Cristal que emenda pedaços e cicatriza depois de quebrado

Redação do Site Inovação Tecnológica -  30/09/2016

O cristal cola novamente depois de quebrado - é possível ver a "cicatriz" na parte central do cristal. [Imagem: Patrick Commins/NYU Abu Dhabi]

Cristal
Pesquisadores sintetizaram um pequeno cristal amarelo que, quando quebrado, volta a colar, bastando colocar seus pedaços juntos novamente, sem adição de qualquer produto.



Já foram desenvolvidos vários materiais que se regeneram ou se autoconsertam, mas todos são polímeros ou géis, ou seja, materiais moles - esta é a primeira vez que o autoconserto ocorre em um material cristalino, duro e seco.


E a similaridade com a cicatrização dos materiais biológicos vai além: o cristal cria uma "cicatriz" depois de voltar a se unir.



Autoconserto
Vendo as características que permitem a recolagem dos materiais moles, Patrick Commins e seus colegas da Universidade de Nova Iorque se perguntaram o que aconteceria se eles sintetizassem um material duro que apresentasse a mesma estrutura atômica responsável pela cicatrização dos materiais moles.



Eles chegaram a um composto orgânico à base de enxofre - batizado de dissulfeto de di-pirazol-tiuram - que forma pequenos cristais. Isto porque é a relação entre os átomos de enxofre que dá a propriedade de autoconserto aos polímeros moles - os átomos de enxofre "fluem" em direção uns aos outros, refazendo a conexão que conserta o material.



E, confirmando que os átomos de enxofre são de fato responsáveis pela autocicatrização, a coisa funcionou no cristal. 



"O que acontece quando nós quebramos o cristal é que todos esses [átomos de] enxofre se movimentam, e quando nós pressionamos os pedaços eles reformam suas ligações e o cristal se conserta," contou Commins.

Os átomos de enxofre "fluem" para a borda quando dois pedaços do cristal se juntam, refazendo a conexão e juntando as duas partes quebradas. [Imagem: Patrick Commins/NYU]

 

 

Cristais com cicatrização
O autoconserto é suficiente para que o cristal torne-se uma única peça novamente, restando apenas uma "marca de cicatrização" onde ele havia sido quebrado.



As propriedades mecânicas, contudo, não se restauram por completo: basta uma força de 6,7% da força necessária para quebrar originalmente o cristal para que ele se quebre novamente depois do autoconserto.



"Isto é de fato uma pequena revolução, porque mostra um conceito que até agora não era considerado possível. É a primeira vez que observamos que estruturas rígidas como cristais podem se autoconsertar. Ninguém esperava por isso. É certamente uma mudança no nosso entendimento dos cristais," disse o professor Pance Naumov.



Bibliografia:

Self-Healing Molecular Crystals
Patrick Commins, Hideyuki Hara, Pance Naumov
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.201606003

Como a Inteligência Artificial afetará vida urbana em 2030

Redação do Site Inovação Tecnológica -  04/10/2016

O objetivo do grupo é garantir que os benefícios da inteligência artificial sejam amplamente compartilhados pela sociedade. [Imagem: Stock/Askold Romanov/Mlenny/Tricia Seibold]

Desafios profundos
Um painel composto por pensadores da academia e da indústria fez um exercício de futurologia, focando no ano de 2030 para tentar prever como os avanços da inteligência artificial (AI) poderão afetar a vida de uma cidade em áreas como transporte, saúde e educação.


O objetivo é estimular a discussão sobre como garantir o desenvolvimento seguro, justo e benéfico destas tecnologias que estão emergindo rapidamente.


Este é o primeiro resultado publicado pelo grupo AI100 (Estudo de Cem anos sobre a Inteligência Artificial), um projeto criado pela Universidade de Stanford, nos EUA, para dar suporte à sociedade e fornecer orientações sobre o desenvolvimento ético dos softwares, sensores e máquinas inteligentes.


"Acreditamos que aplicações especializadas de inteligência artificial se tornarão mais comuns e mais úteis até 2030, melhorando nossa economia e nossa qualidade de vida. Mas essa tecnologia também criará desafios profundos, afetando o emprego, a renda e outras questões que devemos começar a discutir agora para garantir que os benefícios da inteligência artificial sejam amplamente compartilhados," disse o professor Peter Stone, um dos 17 membros do painel.

• Centro para Estudo do Risco Existencial teme revolução dos robôs

Inteligência Artificial e vida urbana
O relatório investiga oito domínios da atividade humana nos quais as tecnologias de inteligência artificial estão começando a afetar a vida urbana de formas que vão se tornar cada vez mais generalizadas e mais profundas em 2030.


Transporte: carros e caminhões autônomos e, possivelmente, veículos aéreos de entrega, poderão alterar a forma como nós nos deslocamos, trabalhamos e fazemos compras, criando novos padrões de vida e lazer nas cidades.


Robôs domésticos e de serviços: Assim como os aspiradores de pó robóticos já presentes em muitas casas, os robôs especializados irão limpar e fornecer segurança em áreas públicas e privadas, estimam os pesquisadores.


Cuidados com a saúde: Dispositivos para monitorar a saúde pessoal e cirurgias robóticas deverão se tornar comuns se a inteligência artificial for desenvolvida de forma que ganhar a confiança dos médicos, enfermeiros, pacientes e agências reguladoras.


Educação: sistemas educacionais interativos já ajudam alunos a aprender línguas, matemática e outras habilidades. Mas é possível ir além se tecnologias como plataformas de processamento de linguagem natural se desenvolverem para inaugurar a "instrução aumentada", uma versão educativa da realidade aumentada.

Como viveremos daqui a 100 anos e quais são as tecnologias que prometem facilitar nossa vida são assunto cada vez mais alvo de estudos sistemáticos. [Imagem: Samsung SmartThings]

Entretenimento: A convergência de ferramentas de criação de conteúdo, redes sociais e inteligência artificial vai levar a novas maneiras de coletar, organizar e disponibilizar informações e interações de forma envolvente, personalizada e interativa.


Comunidades de baixa renda: Investimentos em modelos preditivos para evitar a poluição ou melhorar a distribuição de alimentos poderão trazer benefícios para a parcela mais carente da população.


Segurança pública: Câmeras, drones e programas para analisar padrões criminais deverão usar a inteligência artificial de forma a reduzir o viés humano (preconceito) e aumentar a segurança sem perda de liberdade ou dignidade.


Emprego: O trabalho deverá começar já para ajudar as pessoas a se adaptar enquanto a economia passa por mudanças rápidas, como muitos postos de trabalho sendo perdidos e novos sendo criados.


"Até agora, a maioria do que se sabe sobre inteligência artificial vem dos livros de ficção científica e dos filmes. Este estudo fornece uma base realista para discutir como as tecnologias de inteligência artificial poderão afetar a sociedade," concluiu Stone.


O relatório completo, em inglês, pode ser baixado gratuitamente no endereço https://ai100.stanford.edu/2016-report.

• Quais tecnologias você quer para o seu futuro?

Bibliografia:

Artificial Intelligence and Life in 2030
Peter Stone, Rodney Brooks, Erik Brynjolfsson, Ryan Calo, Oren Etzioni, Greg Hager, Julia Hirschberg, Shivaram Kalyanakrishnan, Ece Kamar, Sarit Kraus, Kevin Leyton-Brown, David Parkes, William Press, AnnaLee Saxenian, Julie Shah, Milind Tambe, Astro Teller
https://ai100.stanford.edu/2016-report

Vidro que deixa passar a luz e retém o calor

Redação do Site Inovação Tecnológica -  29/08/2016

O vidro revestido com o novo material é praticamente transparente, mas não deixa o calor passar. [Imagem: A*STAR]

Blindagem contra infravermelho
Ajustando a composição química de nanopartículas dos elementos estanho e antimônio, pesquisadores de Cingapura fabricaram um revestimento ideal para recobrir as janelas de vidro de casas e edifícios de países tropicais, como o Brasil.


O revestimento, que é flexível e pode ser aplicado a qualquer material transparente, bloqueia 90% do calor do Sol - luz infravermelha - e deixa passar praticamente toda a luz visível.
Assim, é possível economizar tanto com ar-condicionado, quanto com iluminação.


"Nosso revestimento contra infravermelho, com nanopartículas de 10 nanômetros de óxido de estanho dopadas com antimônio, bloqueia mais de 90% da radiação do infravermelho próximo, enquanto deixa passar mais de 80% da luz visível," confirma o professor Hui Huang, do Instituto A*Star.



"Em particular, o desempenho da blindagem contra infravermelho dos nossos pequenos nanocristais de estanho dopado com antimônio é duas vezes o apresentado pelas versões comerciais [baseadas no mesmo material]", completou.


Solvotermal
A equipe produziu as nanopartículas usando uma técnica de síntese conhecida como método solvotermal, no qual os materiais precursores são aquecidos sob pressão em um autoclave - uma espécie de panela de pressão -, o que permite o controle preciso do tamanho das nanopartículas geradas.



Huang anunciou que já está negociando o licenciamento da tecnologia para uma empresa fabricante de vidros de Cingapura.


Bibliografia:

Solvothermal synthesis of Sb:SnO2 nanoparticles and IR shielding coating for smart window
Hui Huang, Minghong Ng, Yongling Wu, Lingbing Kong
Materials & Design
Vol.: 88, Pages 384-389
DOI: 10.1016/j.matdes.2015.09.013

Fazenda futurística produz tomates no deserto e dispensa totalmente o uso de agrotóxicos e de combustíveis fósseis

Meio ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica -  13/10/2016

A fazenda futurística dispensa totalmente o uso de agrotóxicos e de combustíveis fósseis. [Imagem: Sundrop Farm/Divulgação]

Agricultura de alta tecnologia

Enquanto o Brasil desce pela ladeira da desindustrialização e opta por uma alegada "vocação agrícola" nos moldes tradicionais, outros países demonstram que a tecnologia pode ajudá-los a não se tornar tão dependentes dos produtos primários importados - que nós contamos em exportar.


A Austrália, por exemplo, está literalmente cultivando tomates no deserto.


Em vez de desmatamentos e práticas extensivas, a fazenda australiana transformou uma área de deserto em um espaço com aspecto futurista, onde energia solar e dessalinização da água do mar fornecem os principais insumos necessários para uma agricultura de alta tecnologia.


Sem poluição, usando fontes renováveis e energia limpa, a fazenda deverá produzir 17.000 toneladas de tomate neste ano.



Como plantar no deserto



A água do mar é bombeada por dois quilômetros até a área de 20 hectares da fazenda - na verdade, um conjunto de estufas. Uma usina de dessalinização alimentada por energia solar remove o sal da água, deixando-a perfeita para irrigação.


Não há necessidade de pesticidas, já que a água do mar limpa e esteriliza o ar, e as plantas crescem em cascas de coco, e não em solo, evitando outros riscos de contaminação.



A eletricidade necessária é gerada por uma usina termossolar, onde 23.000 espelhos refletem a luz do Sol até o topo de uma torre de 115 metros de altura, onde o calor produz vapor suficiente para gerar até 39 megawatts de eletricidade.


A empresa responsável pelo projeto, a Sundrop Farm, já tem planos para instalar outra fazendo high-tech na Austrália, além de uma em Portugal e outra nos EUA.

Projeto Gênesis: Como semear vida em outros planetas

Espaço

Com informações da Universidade Goethe -  14/10/2016

A ideia é usar nanonaves ou micronaves, dentro das quais haveria biochips - verdadeiros microlaboratórios genéticos - capazes de lançar os microrganismos no planeta desabitado.[Imagem: Ben Bishop]

Terraformação
Será que a vida pode ser levada para corpos celestes fora do nosso Sistema Solar, ao menos para aqueles cujas características não os definam como decididamente inabitáveis ou permanentemente habitáveis?


Esta ideia, conhecida como terraformação, já foi extensamente explorada na ficção científica, como no Projeto Gênesis, da série Jornada nas Estrelas.


O professor Cláudio Gros, da Universidade de Frankfurt, na Alemanha, decidiu-se a estudar se já não teríamos a tecnologia necessária para, na vida real, dar um primeiro passo para começar a espalhar a vida pela galáxia.


Semear a vida
A ideia de Gros é fundamentalmente estabelecer os princípios para semear a vida em corpos celestes que apresentem condições adequadas para abrigá-la, mas não para desenvolvê-la autonomamente. Para isso, ele baseia sua análise na variedade de condições dos exoplanetas, que vêm sendo descobertos às centenas, com as mais diferentes condições climáticas.


"É certo que vamos descobrir um grande número de exoplanetas que são habitáveis de forma intermitente, mas não permanentemente. A vida seria de fato possível nesses planetas, mas não teria o tempo para crescer e se desenvolver de forma independente", justifica o pesquisador.


Assim, ele investigou se seria possível plantar a vida nesses planetas com habitabilidade transitória, condição esta que pode ser devida a modificações como mudanças na zona habitável por variações na estrela, instabilidades orbitais ou processos no próprio planeta, como tectônica de placas ou alterações atmosféricas.



Teste da teoria de Darwin
De acordo com Gros, de um ponto de vista técnico, a missão Gênesis já poderia ser realizada dentro de algumas décadas, com o auxílio de micronaves espaciais interestelares não-tripuladas, que poderiam ser tanto aceleradas como desaceleradas de forma passiva.

Uma empresa privada está tentando conseguir fundos para uma primeira missão interestelar, de um tipo que poderia ser aproveitada para o projeto Gênesis idealizado por Gros. [Imagem: StarShot Initiative/Divulgação]

Ao chegar ao destino, um laboratório genético automatizado a bordo da sonda sintetizaria uma variedade de organismos unicelulares com o objetivo de estabelecer uma ecosfera de microrganismos no planeta-alvo. A partir daí, eles poderiam se desenvolver de forma autônoma e, eventualmente, gerar formas de vida mais complexas.



"Desta forma, poderíamos saltar aproximadamente quatro bilhões de anos que teriam sido necessários na Terra para chegar à fase pré-cambriana de desenvolvimento, a partir da qual o mundo animal se desenvolveu, desde cerca de 500 milhões de anos atrás," explica Gros.



 
Seria o teste definitivo da teoria da evolução natural das espécies, ainda que vá levar muito tempo para ver os resultados - a partir de algumas dezenas de milhões de anos.



Agradecer ao Universo pela vida
Além do tempo envolvido, o projeto esbarra em algumas dificuldades fundamentais, como os acordos internacionais que tentam evitar a contaminação dos locais explorados no espaço com algum tipo de vida terrestre - um primórdio da Diretriz Primeira da Federação.



 

Recentemente, o robô Curiosity foi desviado de sua rota em Marte porque passaria por locais com uma possibilidade - ainda que remota - de ter água. E, apesar de todos os esforços de descontaminação, ninguém garante que nossos robôs e sondas espaciais saiam da Terra totalmente assépticos.



Quanto a uma falta de possíveis benefícios para as pessoas na Terra, que, em última instância, deverão pagar pela missão, Gros acredita que o Projeto Gênesis seria uma forma de agradecer ao Universo: "Ele permitiria que déssemos algo de volta à vida."

Ele também discute se a evolução independente criaria incompatibilidades biológicas que impediriam uma futura colonização do planeta terraformado: "No momento, no entanto, isso parece ser altamente improvável", concluiu.

Bibliografia:

Developing Ecospheres on Transiently Habitable Planets: The Genesis Project
Claudius Gros
Astrophysics and Space Science
DOI: 10.1007/s10509-016-2911-0
http://arxiv.org/abs/1608.06087