesquisadores, trata-se da maior folha de grafeno estável já produzida, usando-se a abordagem bottom-up.

O grupo anexado na borda do grafeno consiste de um anel de carbono hexagonal e três longas cadeias compostas de carbono e hidrogênio. Como a folha de grafeno é rígida, o grupo é forçado a girar 90 graus em relação ao plano do grafeno. As três cadeias silvosas possuem liberdades de movimento, mas duas delas tendem a envolver a folha de grafeno em que estão ligadas.

As cadeias não se limitam somente a funcionarem como gaiolas. Elas também servem como direcionadores para o solvente orgânico, de modo que toda a estrutura pode ser dissolvida. Li e seus colegas foram capazes de dissolver 30 mg desta espécie em 30 mL de solvente.

"Neste trabalho, encontramos uma nova forma de fazer grafeno solúvel," disse Li. "Isso é tão importante quanto o tamanho relativamente grande do grafeno em si."

Para testar a eficácia do grafeno como absorvedor de luz, os cientistas construíram células solares rudimentares, usando dióxido de titânio como aceitador de elétrons. Os cientistas foram capazes de atingir uma densidade de 200 microamperes-por-cm² de corrente e uma tensão de circuito aberto de 0,48 volts. As folhas de grafeno absorveram uma quantidade significativa de luz na faixa do visível ao infravermelho próximo (200-900 nm), com um pico de absorção ocorrendo em 591 nm.

Os cientistas estão redesenhando as folhas de grafeno com extremidades "pegajosas" para se ligarem ao dióxido de titânio, que irá melhorar a eficiência das células solares. "Coletar a energia do sol é o primeiro passo," disse Li. "Como transformar a energia em eletricidade é o próximo. Acreditamos que tivemos um bom começo."

Os doutorandos Xin Xiao e Yan Cui e o posdoc Binsong Li também contribuíram para a pesquisa, que foi financiada pela National Science Foundation e pelo American Chemical Society Petroleum Research Fund.

Science Daily (Tradução AGS).

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título: "Large, Solution-Processable Graphene Quantum Dots as Light Absorbers for Photovoltaics", de autoria de Xin Yan, Xiao Cui, Binsong Li e Liang-shi Li foi publicado, on-line, na revista Nano Letters, DOI: 10.1021/nl101060h.

Computadores compostos por apenas uma molécula ? Quem sabe ?

Extraido de LQES NEWS
No terreno das nanotecnologias "parece" que já não se pode duvidar de mais nada. "Tudo é possível!". Pelo menos é o que certos desenvolvimentos, como aquele realizado por pesquisadores russos do Instituto de Microeletrônica de Chernogolovka, em associação com colegas da Universidade de Manchester (Reino Unido), autorizam imaginar.

Em pesquisa conjunta, os pesquisadores teriam desenvolvido o primeiro material com as dimensões de um átomo, revelando assim a existência de uma nova classe de materiais, que poderia levar à concepção de computadores compostos por uma só molécula.

As duas equipes teriam conseguido extrair camadas de átomos de carbono de cristais de grafite, o que as levou à produção da estrutura mais fina possível - o grafeno. A nanoestrutura pertence à família das moléculas fulereno, descoberta nos últimos 20 anos, mas pela primeira vez seria bidimensional.

No momento, os pesquisadores se concentram sobre as propriedades eletrônicas da nanoestrutura de carbono. Utilizando técnicas de litografia e de gravação, a equipe russa está encarregada de transformar em transistor as estruturas preparadas em Manchester. Ela teria mostrado que na condição ambiente tem-se um transistor de campo ambipolar, e que a microestrutura teria uma excelente qualidade, podendo os elétrons se deslocar, sem dispersão, da fonte ao dreno, propriedade esta importante para a concepção de transistores de transmissão ultra-rápida.

Em se tratando de microprocessadores, a ordem parece ser fazê-los cada vez mais potentes e mais rápidos. Para atingir tal objetivo, os engenheiros empenham-se na redução do tamanho dos transistores, tornando cada vez menor a distância a ser percorrida pelos elétrons para comutar os 0 e os 1.

Assim, cientistas imaginam transistores compostos de uma única molécula, uma visão nada "science fiction" após a descoberta dos cientistas russos e ingleses. Mesmo que trabalhando atualmente sobre estruturas ao redor de 10 mícrons de comprimento, não existiria limitação fundamental do tamanho lateral das nanoestruturas de carbono.

Segundo o Doutor Novoselov, "Há apenas 10 anos, os nanotubos não atingiam o mícron. Hoje, os cientistas fazem nanotubos de vários centímetros de comprimento, e progressos similares podem razoavelmente ser esperados para as nanoestruturas de carbono".

Expert, 01 Novembre, 2004. (Tradução/Texto - MIA)

Grafenos : futuro da miniaturização ?

Extraido de LQES NEWS

Ninguém espere que a tecnologia à base de silício, tão em uso na indústria microeletrônica, seja algo que vá permanecer ad infinitum. Os avanços nessa área são tão surpreendentemente rápidos e, quando atingidos os limites do ínfimo com essa tecnologia, a microeletrônica deverá contar, e na certa contará, com outros recursos.

Para garantir o futuro da microeletrônica, logo, da miniaturização de aparelhos, pesquisadores já partiram para a realização de transistores funcionais feitos a partir do grafeno, uma nova forma de carbono - descoberta, há dois anos, pelo físico Andre Geim -, com a espessura de apenas um átomo.

Já, quando de sua descoberta, pesquisadores da Universidade de Manchester, na Inglaterra, entre eles Geim, logicamente, já tinham conseguido criar transistores em grafeno, mas, infelizmente, os aparelhos existentes naquele momento eram incapazes de interromper completamente a corrente. Agora, o novo desenvolvimento permite produzir transistores capazes de um dia virem a equipar computadores e outros aparelhos eletrônicos.

Enquanto o silício e os demais materiais conhecidos tornam-se instáveis quando em tiras de algumas dezenas de nanômetros de largura, o grafeno permanece estável e conserva sua condutividade mesmo em tiras de apenas alguns nanômetros de largura. As empresas de semicondutores utilizam freqüentemente uma tecnologia de fabricação em silício de 45 nanômetros, o que deixa pouco espaço para uma miniaturização contínua nessa área.

Futuramente, os circuitos eletrônicos poderão ser "talhados" a partir de uma única folha de grafeno, de dimensões nanoscópicas, composta de átomos de carbono, apenas. E, é bom lembrarmos sempre, que um nanômetro corresponde à milionésima parte do milímetro.

Mas, como nem tudo são flores, a tecnologia desenvolvida na Universidade de Manchester está ainda longe de ser comercializada. Leonid Pomarenko, líder de pesquisa do grupo, diz que, "no momento, nenhuma tecnologia permite ainda recortar elementos individuais com precisão da ordem de apenas alguns nanômetros", e acrescenta: "por hora, devemos nos contentar em adequar nossas tiras a essa escala de largura". Não será possível, antes de 2025, falar de uma indústria de microprocessadores a base de grafeno, prediz André Geim, diretor do Centro de Mesoscopia e Nanotecnologia de Manchester.

O grafeno é o único sucessor viável para o silício, afirma Geim, que diz que "esse material combina várias características interessantes, demonstradas por outras tecnologias já examinadas como alternativa ao silício. O grafeno combina em um único material as propriedades extraordinárias dos nanotubos de carbono, assim como a eletrônica de um único elétron e a eletrônica molecular".

As formas comuns do carbono são a grafite (onde os átomos são arranjados em "folhas" ligadas entre si por ligações fracas, o que explica suas propriedades lubrificantes) e o diamante (no qual os átomos formam uma estrutura cristalina regular e muito resistente). Os cientistas compararam o arranjo atômico do grafeno à tela de um galinheiro, mas apresentando uma leve ondulação em sua espessura, reforçando, assim, sua estrutura.

O espectro de aplicações perspectivadas para o material é amplo. Para citar apenas duas: melhoria da definição de imagens produzidas para microscópios eletrônicos e a separação de gases por meio de peneiras moleculares.

Canoe (www2.canoe.com), consultado em 03 de março, 2007 (Tradução/Texto - MIA).

"Material maravilha" é pouco para o grafeno !

Extraido de LQES NEWS

Mais uma vez o grafeno justifica sua denominação: "material maravilha". Uma descoberta fortuita, feita na Universidade da Califórnia - Berkeley poderia, de fato, conduzir à emergência de uma área já batizada como "straintronics". Durante esse tempo, na Universidade Rice, os pesquisadores estudam um material conhecido pelo nome "grafeno branco". Estas duas novidades apontam na mesma direção: a utilização do grafeno como material de base para substituir o silício na eletrônica de amanhã.


Straintronics, uma nova área da eletrônica.

Os pesquisadores da equipe de Michael Crommie, na Universidade de Califórnia - Berkeley e Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, fizeram crescer folhas de grafeno sobre substratos de platina à alta temperatura. O grafeno e a platina não têm a mesma estrutura cristalina e esta tem tendência a se contrair mais que o grafeno, quando do resfriamento. As contrações ocasionadas produzem dobras nas camadas de grafeno, ocasionando o aparecimento de "nanobolhas" de alguns nanômetros de diâmetro e de 2 nm de altura.

Analisando as propriedades de tais nanobolhas de grafeno, os pesquisadores se deram conta de que os elétrons estavam confinados, como se estivessem submetidos a um campo magnético intenso, experimentalmente inacessível com as técnicas atuais. Estas propriedades são devidas à deformação da estrutura hexagonal do grafeno, imposta pelas tensões - "strain", em inglês - aplicadas na folha. Este efeito das restrições, chamado pseudoefeito Hall quântico, tinha sido considerado, teoricamente, a menos de um ano, por um grupo de pesquisa do qual fazia parte Andre Geim, primeiro pesquisador a ter isolado o grafeno em 2004. A observação do fenômeno ultrapassou as expectativas dos teóricos.

A estrutura do grafeno permite que os elétrons se movam rapidamente, fato que faz dele um material interessante para aplicações em eletrônica. Não obstante, é preciso também ser capaz de controlar seus deslocamentos, caso se queira poder criar componentes à base de grafeno. As nanobolhas descobertas oferecem essa possibilidade. A "straintronics" tem por objetivo, portanto, compreender as ligações entre as restrições aplicadas à folha de grafeno e as propriedades eletrônicas das estruturas de nanobolhas que daí resultam (localização dos elétrons, níveis de energia discretos sobre os quais eles se posicionam). Por outro lado, tais estruturas permitem estudar o comportamento do elétron submetido a campos magnéticos intensos.


O grafeno branco

Pesquisadores da Universidade de Rice fizeram progressos na produção de folhas de nitreto de boro hexagonal (h-BN). Conseguiram sintetizar grandes folhas transpostas de um substrato a outro, permitindo manipulá-las facilmente. O h-BN possui a mesma estrutura cristalina que o grafeno, com a particularidade suplementar de ter um parâmetro de retículo quase idêntico. A diferença principal entre os dois está no fato de que o h-BN é um isolante muito bom, enquanto o grafeno é um excelente condutor.

O domínio da fabricação de folhas de h-BN pode levar ao desenvolvimento da eletrônica à base de grafeno. Para fabricar componentes eletrônicos, é necessário valer-se de materiais condutores, mas também de materiais isolantes. As folhas de h-BN são, então, os candidatos perfeitos para complementar as folhas de grafeno.

Os pesquisadores da equipe do Professor Ajayan já haviam mostrado há alguns meses ser possível fabricar folhas mistas, incluindo ilhas de h-BN em uma camada de grafeno. Em função da quantidade de nitreto de boro incluído, do tamanho das ilhas e de sua distribuição no grafeno é possível fazer variar as propriedades eletrônicas da folha de condutor a isolante, passando por estados semicondutores. Contudo, o domínio desses parâmetros quando da síntese das folhas mistas, atualmente ainda não se verifica.

"O h-BN pode permitir abrir caminho para a fabricação de transistores à base de grafeno. Ou ainda, empilhando camadas de grafeno/h-BN é possível, sem dúvida, fabricar nanocondensadores", explica o Professor Ajayan. O conjunto de compostos que nascem da mistura do boro, nitrogênio e do carbono pode apresentar propriedades eletrônicas interessantes. Poucas possibilidades foram exploradas até o momento.

O nitreto de boro hexagonal possui a mesma estrutura cristalina que o grafite: um empilhamento de folhas constituído de células hexagonais. Sua cor, em compensação, é diferente e é isso que lhe dá o apelido de "grafite branco". Por analogia com o material sólido, embora sejam muito finos para apresentar quaisquer propriedades ópticas em si, os pesquisadores batizaram como "grafeno branco" as folhas de nitrato de boro hexagonal isoladas.


A eletrônica do futuro

O isolamento do grafeno em 2004 fez com que nascessem grandes esperanças na área da eletrônica. As técnicas de litografia sobre silício atingem seus limites físicos e logo não será mais possível reduzir o tamanho dos transistores fabricados com as mesmas.

Os trabalhos aqui apresentados contribuem para a pesquisa de materiais alternativos, permitindo ainda miniaturizar os componentes eletrônicos, pela utilização do "material das maravilhas" desse início do século XXI: o grafeno. O caminho ainda é longo antes do desenvolvimento industrial de circuitos à base de grafeno. Neste momento, prosseguem os trabalhos exploratórios nos laboratórios de pesquisa. Mas a pressão e os investimentos nessa área e em volta do grafeno são de tal sorte consequentes que os avanços poderão ser grandemente acelerados.

BE-SU (Tradução - MIA).

Chips sobre plásticos : rumo à eletrônica flexível.

Extraido de LQES NEWS


Pesquisadores da Universidade de Wisconsin (EUA) desenvolveram uma nova tecnologia utilizando as propriedades cristalinas do silício e do germânio que permite o empilhamento e o depósito em camadas ultrafinas de semicondutores. Essas finas camadas (apenas cem nanômetros de espessura) podem ser transferidas sobre vidro, plástico ou outros materiais flexíveis, abrindo, assim, um imenso leque de possibilidades para a eletrônica flexível.
Esse filme condutor é reversível, o que dobra o número de componentes que podem ser implantados. É possível empilhar essas camadas a fim de criar circuitos eletrônicos tridimensionais.

Em várias aplicações, a eletrônica flexível começa já a ter impacto significativo. As pilhas solares, os cartões bancários, as etiquetas RFID (Radio Frequency Identification), as aplicações médicas e as telas planas com matriz ativa poderão se beneficiar rapidamente dessa nova tecnologia.

Pode-se, por exemplo, imaginar - graças a essa técnica -, telas flexíveis de alta qualidade e de fraco consumo, integradas diretamente nas roupas. Outra aplicação perspectivada: micro aparelhos de foto que possuem resolução e sensibilidade dez vezes maiores que os melhores aparelhos atuais.

Sciencedaily (www.sciencedaily.com), consultado em 03 de agosto de 2006 (Tradução/Texto - MIA).

Células solares impressas em plásticos ? Isso mesmo ! A novidade vem do Japão.

Extraido de LQES NEWS

Uma célula solar orgânica, tipo Graetzel, foi desenvolvida pela Dai Nippon Printing Co. (DNP). Com eficiência de conversão de 7,1%, a célula é feita por impressão sobre um filme plástico.

As células solares feitas sobre filmes flexíveis têm, geralmente, uma baixa eficiência, dado que esse substrato não permite tratamentos a temperaturas muito elevadas, o que limita as possibilidades de fabricação. Além disso, é requerida uma etapa de vácuo para formar o eletrólito, o que reduz a produtividade.

A empresa japonesa, então, desenvolveu uma técnica na qual a camada ativa é depositada sobre um substrato metálico (o que permite livrar-se de restrições da alta temperatura), e depois transferida para o filme plástico. Por outro lado, a etapa sob vácuo foi suprimida, utilizando-se um eletrólito sob forma de gel, depositado por um procedimento de impressão desenvolvido pela Dai Nippon. A camada ativa utiliza TiO₂, dióxido de titânio.


O protótipo mede 30 X 30 cm, por 250 mícrons de espessura, e tem uma eficiência de 7,1%. Testes mostraram que ele funcionou corretamente por pelo menos 1000 horas, a 65°C. A empresa informa que pretende melhorar o rendimento chegando a 10%.

Tais inovações permitirão que a DNP possa vir a fabricar estas células solares a baixo custo. Além disso, a tecnologia de impressão possibilita acrescentar cores e padrões para, por exemplo, obtenção de papéis de parede pintados, geradores de energia fotovoltaica.

As amostras deverão estar disponíveis em 2008, tendo a empresa fixado suas previsões de venda, para 2010, em cerca de 8 milhões de dólares.

Nikkei Net Interactive (http://www.nni.nikkei.co.jp), consultado em 19 de abril, 2007 (Tradução - MIA).

Nota do Managing Editor: a ilustração que figura nesta notícia não faz parte da matéria original.

Células solares num spray !

Extraido de LQES NEWS

"O sol constitui uma fonte de energia quase ilimitada, entretanto o custo da tecnologia solar atualmente ainda é proibitivo e não pode rivalizar, usando as mesmas armas, com os combustíveis fósseis", explica Brian Korgel, engenheiro químico da Universidade do Texas, em Austin (EUA).

A maior parte dos sistemas fotovoltaicos da geração atual é fabricada a partir do silício, ao passo que a tinta concebida pela equipe de Brian Korgel é composta de nanopartículas de Seleneto de Cobre Índio Gálio, CuIn_xGa_(1-x)Se₂ (CIGS), materiais 10.000 vezes mais finos que um fio de cabelo humano. Estes cristais são transformados em uma solução que, em seguida, é pulverizada sobre um substrato.


Esta nova maneira de fazer células solares possui todo o potencial necessário para estimular diversas aplicações na indústria solar.

Até o presente, a equipe conseguiu desenvolver protótipos de células solares possuindo a capacidade de converter em eletricidade 1% da luz solar. "Se nós chegarmos a 10%, então teremos um potencial real para comercialização", declarou Korgel, igualmente co-fundador da Innovalight, uma startup californiana que produz tintas a base de silício. E completa: "se isto funcionar, penso que poderemos utilizar (esta tecnologia) dentro de três a cinco anos".

De acordo com os pesquisadores, tintas semitransparentes poderão ser incorporadas às janelas desempenhando, assim, o papel de células solares.

Enerzine (Tradução - MIA).

Células solares impressas em papel.

Os pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), EUA, encontraram um meio de imprimir células solares orgânicas sobre papel, utilizando um procedimento que lembra aquele da impressão de uma impressora a jato de tinta.

O papel semicondutor é baseado em corantes à base de carbono, que fornecem às células um rendimento entre 1,5 e 2 por cento. Aliás, estando em condições de aumentar a eficiência, o novo desenvolvimento poderá revolucionar a produção e a instalação de painéis solares.

No futuro, os pesquisadores esperam que o mesmo processo possa ser utilizado para imprimir células solares sobre folha de metal ou mesmo de plástico.

As células solares impressas estão ainda em pesquisa, e, certamente, levarão anos para ser encontradas no mercado.
Paralelamente a este assunto, Susan Hockfield, presidente do MIT e Paolo Sacaroni, presidente da empresa petroleira italiana ENI, inauguraram oficialmente o Centro de Pesquisa ENI-MIT Solar Frontiers, no qual a ENI investiu cerca de 5 milhões de dólares.

O MIT concentra uma grande parte de seus esforços sobre os poços quânticos, cujos cristais não medem senão alguns nanômetros.

Conforme o diretor do ENI-MIT Solar Frontiers, Vladimir Bulovic, "se 0,3% do território dos Estados Unidos fossem cobertos com fotovoltaico com 10% de eficiência, a energia solar poderia produzir três vezes as necessidades do país, daí, a próxima transição para os veículos elétricos. Por exemplo, as bandas de sinalização sobre as estradas poderiam ser recobertas com materiais capazes de captar a energia do sol".

Enerzine (Tradução - MIA).

Silicone no corpo pode produzir eletricidade.

Extraido de LQES NEWS

Andar para recarregar seu celular e respirar para alimentar seu marca-passo? Isto é o que propõem engenheiros americanos. Flexível e piezoelétrica, sua invenção converte a energia mecânica, portanto o movimento, em eletricidade.

Os pesquisadores da Universidade de Princeton (EUA) conseguiram criar uma lâmina aliando a flexibilidade do silicone e o poderoso efeito piezoelétrico do titano-zirconato de chumbo, ou mais simplesmente PZT.

O PZT é uma cerâmica que converte 80% da energia mecânica que ela recebe quando é deformada em energia elétrica, um rendimento excepcional para um material piezoelétrico. Como o corpo gasta pouca energia quando de seus movimentos, é importante que essa taxa de conversão seja elevada. "O PZT é 100 vezes mais eficiente que o quartzo, um outro material piezoelétrico", sublinha Michael McAlpine, engenheiro mecânico de Princeton.

O silicone tem igualmente a vantagem de ser flexível. O exército americano já havia testado materiais piezoelétricos incluídos nos calçados para gerar eletricidade, mas os soldados se queixavam de dores nos pés. Os cristais e polímeros utilizados eram muito rígidos.


Da flexibilidade...

A idéia é, portanto, tornar flexíveis os materiais piezoelétricos. Ora, se são cristais, logo rígidos, e sua temperatura de cristalização elevada, são incompatíveis com as matrizes de plástico ou látex.

Michael McAlpine e Yi Qi resolveram o problema. Após a produção em alta temperatura de cerâmicas PZT, extraíram nanofitas, quimicamente, por microgravura. As nanofitas, a seguir, foram incorporadas no silicone.





Outras vantagens de sua criação: ele é biocompatível e adaptável em dimensões, sendo produzido com a ajuda de técnicas de impressão microeletrônica.

Sua biocompatibilidade - ou seja, sua ausência de efeito nocivo para o organismo e ausência de reação de rejeição -, permitirá, por exemplo, implantar esse gerador próximo dos pulmões para alimentar um marca-passo. O simples movimento da caixa torácica quando da respiração poderá, então, ser suficiente para gerar a corrente elétrica necessária.

Segundo seus inventores, "a excelente performance da montagem de piezo-fitas aliada à flexibilidade e à biocompatibilidade do silicone poderá abrir caminho para a pesquisa fundamental e aplicada".




Com a multiplicação de têxteis inteligentes, células solares e baterias imprimíveis, este tipo de material poderá, de fato, prometer associações interessantes.

Futura Sciences (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, de título: "Piezoelectric Ribbons Printed onto Rubber for Flexible Energy Conversion", de autoria de Y. Qi, N.T. Jafferis, K. Lyons, Jr., C.M. Lee, H. Ahmad e M.C. McAlpine foi publicado na revista Nano Letters, volume 10, número 2, págs. 524-528, 2010, DOI: 10.1021/nl903377u.

Apareceu o Mickey

Extraido de LQES NEWS



“Coincidência, acidente, acaso ou não, a verdade é que nano Mickeys estão lá e eles estão sorrindo”, é assim que o professor Oswaldo Alves, do Instituto de Química (IQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), se refere à inusitada figura que apa-receu em um experimento e foi identificada por meio de um microscópio eletrônico de transmissão. Coordenador do Laboratório de Química do Estado Sólido (LQES) e vice-coordenador do Instituto Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação em Materiais Complexos Funcionais, Alves viu as imagens dos ratinhos depois de preparar em uma autoclave nanofios de vanadato de prata (AgVO₃) decorados com nanopartículas de prata, uma nanoestrutura com ação antibacteriana quando incorporada a vários materiais como plásticos, tecidos e tintas. Um close em uma parte do nanofio revelou a imagem de Mickey Mouse, famoso personagem de Walt Disney. “Um deles estava direcionado para a frente e permitiu uma melhor visualização, mas existem outros envolvendo nanopartículas de prata”, diz Alves. O nano Mickey se perfila ao lado de outras nanofiguras que se formam espontaneamente como os nanotubos ou são construídas por pesquisadores como nanopinças, nanorrádios, nanocarros e nanosseringas. “A diferença é que a fama do Mickey pode contribuir para popularizar a nanotecnologia, especialmente entre as crianças”, diz Alves, que contou no experimento com o aluno de doutorado Raphael Dias Holtz e com o professor visitante Antônio Gomes de Souza, da Universidade Federal do Ceará, ambos financiados pela FAPESP. Para a ciência, segundo Alves, a figura do rato famoso faz surgir novas perguntas. “Ela nos traz algumas questões inerentes à nanoescala: é o nanomundo imitando o macromundo ou o macromundo que imita o nanomundo? O Mickey é uma imagem acidental? Como podemos controlar e entender essa auto-organização? Nós conhecemos muito pouco sobre os mecanismos que levam à formação desses sistemas. O que sabemos é que repetindo o experimento o Mickey aparece. Isso é importante porque a reprodutibilidade pode levar à fabricação controlada de sistemas complexos.” Para o professor Oswaldo Alves, o aparecimento do Mickey é no mínimo curioso e parece anunciar a chegada de sistemas de nanoestruturas e sistemas de nano-objetos. “Ciência e arte estão novamente de mãos dadas.”

Ouriços-do-mar nanotecnológicos captam energia solar

Não é o supra-sumo da engenharia genética e nem o advento das sonhadas técnicas de criação de estruturas de baixo para cima, molécula por molécula.
Mas o "nano-ouriço-do-mar", criado por cientistas suíços, chamou a atenção da comunidade científica graças à facilidade de sua fabricação e à sua versatilidade, com aplicações principalmente no campo das células solares.
As pequenas nanopartículas, que lembram ouriços-do-mar em nanoescala, são na verdade totalmente inertes, feitas com polímeros e óxido de zinco.
Usos dos nanofios
Jamil Elias e Laetitia Philippe, dos laboratórios EMPA, usaram esferas de poliestireno - um polímero muito barato, usado em embalagens - para servirem como suporte para nanofios de óxido de zinco.
O óxido de zinco é um material semicondutor, largamente pesquisado para aplicações de fronteira, como células solares transparentes e nanogeradores biomecânicos, capazes de transformar o movimento do corpo em eletricidade para alimentar equipamentos portáteis, além de lasers de nanofios e LEDs de baixo custo.
Como em quase todas as aplicações com nanofios, a fabricação e a deposição dessas estruturas minúsculas é sempre o maior empecilho à sua viabilização prática.
É por isto que a técnica agora desenvolvida está chamando tanto a atenção: além de produzir estruturas homogêneas e manter os nanofios estendidos, ampliando sua interação com o meio e com a luz, os pesquisadores fizeram isso usando materiais comuns e processos simples.
Ouriços-do-mar nanotecnológicos
O princípio de fabricação dos ouriços-do-mar nanotecnológicos começa com as nanoesferas de poliestireno, que são colocadas sobre uma superfície eletricamente condutora, o que as faz alinharem-se em padrões regulares.
A seguir, uma técnica eletroquímica altera a condutividade e as propriedades das nanoesferas alinhadas, permitindo que o óxido de zinco seja depositado homogeneamente sobre suas superfícies. Depois é só deixar os cristais crescerem, criando os nanofios.
Ao final, o poliestireno é removido quimicamente, deixando prontas as minúsculas esferas ocas cheias de "espinhos", lembrando muito ouriços-do-mar ultra miniaturizados.
A grande área superficial dos nanoouriços torna-os candidatos naturais para uso em aplicações fotovoltaicas, capturando mais fótons e convertendo a luz do Sol em eletricidade de forma mais eficiente.
Mas os nanogeradores também poderão ganhar. Como são piezoelétricos, os nanofios de óxido de zinco geram energia ao serem dobrados. Incorporados em um tecido, por exemplo, uma quantidade muito maior de nanofios será dobrada com os movimentos da roupa, gerando mais energia.
Bibliografia:Hollow Urchin-like ZnO thin Films by Electrochemical DepositionJamil Elias, Claude Lévy-Clément, Mikhael Bechelany, Johann Michler, Guillaume-Yangshu Wang, Zhao Wang, Laetitia PhilippeAdvanced MaterialsVol.: 22, Issue 14, Pages: 1607-1612DOI: 10.1002/adma.200903098

Nanopartículas : quanto mais conhecimento sobre elas, melhor !

Mais de 100.000 pessoas através do mundo trabalham hoje em contato direto ou indireto com nanopartículas. Entretanto, as consequências das nanopartículas sobre a saúde continuam pouco conhecidas. Um dos eixos de progressão seria o melhoramento da detecção destas partículas nanométricas. Pesquisadores do Instituto de Técnicas para Semicondutores (IHT), de Brunswick (Baixa Saxônia, Alemanha) se debruçam atualmente sobre esse ponto. Eles desenvolvem sensores que detectam as nanopartículas que estão presentes no ar e que são susceptíveis de entrar em contato com as pessoas.
Em colaboração com o Instituto Fraunhofer Wilhelm-Klauditz, os pesquisadores querem tornar os locais de trabalho mais seguros. O projeto é subvencionado pelo Ministério Federal de Ensino e Pesquisa (BMBF), no programa-quadro NanoCare [1], e conta com financiamento de meio milhão de euros.

As nanopartículas são constituídas de apenas alguns átomos, sendo 500 vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo. São encontradas quase que em todas as áreas da produção industrial; por exemplo, enquanto catalisador, nos processos de fabricação, ou ainda como filmes finos para melhorar as propriedades térmicas, de resistividade ou ainda de condutividade de materiais.

Erwin Peiner, do Instituto IHT, diz: "não sabemos até o momento senão poucas coisas sobre as nanopartículas, porque elas são difíceis de medir. Os detectores de partículas específicos são caros, ocupam muito espaço e são de difícil controle. Podemos apenas medir a exposição de uma única pessoa em seu local de trabalho. Para estimar os riscos de utilização de nanopartículas na produção, temos necessidade de detectores móveis, ou seja, de porte pequeno, leves e rápidos". O diretor do instituto, Andreas Waag, acrescenta: "queremos ajudar as empresas, estabelecendo planos de segurança para os nanoprodutos. A instalação de novas tecnologias de semicondutores permitirá colocar no mercado um detector competitivo, a um preço atrativo."
Press Release IDW (Tradução - MIA).

Fonte:

http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2010/lqes_news_novidades_1444.html

Cientistas criam fios vivos, feitos com células-tronco

Fios vivos

Cientistas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, criaram longos fios formados pela junção sequencial de células-tronco vivas e ativas.
Segundo os pesquisadores, estes fios celulares vivos podem se tornar uma ferramenta importante para tratamentos médicos, como ajudar a reparar o tecido do coração e da medula espinhal, e para o desenvolvimento de músculos artificiais.
As células utilizadas como base de sustentação são peptídeos, que se solidificam quanto entram em contato com água salgada, formando um gel que lembra um macarrão instantâneo, atingindo dimensões macroscópicas, visíveis a olho nu.
Quanto integradas com as células-tronco, as nanofibras podem ser injetadas no corpo com uma seringa. Depositadas em uma área onde o tecido foi danificado, as nanofibras ativam processos biológicos que levam à recuperação do tecido.
Nanofibras
Para construir os filamentos, a equipe de Stupp usou uma solução de peptídeos anfifílicos, conhecidos por sua tendência em se auto-organizarem em feixes de nanofibras, que foi aquecida para gerar um cristal líquido.
A solução foi então forçada através de uma pipeta em água salgada contendo cloreto de sódio (NaCl) ou cloreto de cálcio (CaCl2).
Os filamentos, que não são tóxicos, podem ser enrolados, dobrados ou amarrados, e podem ser fabricados em diversos diâmetros, apenas variando o diâmetro da pipeta.
A seguir, os filamentos foram "preenchidos", ou integrados com células-tronco, que passaram a se desenvolver no interior da estrutura filamentosa, seguindo a orientação do fio.
Fios de vida
Em uma demonstração surpreendente do que a nanotecnologia pode fazer em termos de medicina regenerativa, camundongos de laboratório paralisados por lesões na medula espinhal recuperaram a habilidade de usar suas patas traseiras seis semanas depois de receberem o nanomaterial.
Os nanofios também foram utilizados para cultivar músculos cardíacos in vitro, mostrando-se eletricamente ativos 10 dias depois do implante dos fios celulares.
"Injetando as moléculas que nós projetamos para se auto-organizarem em nanoestruturas no tecido espinhal, conseguimos recuperar rapidamente os neurônios danificados," disse Stupp.
"Os nanofios são a chave não apenas para prevenir a formação de tecido cicatricial prejudicial, que inibe a cura da medula espinhal, mas também para estimular o corpo na regeneração de células perdidas ou danificadas," explica o cientista.
Bibliografia:A self-assembly pathway to aligned monodomain gelsShuming Zhang, Megan A. Greenfield, Alvaro Mata, Liam C. Palmer, Ronit Bitton, Jason R. Mantei, Conrado Aparicio, Monica Olvera de la Cruz, Samuel I. StuppNature MaterialsJuly 2010Vol.: 9, Pages: 594-601DOI: 10.1038/nmat2778

Primeira fábrica de Nanomateriais do país

A primeira unidade de fabrico de nanomateriais do país, criada pela empresa Innovnano, deverá arrancar em Coimbra em 2011 ou 2012, criando 40 postos de trabalho directos altamente qualificados, revelou hoje o administrador, André Albuquerque.A instalar no Coimbra Inovação Parque (iParque), a unidade, que representa um investimento da ordem dos dez milhões de euros, vai ser instalada num lote de três hectares deste parque industrial e tecnológico, prevendo André Albuquerque que a construção comece logo que seja aprovado o licenciamento industrial.
O administrador da Innovnano assinou hoje, na Câmara de Coimbra, com a administração do iParque a escritura de aquisição do terreno para a instalação da unidade, que será dotada também de um laboratório com “os mais avançados equipamentos nesta área”.Do grupo CUF, a Innovnano, que detém quatro patentes de âmbito internacional já concedidas estando outras em preparação, em relação ao seu processo único de produção de nanopartículas, está ainda envolvida em projectos de aplicação na área da produção e armazenamento de energias renováveis, a cosmética, na electrónica, nos revestimentos, nos cerâmicos avançados, entre outras, segundo uma nota da unidade.“A construção desta unidade de fabrico cumpre o objectivo da empresa de se afirmar como um produtor global de nanopartículas, líder nos mercados em que actua. Esperamos atingir a velocidade de cruzeiro da instalação nos três anos após o arranque da unidade fabril”, frisou André Albuquerque.Justificando a escolha da localização, o administrador da Innovnano referiu a “proximidade de importantes comunidades científicas" e a “integração num parque tecnológico moderno”.

Físicos afirmam ter criado material mais magnético do mundo

Limites do magnetismo
A teoria afirma que a intensidade do magnetismo de um material tem limites, o que provavelmente está correto. Mas o que está sob suspeita é onde esse limite se encontra.
A equipe do Dr. Jian-Ping Wang, da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, sintetizou um material que é 18% mais magnético do que se acreditava possível.
O super ímã é formado por oito partes de ferro e uma parte de nitrogênio, um cristal não muito estável, cuja fórmula é Fe16N2.
Origem do magnetismo
Segundo reportagem da revista Science, a chave para o supermagnetismo está na estrutura extremamente complicada do cristal de Fe16N2.
O magnetismo de um material decorre do giro dos seus elétrons. Cada elétron funciona como um minúsculo magneto, com um campo magnético alinhado com o eixo do seu spin - quanto mais elétrons giram na mesma direção, maior se torna o magnetismo do material.
No cristal de Fe16N2, cada átomo de nitrogênio fica no centro de um aglomerado de seis átomos de ferro, com dois outros átomos de ferro unindo os diversos aglomerados.
Os elétrons que fluem entre os aglomerados comportam-se como os elétrons do ferro comum. Mas os elétrons dos átomos que circundam o átomo de nitrogênio tendem a ficar "travados" no lugar.
Como resultado, garante Wang, esses átomos contribuem para o magnetismo total do material de forma mais intensa do que os átomos individuais, aumentando a intensidade desse magnetismo.
Super ímã
Apesar dos resultados excepcionais, outros pesquisadores estão vendo os resultados com cautela, porque esse mesmo material já havia sido anunciado como um "super ímã" antes.
Um experimento anunciado por pesquisadores da empresa Hitachi contrariou essas observações - mas ninguém conseguiu repetir o experimento, e o assunto continua controverso até hoje.
O grande problema reside justamente na dificuldade de fabricar cristais de Fe16N2, que é metaestável e tende a se "quebrar" em outras estruturas cristalinas.
A equipe de Wang, no entanto, argumenta que vem aprimorando as técnicas há anos e que agora é capaz de crescer amostras de Fe16N2 estáveis.
Se esses novos ímãs puderem ser produzidos comercialmente, poderá ser possível, por exemplo, fabricar cabeças de leitura de discos rígidos menores e mais eficientes, permitindo colocar mais dados na mesma área e dando novo impulso ao crescimento da capacidade de armazenamento magnético.

Bibliografia:Heavy Fermion-like metal &alfa;"-Fe16N2 with giant saturation magnetizationNian Ji, Xiaoqi Liu, Jian-Ping WangAPS March Meeting 2010 Proceedingshttp://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0912/0912.0276.pdf

Nanofuros aprisionam luz e aumentam rendimento das células solares

A nanotecnologia trouxe a capacidade de fabricação de nanofios, que por sua vez trouxeram uma nova esperança de uma nova tecnologia de células solares mais eficientes e mais baratas.
Agora, químicos chineses descobriram que nanofuros não apenas superam os nanofios em eficiência, como também são mais robustos e mais fáceis de fabricar, podendo utilizar as técnicas de escala industrial já existentes.
Célula solar de nanofuros
Kui-Qing Peng e seus colegas das universidades de Pequim e Hong Kong estavam trabalhando em células solares de nanofios, mas logo ficaram desanimados com as dificuldades.
"A área superficial muito elevada e as melhores propriedades de absorção de luz do silício nanoestruturado torna [os nanofios] muito atraentes para aplicações em células solares. Mas os nanofios rompem-se facilmente durante a fabricação das células solares", explicam os pesquisadores.
E isto os fez virar-se para o oposto dos nanofios - afinal, nanoburacos perfurados no silício não se dobram e nem se quebram, e têm a mesma área superficial dos nanofios, considerando que ambos tenham o mesmo diâmetro.
A matriz de nanofuros é muito mais robusta do que uma floresta de nanofios, não estando sujeita aos inevitáveis problemas gerados pelos nanofios quebrados, como a recombinação dos elétrons e o surgimento das lacunas, de carga positiva.
Luz presa
Mas havia ainda um ganho adicional que não estava sendo levado em conta: as matrizes de nanofuros absorvem a luz de forma ainda mais eficiente do que as matrizes de nanofios - a luz que entra nos orifícios fica refletindo no interior do nanofuro até que muitos mais fótons sejam absorvidos.
Nas células solares de nanofios, a luz também se dispersa e fica refletindo entre os nanofios, mas os nanofuros parecem fazer um trabalho melhor de capturar os fótons, o que aumenta a eficiência de conversão de energia da célula solar de matriz de nanofuros.
Isto aumenta a eficiência da célula solar. O primeiro protótipo apresentou uma eficiência de 10% na conversão dos fótons em elétrons.
Aplicação imediata
Mas Peng está confiante que será fácil elevar essa eficiência para 15% ou mais: "Todas as nossas experiências foram feitas em laboratórios convencionais, e não em salas limpas," disse ele, "e essa eficiência foi alcançada sem que fizéssemos nenhum esforço para implementar modificações no sentido de aumentá-la."
O pesquisador acrescenta que está à procura de colaboradores industriais para ajudar a comercializar a descoberta.
Como os nanofuros são feitos com tecnologia convencional, usando pastilhas de silício que são a seguir dopadas para formar a célula solar, a técnica deverá ser facilmente aplicável nas instalações industriais atuais.
Bibliografia:High-Performance Silicon Nanohole Solar CellsKui-Qing Peng, Xin Wang, Li Li, Xiao-Ling Wu, Shuit-Tong LeeJournal of the American Chemical SocietyASAP ArticleVol.: 132 (20), pp 6872-6873DOI: 10.1021/ja910082y