Automontagem molecular: vêm aí os chips que se constroem sozinhos

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Os componentes eletrônicos que formam os chips de computador estão ficando tão pequenos que, em breve, o processo utilizado para fabricá-los, que pouco mudou nos últimos 50 anos, não vai mais funcionar.

Uma das alternativas que os cientistas têm explorado é a criação de minúsculos circuitos usando moléculas que se organizam automaticamente em padrões funcionais - um processo conhecido como automontagem.

Em um artigo publicado nesta semana na revista Nature Nanotechnology, pesquisadores do MIT, nos Estados Unidos, deram um passo importante para tornar a automontagem de chips uma alternativa prática.

Fotolitografia

Atualmente, os chips são construídos camada por camada, por meio de um processo chamado fotolitografia. Uma camada de silício, metal ou algum outro material é depositada sobre uma pastilha e revestida com um material sensível à luz, chamado fotorresiste.

Ao atravessar uma espécie de stencil - uma "máscara" - a luz projeta sobre o fotorresiste uma sombra que é um modelo detalhado do circuito eletrônico que se quer construir. Onde a luz atinge o fotorresiste, ele endurece. A parte não endurecida é lavada com produtos químicos adequados, deixando o circuito "impresso" sobre a pastilha.

O problema é que os componentes que formam o chip - os transistores e outros componentes - já são significativamente menores do que o comprimento de onda da luz usada na sua construção. Os fabricantes têm desenvolvido vários truques para conseguir que a luz produza estruturas menores do que o seu próprio comprimento de onda, mas esses truques não vão funcionar em escalas cada vez menores.

Litografia por feixe de elétrons

A maneira mais óbvia de continuar miniaturizando os componentes eletrônicos que formam o chip seria utilizar feixes de elétrons para transferir os padrões impressos na máscara para a camada de fotorresiste.

Mas, ao contrário da luz, que permite expor um chip inteiro de uma vez, um feixe de elétrons tem que se mover para a frente e para trás ao longo de toda a superfície de um chip, traçando linhas paralelas, como uma colheitadeira trabalhando ao longo das ruas de uma lavoura.

"A diferença é a mesma entre escrever a mão e imprimir uma página de uma vez só," afirma Karl Berggren, que orientou o desenvolvimento da nova tecnologia em conjunto com sua colega Caroline Ross. A lentidão dos passos precisos da litografia por feixe de elétrons torna-a significativamente mais cara do que a litografia óptica convencional. ver notícia completa-->
 
Fonte: Inovação Tecnológica 

Governo promete 121 mil empregos

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Nova Estratégia Nacional é hoje aprovada e visa reduzir a dependência externa, promover as renováveis e criar emprego.

O Governo aprova amanhã, em Conselho de Ministros, a Estratégia Nacional para a Energia, programa que tem por horizonte o ano de 2020, período no qual permitirá a criação de 121 mil novos postos de trabalho "verdes". Um número "perfeitamente fazível", assegurou ontem o ministro da Economia, Vieira da Silva, na apresentação do Plano Novas Energias.

A Estratégia Nacional para a Energia tem como metas a redução da dependência energética do País face ao exterior para 74% (o equivalente a 31% da energia final) e o cumprimento dos acordos de Portugal no contexto das políticas europeias de combate às alterações climáticas, de modo a que 60% da electricidade produzida tenha origem em fontes renováveis.

Para tal, o primeiro-ministro anunciou que será aprovada também uma proposta para aumentar a potência da energia eólica em 400 megawatts, o que representa um investimento de 400 milhões de euros.

O plano ontem apresentado visa, ainda, reduzir em 25% o saldo importador energético com a energia produzida a partir de fontes endógenas, o que permitirá poupanças de dois mil milhões.

Sobre os 121 mil postos de trabalho, Vieira da Silva salientou a "matriz de investimento privado" em que assenta o plano. Já Carlos Zorrinho, secretário de Estado da Energia, garantiu que a aposta nas renováveis "é equivalente à aposta numa central nuclear".

Fonte: Diário de Notícias 

Películas ferroelétricas oferecem nova rota para a energia solar

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Filmes ferroelétricos

O Sol parece ser a nossa única fonte realmente confiável de energia renovável. Sabendo disso, os cientistas estão constantemente em busca de formas inovadoras para converter a luz solar em eletricidade.

Apenas nos últimos dias, foram relatados dois recordes mundiais e duas novas células solares uma biocélula, um circuito molecular capaz de transformar luz em eletricidade e até um passo importante rumo à fotossíntese artificial.

Agora foi a vez dos cientistas de Cingapura demonstrarem o potencial dos filmes finos ferroelétricos para captarem a energia do Sol e gerarem energia limpa.

Junção p-n

Os dispositivos fotovoltaicos, incluindo as células solares, produzem eletricidade quando a absorção de luz fornece elétrons com energia suficiente para atravessar uma barreira, chamada de bandgap.

Para gerar uma corrente elétrica útil, porém, esses portadores de carga devem ser guiados em uma direção determinada, não podendo fluir de forma aleatória.

Na maioria dos materiais fotovoltaicos utilizados hoje, como o silício, os cientistas conseguem dirigir os elétrons construindo a célula solar com uma interface conhecida com junção p-n.

Na junção p-n, dois materiais com naturezas diferentes - positivo-negativo ou doador de elétrons e receptor de elétrons - se juntam, facilitando a difusão dos elétrons do material n em direção ao material p. ver notícia completa-->

Fonte:  Inovação tecnológica

Descoberto novo modo de produzir eletricidade

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Ondas de energia
 
Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, descobriu um fenômeno inédito que faz com que ondas de energia sejam criadas ao longo de nanotubos de carbono.

Segundo os pesquisadores, o fenômeno até agora desconhecido poderá levar a uma nova forma de produzir eletricidade.

O fenômeno, descrito como "ondas termoelétricas", "abre uma nova área de pesquisa na área de energia, o que é raro," afirmou Michael Strano, um dos autores do estudo que foi publicado neste domingo (7/3) na revista Nature Materials.

Da mesma foram que um monte de detritos é atirado pelas ondas em uma praia depois de terem viajado pelo oceano, a onda térmica - um pulso de calor em movimento - viajando ao longo do fio microscópico de carbono pode arrastar elétrons em seu caminho, criando uma corrente elétrica.

O ingrediente principal dessa nova receita de energia é o nanotubo de carbono, uma estrutura com dimensões na faixa dos bilionésimos de metro, na qual os átomos de carbono estão dispostos como se fossem uma tela de arame enrolada. Os nanotubos de carbono fazem parte de uma família muito promissora de novas materiais, que inclui ainda os buckyballs e o grafeno.

Princípio de funcionamento

No estudo, cada um dos nanotubos de carbono, que são bons condutores tanto de eletricidade quanto de calor, foram recobertos com uma camada de um combustível altamente reativo e que gera um forte calor à medida que se decompõe.

O combustível é então inflamado em um dos lados dos nanotubos, o que pode ser feito por um feixe de laser ou por uma faísca elétrica, resultando em uma onda térmica que se desloca velozmente ao longo do nanotubo de carbono.

O calor do combustível é transferido para o nanotubo, onde ele passa a se deslocar milhares de vezes mais rapidamente do que a própria queima do combustível. À medida que o calor, que caminha mais rápido do que a chama, realimenta a camada de combustível, cria-se uma onda térmica que caminha ao longo do nanotubo.

Com uma temperatura de mais de 2.700º C (3.000 K), o anel de calor se espalha ao longo do nanotubo a uma velocidade 10 mil vezes maior do que o espalhamento normal da reação química de queima do combustível. O calor produzido pela combustão também desloca elétrons pelo nanotubo, criando uma corrente elétrica significativa. Ver notícia completa--> 

Biocélula usa fotossíntese para gerar eletricidade

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Cientistas do instituto de pesquisas CNRS, da França, transformaram a energia química gerada pela fotossíntese de uma planta em energia elétrica.

A pesquisa demonstra uma nova rota para fotossíntese artificial, uma área de pesquisas promissora que pretende desenvolver uma estratégia de conversão da luz solar em eletricidade de forma ainda mais eficiente e mais ambientalmente correta do que as células solares.

Além do campo da energia, a nova biocélula poderá ter aplicações médicas.

O que é fotossíntese

A fotossíntese é o processo pelo qual as plantas convertem a energia do Sol em energia química. Na presença da luz visível, o dióxido de carbono (CO2) e a água (H2O) são transformados em glicose e em oxigênio (O2) por meio de uma complexa série de reações químicas que ainda não são bem compreendidas pelos cientistas.

Em vez de tentar reproduzir toda a fotossíntese de forma artificial, o que é uma meta desejável, mas ainda distante de ser alcançada, os pesquisadores franceses criaram uma célula alimentada por um biocombustível que é justamente o produto da fotossíntese de uma planta viva (glicose e oxigênio).

De desenho aparentemente muito simples, a célula a bicombustível é formada por eletrodos cujas superfícies foram modificadas com a adição de duas enzimas.

Domando a fotossíntese

Os pesquisadores inseriram sua biocélula em uma planta viva - neste experimento eles utilizaram um cacto.

Assim que os eletrodos, que são muito sensíveis tanto à glicose quanto ao O2, foram inseridos na folha do cacto, os cientistas puderam monitorar a fotossíntese em tempo real, in vivo, o que, por si só, já seria um grande feito científico.

Durante os experimentos, os pesquisadores puderam fazer a primeira observação direta dos níveis de glicose durante a fotossíntese, em tempo real.

Ou seja, além das aplicações tecnológicas, a técnica será de grande utilidade para o entendimento pormenorizado da própria fotossíntese, um objetivo longamente perseguido pelos biólogos - "domar" a fotossíntese significaria uma revolução radical na forma de geração de energia e de alimentos para a humanidade. Ver notícia completa -->

Fonte: Inovação Tecnológica