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

Nanotubos aumentam capacidade de baterias de lítio

Eletrodos de nanotubos
Um dos maiores problemas para a popularização dos automóveis elétricos é o desenvolvimento de baterias mais eficientes e de menores tamanho e custo.
Um grupo de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, acaba de encontrar uma possível de solução para esse desafio, com base na nanotecnologia.
Os pesquisadores verificaram que usar nanotubos de carbono como eletrodos em uma bateria de íons de lítio levou a um aumento muito expressivo - de até dez vezes - na capacidade energética de uma bateria do tipo usada atualmente.
Nanoeletrodos
Segundo os cientistas, os nanoeletrodos podem ter muitas aplicações, inicialmente em pequenos aparelhos e, futuramente, em produtos que exigem maior quantidade de energia armazenada para funcionar, como automóveis.
Para produzir o novo material, o grupo do MIT usou um método de fabricação por camadas, no qual o material utilizado como base foi mergulhado seguidamente em soluções contendo nanotubos de carbono tratados com compostos orgânicos simples que produzem cargas positivas ou negativas.
Quando as camadas são alternadas na superfície, elas se unem fortemente, por causa das cargas complementares, levando à produção de um filme estável e durável.
Como funcionam as baterias de lítio
Baterias como as de íons de lítio, muito comuns em aparelhos eletrônicos portáteis, são feitas de três componentes básicos: dois eletrodos (o negativo anodo e o positivo catodo) separados por um eletrólito (um material condutivo por meio do qual partículas carregadas - os íons - podem se mover facilmente).
Quando essas baterias estão em uso, íons de lítio carregados positivamente deslocam-se pelo eletrólito em direção ao catodo, produzindo uma corrente elétrica.
Quando são recarregadas, uma corrente externa faz com que esses íons se movam na direção oposta e ocupem os espaços no material poroso do anodo.
No novo eletrodo, nanotubos de carbono - folhas de átomos de carbono enroladas em tubos com bilionésimos de metro - se uniram fortemente em uma estrutura porosa. Os nanotubos também podem armazenar na sua superfície grande quantidade de íons de lítio, o que faz com que as estruturas possam atuar como eletrodos positivos em baterias.
Automontagem eletrostática
"Esse processo de automontagem eletrostática é importante por que, geralmente, nanotubos de carbono em uma superfície tendem a grudar uns nos outros em espécies de pacotes, diminuindo a superfície total onde pode ocorrer as reações", disse Paula Hammond, professora de química do MIT e um dos autores do estudo.
Ao incorporar moléculas orgânicas nos nanotubos, os pesquisadores conseguiram reuni-los em uma forma com alto grau de porosidade, mesmo com um grande número de nanotubos.
Além da maior potência de saída, os eletrodos feitos de nanotubos de carbono apresentaram elevada estabilidade. Após 1 mil ciclos de carga e descarga para testar as baterias, não houve, segundo o estudo, mudança observável na performance do material.

Bibliografia:High-power lithium batteries from functionalized carbon-nanotube electrodesSeung Woo Lee, Naoaki Yabuuchi, Betar M. Gallant, Shuo Chen, Byeong-Su Kim, Paula T. Hammond, Yang Shao-HornNature Nanotechnology20 June 2010Vol.: Published onlineDOI: 10.1038/nnano.2010.116

Fonte : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nanotubos-baterias-litio&id=010115100621&ebol=sim

Descoberto novo fenômeno elétrico em nanoescala

Cientistas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, descobriram que, na escala da nanotecnologia, os fenômenos elétricos mostram comportamentos diferentes, com possibilidade de exploração tecnológica imediata.
Ruptura dielétrica
No mundo em macroescala, os materiais chamados condutores elétricos efetivamente transmitem eletricidade.
Já os materiais chamados isolantes, ou dielétricos, não conduzem eletricidade - a não ser que sejam submetidos a uma tensão extremamente alta, a chamada tensão de ruptura dielétrica.

O problema é que, como acontece quando um raio cai em uma árvore - a madeira é um isolante - o rompimento do dielétrico danifica irreversivelmente o material por onde a eletricidade finalmente passa na base da força bruta.
Barreira dielétrica
A equipe do professor Alan Hunt demonstrou que, em nanoescala, ruptura dielétrica não causa danos ao material.
Uma minúscula fita de vidro mantém totalmente a sua integridade estrutural mesmo depois que a tensão elétrica é elevada a um nível suficiente para forçar que a corrente a atravesse.
"Este é um fenômeno novo, um fenômeno físico verdadeiramente em nanoescala," disse Hunt. "Em escalas maiores ele não funciona. Você só obtém um aquecimento extremo e danos ao material."
Devido às pequenas dimensões dos materiais em nanoescala, não apenas a tensão de ruptura do dielétrico é muito menor do que o material maciço, mas também o calor gerado dissipa-se de forma extraordinariamente rápida, não dando tempo para que o material seja danificado.
Fios de vidro líquido
Devido ao seu comportamento inusitado, os pesquisadores chamaram as fitas de vidro de eletrodos de vidro líquido.
As fitas de vidro líquido podem ser a melhor solução para a integração de funcionalidades eletrônicas aos biochips e microarrays, minúsculos laboratórios ultracompactos, não maiores do que um chip de computador, capazes de fazer em instantes análises clínicas que hoje levam horas ou dias.
A maioria desses microlaboratórios precisa de uma fonte de energia para funcionar e para alimentar seus sensores. Inserir fios em dispositivos desse tamanho, contudo, torna sua fabricação muito mais cara e complicada.
A substituição dos fios por segmentos específicos de vidro, o mesmo material do restante do biochip, pode ser um grande facilitador.
"O projeto dos dispositivos microfluídicos é limitado por causa do problema de energia," disse Hunt. "Agora nós podemos construir os eletrodos diretamente no dispositivo."
Fluidos iônicos
Para não precisar usar fios para rotear a eletricidade no interior dos biochips, a equipe de Hunt "desenha" microcanais ao longo dos quais fluidos iônicos conduzem a eletricidade no interior do biochip.
Para evitar contaminação, contudo, o líquido iônico não pode entrar em contato com a amostra sendo examinada. Por isso, os canais condutores de energia terminam antes do ponto da medição, sendo separados das amostras biológicas por uma finíssima lâmina de vidro.
Graças ao fenômeno agora descoberto, essa membrana pode ser construída de forma a permitir a transmissão da eletricidade, apresentando uma tensão definida de ruptura dielétrica, eliminando a complicação dos fios de ouro normalmente utilizados e o risco da contaminação.
Como o material em nanoescala não é danificado, o biochip pode ser utilizado inúmeras vezes.
Bibliografia:Liquid glass electrodes for nanofluidicsSanghyun Lee, Ran An, Alan J. HuntNature Nanotechnology16 May 2010Vol.: Published online before printDOI: 10.1038/nnano.2010.81
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Extraido de :

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=descoberto-novo-fenomeno-eletrico-nanoescala&id=010165100610

Anticorpos sintéticos

Logo depois da ciência ter apresentado uma célula com DNA sintético, que muitos chamaram de "vida artificial", agora um outro grupo de cientistas anuncia a criação do primeiro anticorpo sintético.
Um grupo de pesquisadores do Japão e dos Estados Unidos criou uma versão artificial, sintética, de proteínas produzidas pelo sistema imunológico humano capazes de reconhecer e lutar contra infeccões e substâncias estranhas que entrem na corrente sanguínea.

Vírus, bactérias e alergias
A descoberta, sugerem eles em um artigo do jornal da American Chemical Society, é um avanço rumo ao uso médico de simples partículas de plástico que podem ser adaptadas para combater uma série de "antígenos problemáticos".
Esses antígenos incluem qualquer coisa, de vírus e bactérias causadores de doenças, até as incômodas proteínas que causam reações alérgicas ao pólen, à poeira doméstica, a determinados alimentos, à hera venenosa ou a picadas de abelhas.

Nanopartículas
No artigo, Kenneth Shea, Yu Hosino e seus colegas da Universidade da Califórnia referem-se a uma pesquisa anterior, na qual eles desenvolveram um método para construir as nanopartículas de plástico que imitam os anticorpos naturais em sua capacidade de grudar em um antígeno.
Nanopartículas, atualmente o produto mais conhecido da nanotecnologia, são minúsculos aglomerados de matéria com dimensões 50.000 vezes menores do que a espessura de um fio de cabelo humano.
Melitina
O antígeno usado na pesquisa foi a melitina, a principal toxina do veneno das abelhas.
Os cientistas misturaram a melitina com pequenas moléculas chamadas monômeros e, em seguida, induziram uma reação química que liga esse blocos básicos em longas cadeias, e as solidificaram.
Quando as pequenas esferas plásticas endurecem, os pesquisadores eliminam quimicamente o veneno, deixando as nanopartículas com pequenas crateras com a forma exata da toxina, exatamente como se você colocar o pé em um cimento fresco e deixá-lo endurecer.
Anticorpos artificiais
Nesta nova pesquisa, juntamente com o grupo de Naoto Oku, da Universidade de Shizuoka, no Japão, o grupo comprovou que os anticorpos plásticos de melitina funcionam exatamente como os anticorpos naturais quando são inseridos na corrente sanguínea de animais vivos.
Os cientistas aplicaram injeções letais de melitina em camundongos - a melitina "rasga" e mata as células.
Os animais que receberam imediatamente uma injeção com os anticorpo artificiais apresentaram uma taxa de sobrevivência significativamente maior do que aqueles que não receberam as nanopartículas.
Alvos
Essas nanopartículas poderão ser fabricados para uma grande variedade de alvos, afirma Shea.
"Isso abre as portas para pensarmos seriamente em usar essas nanopartículas em todas as aplicações onde os anticorpos são utilizados," conclui ele.
Os cientistas não preveem ainda o início dos testes dos anticorpos artificiais em humanos.

Bibliografia:Recognition, Neutralization, and Clearance of Target Peptides in the Bloodstream of Living Mice by Molecularly Imprinted Polymer Nanoparticles: A Plastic AntibodyYu Hoshino, Hiroyuki Koide, Takeo Urakami, Hiroaki Kanazawa, Takashi Kodama, Naoto Oku, Kenneth J. SheaJournal of the American Chemical SocietyJune 2010Vol.: 132 (19), pp 6644-6645DOI: 10.1021/ja102148f

Extraido de:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=anticorpos-artificiais&id=010165100611

Para ser nano tem que pensar grande

Quantas vezes uma boa ideia deixa de prosperar por falta de incentivo e recursos públicos? Essa triste realidade ainda é comum em muitas instituições de ensino superior do Brasil, com o propósito de reverter esse triste cenário é que o Centro Universitário Franciscano (Unifra) visa se tornar referência na produção de produtos nanocosméticos. Mas o que são os nanocosméticos? Antes disso, o que é a nanotecnologia? Bem, sobre esta última pergunta, a professora e doutora em física com projetos na área de nanotecnologia e pró-reitora de pós-graduação, pesquisa e extensão da Unifra, Solange Binotto Fagan, diz que a “nanociência é um mundo que trata da ciência dos estudos das propriedades de materiais em escala nanométrica, ou seja, uma escala equivalente a um bilionésimo do metro”. A nanotecnologia, que é a aplicação prática da nanociência, está associada a inúmeras áreas, desde a medicina, física, química, biologia, eletrônica, ciência da computação, e engenharia de materiais, e por aí segue. Mas quais as razões para escolher a linha de produtos cosméticos? Primeiramente por ser um mercado lucrativo e dinâmico, e segundo, por hoje, ainda se saber muito pouco sobre os riscos e os cuidados à saúde do homem que já utilizam estes tipos de produtos que possuem em sua fórmula nanopartículas.
O ramo da linha cosmética deverá gerar até o ano de 2012 em todo o mundo o valor de US$ 2 trilhões de dólares, com a possibilidade deste montante dobrar. Para que a economia do Brasil e consequentemente de Santa Maria possa ficar com parte desta fatia de recursos, além de criar produtos inovadores e ganhar prestígio no mundo científico, é preciso inovar e ter espírito de empreendedorismo. Para isso, a Unifra pretende tirar a ciência brasileira da condição ainda incipiente na nanotecnologia. De que maneira? Com a aproximação entre universidades e iniciativa privada – esta é uma prática corrente em várias partes do mundo. A exemplo dos Estados Unidos, este modelo proporcionou ao vizinho norte-americano um sem-número de ganhos para toda a sociedade daquele país, bem como para o mundo. A intenção, ao que tudo indica, deverá ser assimilada aqui pelos trópicos. Esse é o propósito da faculdade franciscana. Para isso, a instituição de ensino superior de Santa Maria encontrou no Ministério da Ciência e Tecnologia, um aliado, por meio da Secretaria de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Ministério que destinará para o Centro de Inovação em Nanocosméticos (CIN) o valor de R$ 10 milhões.
Vale do Silício – Ainda é tudo muito recente, até porque a rede de Centros de Inovação em Nanoscométicos (CIN) deverá iniciar a operar de fato em 2011, mas já para o segundo semestre a Unifra irá coordenar as ações de gestão da rede CIN com a participação de universidades, de instituições de pesquisa, laboratórios e pesquisadores de todo o Brasil. Não é pretensão, mas se pode associar o CIN à iniciativa do Vale do Silício, iniciada no estado da Califórnia na década de 50, que gerou desenvolvimento ao conciliar ciência e empreendedorismo. Por aqui o primeiro passo já foi dado em 2007 quando a doutora Solange encampou a ideia de fazer com que Santa Maria fosse a primeira cidade do país a ter um mestrado interdisciplinar em Nanociências. Agora, pouco mais de três anos a Unifra acena com a possibilidade real de inserir a comunidade científica nacional no seleto grupo de países capazes de criar produtos inovadores.

Extraído de:

http://www.arazao.com.br/2010/06/13/para-ser-nano-tem-que-pensar-grande/

Nanorrobô feito de DNA dá os primeiros passos

Robô molecular
Cientistas norte-americanos criaram um robô molecular autônomo, feito com fitas de DNA, que é capaz de se mover, parar e virar ao longo de uma pista também construída com moléculas de DNA.
A miniaturização dos robôs, fazendo-os encolher até a escala molecular, poderá oferecer aos cientistas ferramentas para atuar em nível molecular que trarão os mesmos benefícios que os robôs e a automação trouxeram para a escala macroscópica.
Embora ainda estejam longe de se tornarem práticos, os robôs moleculares poderão ser programados para avaliar o ambiente ao seu redor por meio de sensores, detectando, por exemplo, moléculas no interior das células que indiquem a presença de doenças.
Robô de DNA
Em teoria, esses nanorrobôs poderão ser capazes de tomar uma decisão - decidir se uma célula é cancerosa ou não - e agir com base nessa decisão - descarregar drogas que eliminem células cancerosas, por exemplo.
Embora o conceito seja promissor, há muitos problemas práticos a serem vencidos. O robô molecular agora demonstrado também pode ser chamado de "moléculas que se comportam como robôs". E como programar moléculas para que elas desempenhem tarefas complexas?
"Na robótica normal, o próprio robô contém as informações sobre os comandos, mas com moléculas individuais você não pode guardar essa quantidade de informações. Assim, a ideia é manter as informações sobre os comandos fora do robô," explica o Dr. Nils Walter, da Universidade de Michigan.
Walter é um dos membros da equipe que construiu o nanorrobô de DNA, que inclui ainda cientistas das universidades de Colúmbia, Arizona e Caltech.

Extraido de :
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=nanorrobo-dna&id=010180100513&ebol=sim

Graduação em Nanociência

Universidade abre graduação em Nanotecnologia Fascinante é poder tocar em algo que ninguém vê. Encontrar soluções tecnológicas que durante muito tempo só podiam ser imaginadas. Que tal um micro-robô agindo na corrente sanguínea? Ou a Bíblia inteira em um espaço menor que a ponta de um lápis? Pois o caminho para a nanociência agora começa mais cedo no Brasil. Em 2010, as universidades federais do Rio Grande do Sul (UFRGS) e do Rio de Janeiro (UFRJ) inauguram graduação em Nanotecnologia, a medida de distância que permite construir microartefatos que prometem revolucionar o futuro.A nanociência já está em discos rígidos e chips dos computadores pessoais. Mas isso é só o começo. Estruturas com dimensões na escala nanométrica (1 nanômetro = 1 bilionésimo do metro) podem ser usadas na fabricação de nanopartículas para atingir células doentes, dar maior funcionalidade aos alimentos, produzir carros inteligentes e menos poluentes, turbinar cosméticos e produzir roupas que prometem perfumar, hidratar e até proteger contra raios ultravioleta.Para que tudo isso vire realidade, ao alcance da sociedade, não há mais como esperar a formação de pesquisadores em mestrados e doutorados. E a rede federal saiu na frente.– Em breve, os produtos e os processos nanotecnológicos irão movimentar de forma importante a economia mundial. A graduação é estratégica para o país – diz Rodrigo Capaz, professor do Instituto de Física da UFRJ.Abrir as portas da nova ciência a quem busca uma profissão é também desafio da UFRGS. Para isso, a instituição desmembrou o curso de Física em quatro bacharelados. E, além da graduação dedicada exclusivamente a Materiais e Nanotecnologia, com 20 vagas, criou a Engenharia Física, que apresenta um currículo voltado para a área, também inédito no Estado.– Ao ingressar em uma carreira em nanotecnologia, o jovem deixa de ser passageiro para dirigir parte da história – diz o professor Cristiano Krug, um dos criadores do curso na UFRGS.A professora Marcia Barbosa, diretora do Instituto de Física da UFRGS, aponta as empresas que funcionam na universidade como primeiro emprego aos alunos. A pesquisa também é uma possibilidade no mercado. Para preparar os alunos, cada instituição tem uma fórmula. Na UFRJ, o currículo possibilitará ao estudante um ciclo básico de dois anos em matemática, física, química e biologia. Só depois, o aluno poderá optar por uma das três ênfases: física, materiais e bionanotecnologia. Na UFRGS, há uma raiz de disciplinas do curso de Física e, a partir do segundo ano, entram as disciplinas específica. Fonte: ZH Vestibular

Nanopartículas podem proteger contra radiação.

Os investigadores do Albert Einstein College of Medicine, NY (EUA) testaram com sucesso a estratégia em modelos com ratos e concluíram que a utilização das nanopartículas em pacientes humanos pode ser promissora no futuro.
A radioterapia é usada para matar as células cancerosas e diminuir os tumores, mas a quantidade de radiação deve ser limitada, uma vez que a técnica também danifica as células normais.

Radioterapia em ação em uma clínica de oncologia moderna.Créditos: iStockphoto/Armagan Tekdoner.

A melanina, pigmento natural que dá cor à pele e ao cabelo, ajuda a proteger dos efeitos nocivos da luz solar e pode ter o mesmo efeito contra a radiação.
"A técnica de blindagem dos danos causados às células normais pela radiação permitiria a administração de altas doses de radiação nos tumores, tornando o tratamento mais eficaz", disse a autora do estudo Dra. Ekaterina Dadachova.
Os ensaios clínicos para testar se as nanopartículas melanized pode proteger pacientes com câncer submetidos a radioterapia poderia começar dentro de dois a três anos, segundo previsão da Dra. Dadachova. Ela também observou que as nanopartículas "melanizadas" também poderiam ter outras aplicações, tais como a proteção dos trabalhadores envolvidos na limpeza acidentes nucleares, proteção de astronautas contra a exposição à radiação no espaço, ou mesmo proteger as pessoas após um ataque nuclear.
PPO/Science Daily.

Nota do Scientific Editor: o trabalho que deu origem a esta notícia, de título: "Melanin-Covered Nanoparticles for Protection of Bone Marrow During Radiation Therapy of Cancer", de autoria de A. D. Schweitzer, E. Revskaya, P. Chu, V. Pazo, M.Friedman, J.D. Nosanchuk, S. Cahill, S. Frases, A. Casadevall e E. Dadachova, foi publicado no periódico International Journal of Radiation - Oncology, Biology, Physics, 2010, DOI:10.1016/j.ijrobp.2010.02.020.

Borboletas são seres "nanométricos"

As borboletas, e suas cores apresentam nanotecnologia.....



Saiba mais em :

http://bala-magica.blogspot.com/2009/10/borboletas-esses-seres-nanotecnologicos.html

Nanoprata causa mutações em embriões de peixes

Usadas atualmente em mais de 200 produtos, as nanopartículas de prata são menores que um vírus e, segundo estudos recentes, podem matar e mudar embriões de certos peixes. Estas minúsculas partículas que podem matar bactérias pelo contato têm se tornado cada vez mais comuns em toda a sorte de produtos, roupas, brinquedos e geladeiras e máquinas de lavar.
Contudo à medida que o uso destas nanopartículas cresce, cresce também a preocupação dos cientistas sobre os efeitos que elas causam ao entrarem nos ecossistemas. Muitas delas descem pelo ralo de nossas casas e não conseguem ser removidas pelos tratamentos de esgoto, chegando aos cursos de água e agindo sobre os organismos destes meios.
O pesquisador Darin Ferguson, da Universidade de Utah, diz que nos precipitamos no uso destas partículas. Deveríamos estudá-los mais a fundo antes de permitir que sejam postos em nossos produtos e jogados nos ecossistemas.


Fonte: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=nanotechnology-silver-nanoparticles-fish-malformation

Exposição a nanopartículas de prata prejudica organismo

A exposição a nanopartículas de prata, usadas em diversas aplicações tecnológicas e militares, compromete a produção de energia pelas células do organismo, podendo afectar a função hepática, conclui um estudo realizado por cientistas portugueses.

O estudo foi desenvolvido por três investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) para o US Air Force Office of Scientific Research, através do European Office of Aerospace Research and Development - EOARD, que faz a ligação entre a comunidade científica e a Força Aérea, a nível mundial.
As nanopartículas são produzidas artificialmente e largamente usadas, há vários anos, em diferentes campos de aplicação.
A investigação veio demonstrar que as nanopartículas de prata se acumulam no interior das células do organismo, afectando a capacidade da motocôndria de exercer a sua função de "fábrica" de energia.
"O estudo serviu de alerta sobre a utilização destas nanopartículas e para a necessidade de algum cuidado no seu uso e manuseamento", disse hoje à Lusa o coordenador da investigação, Carlos Palmeira, do Departamento Ciências da Vida da FCTUC.
Simultaneamente, alertou o espeiclaista, os efeitos nocivos podem não resultar obrigatoriamente de um contacto prolongado com as nanopartículas de prata, mas apenas de uma "exposição de curto prazo".
Os investigadores portugueses recomendaram a realização de "novos estudos para efectuar o controlo da evolução da toxicidade destes nanocompostos, com vista à elaboração de planos de monitorização e adopção de medidas de prevenção activas", refere uma nota hoje divulgada pela FCTUC.
O estudo demorou um ano a ser realizado e foi concluído em 2008, mas só agora os investigadores obtiveram autorização para divulgarem os resultados, estando a ser negociada uma nova etapa da investigação

Fonte:

http://divulgarciencia.com/categoria/nanoparticulas/