Segurança rodoviária: Carro Inacidentavel

O maior projecto de pesquisa sobre segurança rodoviária alguma vez lançado na Europa, irá guiar uma série de sistemas, poderosos, de segurança rodoviários para carros Europeus. Mas, a longo prazo, pesquisa experimental poderia produzir um carro virtualmente inacidentavel.

Um camião que sai subitamente de um lado da estrada, directamente para a sua faixa e apenas a uma dezena de metros mais á frente. De repente, o seu carro emite um aviso, começa a travar e toma medidas evasivas. Ao aperceber-se que o impacto é inevitável os sistemas de segurança dentro do carro tomam controlo e preparam os cintos de segurança e o airbag, programando este ultimo para abrir um segundo antes do impacto. Esta é a promessa quanto a um carro inacidentavel, vindo num stand próximo de si, num talvez não-tão-distante futuro. Este sistema é parte da pesquisa básica realizada pela maior iniciativa quando a pesquisa sobre segurança rodoviária alguma vez realizada na Europa. PReVENT tem um orçamento de cerca de 50 milhões de euros e 56 parceiros perseguindo um amplo, mas altamente complementário programa de pesquisa. Uma dúzia de sub-projectos focam-se em problemas específicos de segurança rodoviária, mas todos os projectos se interligam de alguma forma. A PReVENT está a estudar tecnologias relativamente simples e baratas (como por exemplo, sensores de estacionamento e navegação por satélite), que podem retocadas para melhorar a segurança do condutor. Mas parte da sua ampla e profunda pesquisa sobre segurança rodoviária está também a aprofundar experimentalmente sistemas a médio-longo prazo, sendo que inovações poderão aparecer num prazo de 5-10 anos. O carro inacidentavel é uma construção teórica que engloba alguns dos sub-projectos da PReVENT. Mas pode tornar-se mais real do que seria esperado. Claro que é impossível para todas as colisões que envolvem carros, mas com esta tecnologia poderia reduzir-se em muito os acidentes e minimizá-los quando acontecessem. Por exemplo, o projecto WILLWARN, da PReVENT, usa comunicação sem fios com outros veículos para alertar o condutor acerca de situações potencialmente perigosas que se encontram mais á frente, enquanto a MAPS&ADAS lê mapas sat-nav para monitorizar quando a perigos mais á frente, como curvas e intersecções. SASPENCE olha para a distância e velocidade de segurança, enquanto LATERALSAFE completa com um sensor activo para o ponto cego. Todos têm o seu papel no carro inacidentavel, como muitos outros no projecto. Mas dois projectos, APALACI e COMPOSE, dão um passo á frente ao monitorizar constantemente a velocidade e a trajectória dos veículos em volta e de outros veículos na estrada, tudo em tempo real. Se um veículo decide parar bruscamente, ou um pedestre entra subitamente na estrada, rapidamente calculam as implicações.
O APALACI é um avançado sistema de mitigação pré-acidente construído á volta do registo de outros condutores. No sistema APALACI, sensores monitorizam a estrada ou rua imediatamente á volta do veículo e recolhe o máximo de informação possível acerca de colisões, antes das mesmas ocorrerem. Este sistema usa esta informação para decidir a estratégia de segurança ideal a seguir. Os exemplos incluem manobras de travagem controladas, activação de sistemas de imobilização dos passageiros e pre-activação do sistema de airbags. O carro pode reagir muito mais rapidamente que condutor, cortando a velocidade em quantidades cruciais que garantem que acidentes inevitáveis se tornem menos graves.
O APALACI também desenvolveu uma espécie de "sistema de inibição" para camiões. Este sistema vigia o ponto cego imediatamente á frente do camião e protege pedestres ou ciclistas ao prevenir manobras perigosas. O APALACI foi testado numa série de veículos como o Fiat Stilo, o camião Volvo FH12, o Alfa Romeo 156 e o Mercedes E350. Foi usado sensores a laser, radar, software de decisão assistida e uma grande variedade de tecnologias para atingir o objectivo.
O COMPOSE, por outro lado, tenta mais especificamente manter os outros e condutor seguros. O sistema pode aplicar os travões se um pedestre entrar na estrada ou modificar os amortecedores para melhorar a protecção do ocupante. Pequenas diferenças têm um grande impacto na segurança rodoviária. Diminuir a velocidade em 1 km/h pode reduzir os acidentes com ferimentos em 3%, enquanto que travar umas fracções de segundo mais cedo é o suficiente para reduzir a gravidade de um acidente drasticamente. Os sistemas foram testados num BMW 545i e no Volvo FH12 e melhoraram consideravelmente a segurança, mas todo o potencial deste sistema ainda só será aproveitado no futuro.
Mesmo assim, estes sistemas fornecem ferramentas que os construtores automóveis podem usar para reduzir potenciais acidentes e recolher informações para um futuro carro inacidentavel.

Morph Phone

Desenvolvido pelo Centro de Investigação da Nokia, o Morph demonstra como os telemóveis no futuro poderão ser flexíveis, permitindo aos utilizadores transformar o seu telemóvel em formas radicalmente diferentes.
Isso também demonstra a funcionalidade permitida pela nanotecnologia, incluindo o uso de materiais flexíveis, superfícies electrónicas transparentes e que se auto-limpam. O aparelho é suficientemente flexível para se prender á volta do pulso e ser usado como bracelete.
A Nokia admite que após cinco anos de investigação ainda há problemas tecnológicos para resolver, como energia nas baterias, antes de o telemóvel ser lançado no mercado.
O aparelho está correntemente em exposição no Museu de Arte Moderna em Nova Iorque, na exibição “Design and the Elastic Mind”.

Cientistas medem a força necessária para mover átomos individuais

Cientistas do IBM, em colaboração com a Universidade de Regensburg na Alemanha, são os primeiros a medir a força que é necessária para mover átomos individuais numa superfície.
Esta medição fundamental dá uma informação importante para desenhar futuros aparelhos á escala atómica: chips de computadores, aparelhos de armazenamento em miniatura, entre outros.
Há cerca de 20 anos atrás no Centro de Investigação do IBM em São José, Don Eigle alcançou um marco na habilidade humana para construir estruturas pequenas. A 29 de Setembro de 1989 ele demonstrou que era possível manipular átomos individuais com precisão á escala atómica e escreveu “I-B-M” com átomos individuais de Xénon.
Agora, um novo grupo de investigadores no mesmo laboratório – com ajuda da Universidade de Regensburg – deram um passo extraordinário ao medir forças pequenas que são necessárias para manipular os átomos. Compreender a força necessária para mover átomos específicos em superfícies específicas é uma das chaves para desenhar e construir estruturas pequenas que irão permitir futuras nanotecnologias. Em Nanotecnologia, para se criarem as estruturas que queremos que fiquem num determinado lugar teríamos de usar átomos “fortes” que ficariam no local e os restantes moveriam-se em redor por ligações químicas fracas.
Os cientistas mostraram que para mover um átomo de cobalto de uma superfície são necessários 17 piconewtons.

Câmara sem lentes utiliza raios-x para visualizar materiais e espécies biológicas de escala nanométrica

Os raios-x têm sido usados, há décadas, para obter imagens de ossos partidos, mas os cientistas de US Departement of Energy’s (DOE) Argonne Nacional Laboratory e os seus colaboradores desenvolveram recentemente uma técnica de raio-x sem lentes, que consegue obter imagens de estruturas ultra pequenas, inseridas em nanoparticulas e nanomateriais. Esta técnica pode também ser utilizada para na área da biologia nomeadamente nas células, como no núcleo celular.

Cientistas da cidade de Argonne, juntamente com outros da universidade da Califórnia, em Los Angeles, universidade de Melbourne, universidade “La Trobe” e a Australian Synchrotron desenvolveram uma maneira de examinar à nanoescala as estruturas internas de amostras em microescala. Isto é importante no entendimento do omportamento eléctrico, magnético e térmico e mecânico dos materiais.
Esta capacidade, aplicada á biologia e medicina pode contribuir para o entendimento de doenças e a sua erradicação, curas após lesão, cancros e morte de células.
Os raios-x são ideais para a criação de imagens á nanoescala, por causa da sua capacidade de penetrar no interior do objecto, mas a sua resolução de imagem foi tradicionalmente limitada pela tecnologia de lentes. A nova técnica sem lentes que está a ser desenvolvida em Argonne supera esta limitação.

Um electrão é filmado pela primeira vez

Um novo vídeo demonstra como um electrão viaja numa onda de luz após ter sido puxado para fora do átomo. Esta é a primeira vez que um electrão foi filmado desta forma, sendo os resultados publicados na revista Physical Review Letters.
Anteriormente era praticamente impossível fotografar electrões com precisão devido ás suas extremas velocidades, o que produz fotos desfocadas. Para se conseguir capturar estes movimentos rápidos, flashes de luz extremamente curtos são necessários, mas tais tipos de flashes não eram anteriormente disponíveis. Com o uso da tecnologia de ponta para gerar curtos impulsos de luz intensa, chamados impulsos attosegundos, cientistas da Lund University Faculty of Engineering, na Suécia, conseguiram capturar o movimento do electrão pela primeira vez.
“Um electrão leva 150 attosegundos para dar uma volta ao núcleo do átomo. Um attosegundo dura 10-18 segundos, ou dito de outra maneira, um atto segundo está para o segundo, como o segundo está para o tempo do universo.” Diz Johan Mauritsson, um professor assistente de Física Atómica na Faculty of Engineering, Lund University. Ele é um dos 7 investigadores por detrás do estudo, que está a ser dirigido por ele e pelo professor Anne L’Hullier.
Com a ajuda de outro laser, estes cientistas conseguiram melhor conduzir o movimento do electrão de maneira a ser possível capturar, em filme, a colisão entre um electrão e um átomo.
“Nós á muito que prometemos á comunidade de pesquisa que seríamos capazes de usar impulsos de attosegundos para filmar o movimento cinético dos electrões. Agora que nós conseguimos, poderemos, por exemplo, estudar como os electrões se comportam quando colidem com vários objectos. E as imagens podem servir como prova das nossas teorias.”, explica Johan Mauritsson.
Estes cientistas têm esperança de descobrir mais acerca do que acontece ao resto do átomo quando um electrão interior sai, e também como e quando os outros electrões irão preencher a falha que foi criada.

Bactérias e nano filtros: futuro da tecnologia de água limpa

As bactérias ao sempre atribuídas a causas más, como aquelas que se encontram na água frequentemente ligadas a doenças. Mas os investigadores da Universidade de Nottingham estão a usar estes pequenos organismos em conjunto com as ultimas técnicas de filtração com membranas para melhorar e refinar a tecnologia de limpeza da água.
Estes organismos unicelulares comem os agentes contaminadores presentes na água - está a ser utilizado para uso industrial ou até para beber - num processo chamado biorremediação.
A água é depois filtrada através de membranas porosas, que funcionam como um filtrador. Apesar disso, os buracos nesses filtradores são microscópicos, e outros são tão pequenos que só podem ser vistos na nano escala. O tamanho dos poros pode ir de dez micrómetros – dez mil vezes inferior a um milímetro – até um nano metro – um milhão de vezes inferior a um milímetro.
Estas tecnologias podem ser desenvolvidas em processos que optimizam o uso da água – tanto para uso industrial como para produzir água limpa para áreas onde este recurso é escasso.
A actual tecnologia de membranas usada em processos de tratamento pode diminuir a eficiência com o tempo, á medida que as membranas ficam cheias de contaminadores. Ao usar a biorremediação, as membranas podem ser limpas com o sistema fechado sem remover as membranas.

Cientistas usam nanogeradores em tecido para gerar electricidade

Um grupo de cientistas nos Estados Unidos tem um plano que irá aumentar o tempo de duração de aparelhos pequenos como leitores de mp3 até possíveis proporções ilimitadas, sem necessidade de baterias. Os cientistas esperam fazê-lo com tecido que gera a sua própria electricidade.
A ideia é de nano geradores serem inseridos na base da fibra do tecido de uma camisa e a fricção causada pelo movimento seria transferida em energia para alimentar o aparelho. Os cientistas até afirmam que está em contacto com uma simples brisa poderia gerar toda a energia que um iPod precisa para funcionar indefinidamente.
Um investigador diz que "O nano gerador á base de fibra poderia ser uma forma simples e económica para conseguir energia a partir de um movimento físico."
Segundo a "Reuters", os aparelhos nano geradores gerem electricidade ao utilizar partido das propriedades semicondutoras de aparelhos compostos por óxido de zinco. Cada nano aparelho é cerca de 1000 vezes mais pequeno que um cabelo humano. O aparelho transforma o movimento mecânico do corpo em electricidade.

Grafina

A grafina é um nano material que combina a estrutura atómica simples com física complexa e inexplorada. Desde a sua primeira insolação, acerca de 4 anos, os investigadores sugeriram um grande número de aplicações para este material em antecipação a futuras revoluções tecnológicas. Em particular, a grafina é considerada uma potencial candidata para substituir o silício no fabrico de aparelhos electrónicos.
Equipas de investigadores de todo o mundo estão a trabalhar no desenvolvimento de células solares orgânicas. As células solares orgânicas têm boas projecções para o futuro – elas podem ser colocadas em filmes finos, que os tornam baratos para produzir. Indústrias de impressão devem de ser empregues para a sua produção no futuro. Para alcançar este objectivo será necessário aperfeiçoar a arquitectura das células, assim como camadas e substratos precisam de ser desenvolvidos.

Um novo processo cria nanofibras de formas complexas e com tamanho ilimitado

A fabricação contínua de nano estruturas complexas, tridimensionais e a possibilidade de crescer nano aparelhos individuais de comprimento ilimitado são agora possíveis com um processo desenvolvido por investigadores da Universidade de Illinois.
O processo é como desenhar com uma caneta de tinta permanente – a tinta sai e seca rapidamente ou "solidifica". Mas, ao contrário de desenharmos com uma caneta de tinta permanente, consegue-se desenhar objectos a 3D.

Novo metodo de observação de interações em sistemas á nanoescala

Os investigadores orientaram experiências com lasers altamente poderosos e pontos quânticos - átomos artificiais que poderão ser os tijolos de aparelhos á nano escala para comunicação e computação quântica - para aprender mais sobre física na nano escala.
Um fenómeno comum em física é o efeito Fano, que ocorre quando um estado quântico discreto - um átomo ou uma molécula - interage com um estado contínuo do vácuo ou com o material que o rodeia. O efeito Fano muda a forma como um átomo ou uma molécula absorve a luz ou radiação.
Em experiências em sistemas á nano escala, o principio da incerteza de Heisenberg por vezes impede os cientistas de observar o efeito Fano. A interacção do sistema nessa escala e o seu estado contínuo envolvente não pode ser detectado. Mas numa experiência de espectroscopia laser de alta resolução liderada por M. Kroner e K. Karrai, do centro de Nano ciência da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique, Alemanha, utilizaram um novo método. Eles mediram fotões de um único ponto quântico enquanto aumentaram a intensidade do laser para saturar a observação óptica do ponto. Isto permitia-lhes observar, pela primeira vez, interações fracas, assinaladas pelo aparecimento do efeito Fano.