Serie De Ficção Cientifica Brasileira: A nossa vida é repleta de magia quando entendemos, e unimos a nossa sincronicidade com o todo. “A Harpa Sagrada” inicia-se numa serie de revelações onde o homem tem sua essência cravada no sagrado, e o olhar no cosmos aspirando sua perfeição.

sexta-feira, 5 de fevereiro de 2016

Nós quânticos são reais. E impossíveis de desatar


Nós quânticos: É impossível desatá-los
Visualização da estrutura do nó quântico. Cada faixa colorida representa um conjunto de direções no campo que está atado. Observe que cada faixa é torcida e ligada com as outras uma única vez. Desatar o nó exige que as faixas sejam separadas, o que não é possível fazer sem quebrá-las.[Imagem: David Hall]
Nó impossível de desatar
Existem mesmo nós no mundo quântico - e eles são impossíveis de desatar.
É a primeira vez que os físicos conseguem observar a existência de nós naquilo que eles chamam de "matéria quântica", que já vinha sendo usada para fabricarcristais quânticoscristais indecisos e até fractais quânticos.
Mas ninguém havia conseguido dar nós nessa matéria quântica, formada por átomos, naturais ou artificiais, em temperaturas próximas do zero absoluto, que permitem a observação de efeitos quânticos em escala macroscópica.
Em essência, toda matéria é quântica, mas, no caso desta classe de experimentos, o termo geralmente refere-se ao estado de átomos de rubídio ultrafrios formando um condensado de Bose-Einstein.
Os nós foram dados em sólitons, ou ondas solitárias, gerados no condensado e já explorados em experimentos que vão da construção de cristais de pura luz a testes da dilatação do tempo prevista por Einstein.
Nó quântico
Diferentemente dos nós em uma corda, os nós quânticos existem em um campo que assume uma determinada direção em cada ponto do espaço. O campo se decompõe em um infinito número de anéis interligados, cada um com sua própria direção no campo.
"Expusemos o condensado de rubídio a rápidas mudanças de um campo magnético especificamente adaptado, amarrando cada nó em menos de um milésimo de segundo. Depois que aprendemos a amarrar o primeiro nó quântico, ficamos bons nisso - já amarramos várias centenas desses nós," contou o professor David Hall, da Universidade Amherst, nos EUA.
A estrutura resultante - o nó quântico - é topologicamente estável, uma vez que ele não pode ser desamarrado sem quebrar o anel. Em outras palavras, não se pode desatar o nó quântico, a menos que se destrua o próprio estado que caracteriza a matéria quântica.
Nós quânticos: Nós impossíveis de desatar
A estrutura teórica do nó quântico, na linha superior, e o resultado experimental, na linha inferior. [Imagem: David Hall et al. - 10.1038/nphys3624]
Cosmologia e computação quântica
A demonstração poderá ter implicações em uma ampla variedade de domínios, muito além da compreensão teórica do comportamento da matéria quântica e dos sólitons.
"Agora que vimos esses bichos exóticos, estamos realmente animados para estudar suas propriedades muito peculiares. É importante ressaltar que nossa descoberta se conecta a um diversificado conjunto de áreas de pesquisas, incluindo a cosmologia, energia de fusão nuclear e os computadores quânticos," disse o professor Mikko Mottonen, da Universidade Aalto, na Finlândia, coordenador da equipe, que também foi pioneira na criação demonopolos magnéticos.
Fibração de Hopf
O professor Mottonen explica que, matematicamente falando, o nó quântico criado por sua equipe realiza na prática um mapeamento conhecido como fibração de Hopf, descoberto por Heinz Hopf em 1931.
Hopf elaborou uma função contínua - um mapa - que associa cada ponto de uma esfera comum a uma hiperesfera - ou 3-esfera, que preenche um espaço quadridimensional.
Cada ponto da esfera comum transforma-se em um círculo distinto da 3-esfera, ou seja, esta é composta por "fibras", onde cada "fibra" é um círculo que corresponde a cada ponto da esfera comum - daí o nome de fibrado de Hopf, ou fibração de Hopf. São as mesmas fibras vistas acima na ilustração do nó quântico.

Bibliografia:

Tying Quantum Knots
D. S. Hall, M. W. Ray, K. Tiurev, E. Ruokokoski, A. H. Gheorghe, M. Mottonen
Nature Physics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphys3624

Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial


Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial
Não há lâmpada dentro dos abajures - é o próprio tecido que se acende. [Imagem: Finlayson]
Tecidos luminosos
Engenheiros finlandeses incorporaram uma tecnologia de iluminação em tecidos.
Baseada em LEDs flexíveis, com durabilidade de até 10.000 horas, os "tecidos de luz" prometem dar nova flexibilidade aos projetos de iluminação residencial.
A tecnologia foi desenvolvida por Thomas Welander, Vertti Sarimaa e Jaakko Nikkola, da Universidade Aalto, e agora está sendo bancada pela Finlayson, a maior fabricante de tecidos da Finlândia.
Embora tenha havido grande esforço rumo à chamada eletrônica de vestir, por meio dos e-tecidos, ou tecidos eletrônicos, as estampas luminosas estão entre os primeiros produtos a chegar ao mercado - as primeiras peças já estão em estágio de pré-venda.
Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial
Não há lâmpada dentro dos abajures - é o próprio tecido que se acende. [Imagem: Finlayson]
Tecidos com LEDs
A grande vantagem da incorporação dos LEDs no próprio processo de fabricação dos tecidos é que o conjunto fica totalmente flexível e pode ser enviado às lojas na forma de rolos ou em produtos que saem desmontados da fábrica, como abajures e luminárias.
"Por ser leve e plana quando desmontada, a lâmpada pode ser facilmente despachada dentro de um envelope para qualquer lugar do mundo. Uma lâmpada não tem que se parecer com uma lâmpada quando o projeto atende melhor ao seu objetivo," disse Jukka Kurttila, da Finlayson.

Cerâmica flexível dobra-se como papel


Cerâmica flexível dobra-se como papel
[Imagem: Eurekite/Divulgação]
Flexicerâmica
Pesquisadores da Universidade de Twente, na Holanda, criaram uma cerâmica flexível, um material que promete levar as inúmeras vantagens das cerâmicas a uma infinidade de aplicações que até agora tinham que se contentar com fibras "menos capacitadas".
Gerard Cadafalch e seus colegas demonstraram a cerâmica flexível em espessuras de vários milímetros, em folhas que podem ser dobradas como se fossem de papel, retornando ao formato plano original sem se quebrar e sem apresentar trincas.
As cerâmicas mais tradicionais são feitas de argila, mas já existem inúmeras cerâmicas avançadas em vários campos de aplicação, das telas de celularesaos supercondutores, passando pelas eletrocerâmicas e pelascerâmicas capazes de armazenar luz.
Cerâmica flexível
Embora podendo ser muito duras e resistentes a altíssimas temperaturas, todas as cerâmicas costumam ser quebradiças, por isso nem um pouco afeitas à flexibilidade.
Contudo, Cadafalch e seus colegas usaram nanopartículas para criar uma cerâmica com uma flexibilidade comparável à do papel e capaz de reter os demais benefícios do material tradicional, como a resistência às altas temperaturas.
É fato que já existem outras cerâmicas que podem ser dobradas, mas trata-se de folhas extremamente finas, nenhuma com a espessura na casa dos milímetros.

Embora possa ser usada até para revestir naves espaciais, a empresa emergente criada pelos pesquisadores para comercializar a cerâmica flexível, chamada Eurekite, pretende entrar no mercado competindo com as fibras usadas nas placas de circuito impresso, mas já de olho nos eletrodos para baterias.

Antena captura luz do Sol e gera eletricidade


Antena captura luz do Sol e gera eletricidade
Esquema mostra os componentes da rectena, uma antena capaz de capturar a radiação solar e gerar eletricidade. [Imagem: Thomas Bougher/Georgia Tech]
Rectena
Pesquisadores demonstraram a primeira rectena óptica, um dispositivo que combina uma antena com um diodo retificador para converter luz diretamente em eletricidade.
Essencialmente, uma rectena é uma espécie de célula solar, mas operando em um princípio totalmente diferente: em vez de usar o efeito fotoelétrico, as rectenas captam a luz como as antenas captam qualquer onda. E já convertem essa radiação em corrente contínua - daí seu nome, uma junção de antena e retificador.
Feita de nanotubos de carbono multicamadas e minúsculos retificadores, as rectenas ópticas representam uma nova tecnologia para detectores de luz muito sensíveis, como os usados em observações astronômicas, mas dispensando a refrigeração necessária hoje, coletores de energia que reciclam o calor desperdiçado em eletricidade e, finalmente, uma nova maneira de captar a energia solar de forma eficiente.
Mudar o mundo de forma radical
Os nanotubos de carbono funcionam como antenas para capturar a luz do Sol ou outras fontes, incluindo fontes de luz infravermelha, ou calor. Conforme as ondas de luz atingem as antenas, elas criam uma carga oscilante que se move rumo ao retificador embutido.
Os retificadores ligam e desligam em velocidades na faixa dos petahertz, rápido o suficiente para cancelar os picos das ondas, criando uma corrente contínua.
"Em última instância, nós podemos construir células solares duas vezes mais eficientes a um custo que é dez vezes menor, e isto para mim é uma oportunidade de mudar o mundo de uma forma radical," disse Baratunde Cola, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos EUA.
Antena captura luz do Sol e gera eletricidade
Protótipo da rectena que capta a luz solar na faixa visível. [Imagem: Thomas Bougher/Georgia Tech]
Momento perfeito
Apesar do impacto potencial e do aspecto futurista da tecnologia, as primeirasrectenas foram desenvolvidas nas décadas de 1960 e 1970, mas só funcionavam em comprimentos de onda muito curtos. Há mais de 40 anos os pesquisadores vêm tentando tornar esses dispositivos capazes de capturar a radiação visível.
Havia muitos desafios, como miniaturizar as antenas para capturar os pequenos comprimentos de onda ópticos, e fabricar um diodo retificador pequeno e capaz de operar rápido o suficiente para interagir com as oscilações das ondas com comprimentos na faixa dos nanômetros.
Os pesquisadores da área só não desistiram em todo esse tempo por causa da alta eficiência e do baixo custo que as rectenas prometem.
"Agora era o momento perfeito para experimentar algumas coisas novas e fazer um dispositivo funcional, graças aos avanços na tecnologia de fabricação," disse Cola.
Eficiência
Agora que as rectenas ópticas foram construídas, os pesquisadores poderão se dedicar a aumentar sua eficiência e testar conceitos emergentes, como odownload de energia pelo celular.
A equipe acredita que pode aumentar a captura de energia por meio de técnicas de otimização, e acredita que uma rectena com potencial comercial pode estar disponível dentro de um ano.
"Sendo detectores robustos e de alta temperatura, estas rectenas podem ser uma tecnologia totalmente disruptiva se pudermos chegar a 1% de eficiência. Se pudermos chegar a eficiências ainda maiores, poderemos aplicá-las às tecnologias de conversão de energia e captação de energia solar," disse Cola.

Bibliografia:

A carbon nanotube optical rectenna
Asha Sharma, Virendra Singh, Thomas L. Bougher, Baratunde A. Cola
Nature Nanotechnology
Vol.: 10, 1027-1032
DOI: 10.1038/nnano.2015.220

Como era o Brasil há 100 milhões de anos







Peter Moon  |  Agência FAPESP – Há 140 milhões de anos, no início do período Cretáceo, o Brasil era coberto por um vastíssimo deserto de dunas muito maior que o Saara. Este deserto desapareceu ao ser engolido por um oceano de lava produzido pelo maior extravasamento de magma dos últimos 500 milhões de anos. Sete entre as dez maiores erupções vulcânicas – inclusive as três maiores – que ocorreram no planeta neste período aconteceram no Sudeste brasileiro. O panorama geológico que os pesquisadores brasileiros estão compondo de nosso país é estarrecedor.
O mais recente trabalho que procura atar três peças basilares desse quebra-cabeça colossal, as três bacias geológicas que sustentam a porção Centro-Sul do território brasileiro, acaba de ser publicado no Journal of South American Sciences. Um de seus autores é o geólogo Alessandro Batezelli, do Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). O projeto teve o apoio da Fapesp.
O foco do estudo de Batezelli são as bacias sedimentares do Centro-Sul do Brasil, com destaque para as bacias Bauru, Sanfranciscana e dos Parecis. Entender o modo como os eventos tectônicos e climáticos interagiram em cada uma delas no tempo e no espaço ajuda a estabelecer uma sequência cronológica.
A descoberta daqueles eventos não foi obra de Batezelli e do geógrafo Francisco Sergio Bernardes Ladeira, o coautor do trabalho. Mas é a sua pesquisa, assim como a de outros profissionais, que nos permite tecer um esboço do drama geológico que se desenrolou no Centro-Sul brasileiro entre 135 e 60 milhões de anos atrás.
A ruptura de Gondwana
No período Jurássico, entre 201 e 145 milhões de anos atrás, a América do Sul e a África encontravam-se unidas. Ficavam bem no meio do antigo megacontinente Gondwana. As correntes de ar saturadas de umidade do antigo oceano Pantalássico não tinham força para atingir o distante centro de Gondwana. Daí a formação de um imenso deserto, o deserto Botucatu. É o mesmo processo que se vê hoje na Ásia Central, cujo clima desértico se deve à sua grande distância dos oceanos.
Quase não há fósseis preservados do Jurássico no Brasil. Explicações, para tanto, seriam o clima inóspito do deserto e também a difícil preservação de fósseis num ambiente de dunas. No entanto, o deserto Botucatu não era desabitado. Até agora, foram achadas apenas algumas pegadas fossilizadas de mamíferos e de répteis.
Há 140 milhões de anos, a América do Sul e a África começaram a se separar para dar início à abertura do Atlântico Sul. “O fenômeno que provocou a ruptura de Gondwana foi o surgimento de fraturas profundas na crosta terrestre”, diz Batezelli. Por essas fraturas começou a extravasar magma do interior do planeta em quantidades descomunais. À medida que as fendas iam se alargando, e os continentes se afastando, mais lava extravasava, num processo contínuo e muito prolongado, que perdurou de 137,4 a 128,7 milhões de anos atrás.
O epicentro desta megaerupção vulcânica, “ou mais apropriadamente um megaextravasamento basáltico, conhecido como Província Vulcânica Paraná-Etendeka,” como observa o geólogo, foi o Sudeste e o Sul do Brasil, que se encontravam ligados às terras da atual Namíbia, na África.
A Província Vulcânica Paraná-Etendeka foi formada a partir de diversas fendas, ou megavulcões, os maiores de que se têm notícia. Não eram vulcões explosivos, como os que estamos acostumados a ver. “Não havia erupções explosivas. As fendas jorravam continuamente”, diz Batezelli. “Daqui até a África havia fendas através das quais a lava extravasou sobre uma área gigantesca e por um período muito prolongado.” Através daquelas fendas transbordaram 2,3 milhões de km3 de lava, que cobriram totalmente 1,5 milhão de km2 – equivalente a cobrir o Estado do Amazonas, o maior do país, com uma camada de lava de 1,5 km de altura.
A origem do aquífero Guarani
Toda essa lava enterrou as antigas dunas do deserto Botucatu e foi-se acumulando em camadas sucessivas até erigir a Serra Geral, que cobre os Estados do Paraná, Santa Catarina e o norte do Rio Grande do Sul – além do leste paraguaio e o norte da Argentina. Sua areia foi cozinhada a uma temperatura de 1.200 graus centígrados e prensada pelo peso do magma. A areia acabou virando arenito, uma rocha bastante porosa que tem a propriedade de armazenar a água da chuva que é absorvida pelo solo.
No caso das dunas do deserto Botucatu, elas deram origem ao aquífero Guarani, um dos maiores reservatórios subterrâneos de água doce do planeta, enterrado sob o chão do Centro-Sudoeste do Brasil. O aquífero Guarani comporta 37 mil km3 de água, equivalente a 1,6 vez o volume do maior lago do planeta, o Baikal, na Sibéria.
“Nas regiões onde as dunas entraram em contato direto com a lava, houve um aumento de temperatura tão grande que os sedimentos foram literalmente cozidos, formando um arenito mais duro e impermeável, que é usado hoje nas calçadas de mosaico português”, diz Batezelli. Já a lava resfriada formou basalto, e este, desgastado por cem milhões de anos de erosão, deu origem à terra roxa, o solo fértil que alavancou no século XIX as lavouras de café em São Paulo e no Paraná.
Um novo deserto
Há 128,7 milhões de anos, quando os extravasamentos de magma findaram, aquele gigantesco acúmulo de rocha vulcânica fez com que parte do Sudeste brasileiro sofresse um abatimento sob seu próprio peso, o que criou na superfície uma nova bacia sedimentar, a Bacia Bauru. E sobre esta bacia formou-se um novo deserto de dunas, porém menor que o anterior.
O Atlântico Sul mal começara a abrir. Ainda nem era um braço de mar, no máximo uma depressão alagada para onde convergiam os rios, os sedimentos e a erosão de dois continentes. Ou seja, as águas de Pantalassa – o oceano que rodeava a Pangeia – ainda estavam longínquas, assim como sua brisa úmida. Para acabar com as condições de secura do Centro-Sul do Brasil, seria preciso aguardar outros 60 milhões de anos, quando o Atlântico Sul, embora com menos da metade da abertura atual, pôde amenizar o clima.
De qualquer forma, aquela depressão que lentamente se alargava um par de centímetros por ano já ia se fazendo sentir no clima. O novo deserto de dunas, agora denominado Grupo Caiuá, não era tão grande como o antigo deserto Botucatu, afirma Batezelli. Era árido, mas pontilhado aqui e ali por oásis infestados de várias espécies de crocodilos terrestres, parentes extintos dos crocodilianos atuais.
Aqueles crocodilos viviam em terra firme, tinham patas longas e andavam como lobos. Os paleontólogos já descreveram mais de uma dúzia de espécies. A mais famosa é o famigerado baurusuchus, uma fera predadora. Mas havia também formas bizarras, com chifres ou com uma carapaça semelhante à dos tatus, como a do armadillosuchus, e até um crocodilo herbívoro, o esfagessauro.
As dunas do Caiuá existiram entre 125 e 100 milhões de anos atrás, quando cederam lugar a uma nova paisagem formada por rios e lagos. “O clima se tornou muito mais ameno, similar ao semiárido da Caatinga nordestina”, diz Batezelli. Essa nova depressão recebeu sedimentos que hoje pertencem ao Grupo Bauru, que existiu entre 80 e 60 milhões de anos atrás.
Aí sim os titanossauros proliferaram. A maioria das espécies brasileiras é dessa fase. Seus fósseis homenageiam o nome das cidades mineiras e paulistas próximas das quais foram encontrados, como uberabatitan e baurutitan.
A Bacia Sanfranciscana
Concomitante a estes 60 milhões de anos de transformações na Bacia Bauru, “mais para o norte, na Bacia Sanfranciscana, ocorreram fenômenos muito parecidos, embora sem serem os mesmo”, salienta Batezelli. A Bacia Sanfranciscana engloba o oeste de Minas Gerais, Goiás, Tocantins e o oeste da Bahia, estendendo-se até o sul do Piauí.
Durante o Cretáceo inferior, na Bacia Sanfranciscana se desenvolveram campos de dunas eólicas. Dezenas de milhões de anos depois, já no Cretáceo superior, também aconteceu vulcanismo. “Bem no limite entre as bacias Bauru e Sanfranciscana se formaram diversos vulcões”, revela Batezelli pautado em sua pesquisa. “Eles apresentaram um extravasamento bem menor do que o vulcanismo que deu origem à Serra Geral, porém foram responsáveis por formar uma região mais elevada entre as Bacias Bauru e Sanfranciscana. Foi como se a crosta inchasse por causa do calor das intrusões magmáticas.”
Seu relevo é perceptível até hoje, nas crateras no interior das quais estão as cidades de Araxá, Tapira e Poços de Caldas. “As grandes jazidas de nióbio assim como outras riquezas minerais do sudeste de Minas Gerais estão relacionadas a este vulcanismo.”
O vulcanismo na Bacia Sanfranciscana ocorreu há menos de 100 milhões de anos atrás. A maior parte da lava que extravasou desses vulcões avançou sobre as dunas.
A evolução da Bacia dos Parecis é semelhante ao ocorrido nas bacias Bauru e Sanfranciscana. Ainda no período Jurássico superior, ocorreu um vulcanismo modesto nos Parecis. Há 145 milhões de anos atrás, já no Cretáceo superior, formaram-se rios e lagos na região compreendida entre o norte do Mato Grosso e o oeste de Rondônia. Com o passar do tempo o clima foi se tornando mais árido e o cenário paisagístico se transformou num campo de dunas.
Em resumo, e comparando os cenários das três bacias sedimentares, conclui-se que do Cretáceo inferior ao Cretáceo superior, um período de mais de 60 milhões de anos, houve um deslocamento dos desertos de dunas no território brasileiro das direções sudeste para noroeste.
Das dunas eólicas aos rios e lagos
Durante o Cretáceo inferior, a região Sudeste era dominada por uma paisagem desértica formada por dunas eólicas. Já no Cretáceo superior, a maior parte da região Sudeste passou a ter uma paisagem constituída por rios e lagos, enquanto que desertos de dunas surgiram no norte de Minas, em Goiás, Tocantins, Matogrosso e Rondônia. “Isso demonstra que, com o passar do tempo, houve uma diminuição nas condições de umidade de sul/sudeste para o centro-oeste/norte do Brasil”, revela Batezelli.
Todo o drama geológico descrito acima se desenrolou em paralelo ao alargamento do Atlântico Sul. Suas brisas que cresciam em volume e intensidade semeavam cada vez mais umidade na porção sudeste do continente.
Esse era o cenário dominante quando da extinção em massa do fim do Cretáceo, há 65 milhões, que deu fim aos dinossauros. Esse legado geológico, geográfico e climático formou o novo meio ambiente no qual os mamíferos da era Cenozoica puderam se adaptar. Mas esta é uma outra história.
O artigo Stratigraphic framework and evolution of the Cretaceous continental sequences of the Bauru, Sanfranciscana, and Parecis basins, Brazil, de Betezelli e Ladeira, publicado no Journal of South American Earth Sciences, pode ser lido emhttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0895981115300857

Pesquisadores criam método que permite detectar Zika em sangue de transfusão


Karina Toledo | Agência FAPESP – Um método para detectar a presença do vírus Zika no sangue usado em transfusões foi desenvolvido no âmbito de um projeto apoiado pela FAPESP e coordenado por José Eduardo Levi, chefe do Departamento de Biologia Molecular da Fundação Pró-Sangue/Hemocentro de São Paulo – instituição ligada à Secretaria de Estado da Saúde e à Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP).
De acordo com o pesquisador, inicialmente, a metodologia seria indicada apenas para a triagem de bolsas de sangue destinadas a gestantes ou a transfusões intrauterinas (nas quais o sangue é transfundido diretamente no feto). A iniciativa é medida de precaução, já que não existe confirmação de que a transmissão transfusional do vírus represente risco ao feto.
“No caso do Zika, a grande preocupação é com grávidas e fetos. Achamos que não seria boa ideia, nesses casos, usar sangue com risco de ter o vírus. Nossa proposta foi fazer um teste para ser usado em um pequeno número de bolsas de sangue – 0,16% do estoque do banco de sangue – destinado a esse público-alvo. Pretendemos começar a aplicar o teste no Hemocentro de São Paulo logo após o Carnaval”, afirmou.
Desde o início da epidemia de Zika no Brasil, em 2015, pelo menos dois casos de transmissão por meio de transfusão sanguínea foram confirmados no Hemocentro da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), interior de São Paulo.
Em relação à dengue, já é conhecida a possibilidade de ocorrer transmissão transfusional. Segundo Levi, estima-se que até 1% dos doadores de sangue – nos períodos de pico epidêmico – sejam positivos para o vírus da dengue no momento da doação, mas não é feita nenhum tipo de triagem laboratorial.
“Isso nunca foi considerado um problema, pois, na maioria das vezes, o receptor do sangue nem sequer chega a desenvolver a doença. No Brasil, nunca foi detectado um caso grave de dengue transfusional. Esse primeiro receptor contaminado com Zika em Campinas também não apresentou sintomas da doença, embora tenha sido confirmada a presença do vírus em seu sangue (o segundo paciente morreu em decorrência dos ferimentos por arma de fogo que levaram à necessidade de transfusão). De maneira geral, ainda não há evidências de que o vírus Zika seja algo problemático do ponto de vista transfusional, com exceção das grávidas”, explicou o pesquisador. "Não temos evidência, por exemplo, de que o Zika adquirido pela via transfusional possa causar microcefalia, mas acreditamos que exista uma alta probabilidade de que isso ocorra."
Levi também é professor do Instituto de Medicina Tropical da USP e integra a chamada Rede Zika – grupo articulado de maneira emergencial no último mês de dezembro, sob a coordenação do professor Paolo Zanotto, do Instituto de Ciências Biomédicas da USP, para tratar de questões relacionadas à epidemia de Zika e aos crescentes casos de microcefalia associados.
“Já estava em andamento um projeto, apoiado pela FAPESP, dedicado à prevenção da transmissão transfusional da malária no Estado de São Paulo. Em dezembro, solicitamos um recurso adicional que foi usado no desenvolvimento do teste para detectar o vírus Zika”, contou Levi.
A metodologia alia um método de biologia molecular conhecido como PCR (reação em cadeia da polimerase) em tempo real a protocolos desenvolvidos no Centro de Controle de Doenças (CDC), dos Estados Unidos, para detecção do vírus Zika.
“O protocolo do CDC sugere alguns reagentes específicos, primers e sondas, já testados e aprovados para detecção do vírus Zika usando PCR em tempo real. Fizemos algumas adaptações nesse protocolo aqui no Hemocentro de São Paulo”, contou.
A validação do método foi feita com controles positivos (isolados do vírus cultivados em laboratório que servem para confirmar se o que está sendo detectado é de fato o vírus Zika) fornecidos por pesquisadores da Rede Zika.
“Depois validamos também no plasma do receptor contaminado por transfusão – gentilmente cedido pelo dr. Marcelo Addas, do Hemocentro da Unicamp. Como obtivemos sucesso, já distribuímos o método para a Rede Zika, para quem quiser usar”, contou Levi.
Diante da falta de evidências sobre a importância de triar todo o sangue doado para a presença do vírus Zika, avaliou Levi, não haveria possibilidade e/ou necessidade de incluir o teste na rotina de todos os bancos de sangue do país.
“Estamos observando atentamente a evolução dos casos e, se forem surgindo evidências de que isso é necessário, vamos batalhar para obter mais recursos. Por enquanto o que entendemos prudente é triar apenas essa pequena parcela”, avaliou. 

segunda-feira, 1 de fevereiro de 2016

Angra 2 receberá detector de neutrinos feito no Brasil



Angra 2 receberá detector de neutrinos feito no Brasil
Projeto do detector de neutrinos brasileiro, que será instalado ao lado da Usina Angra 2.[Imagem: J. C. Anjos et al.]
Energia e neutrinos
Um detector de neutrinos totalmente projetado e construído no Brasil será instalado junto à parede externa do reator nuclear da Usina Angra 2, em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro.
O detector foi projetado para monitorar em tempo real o nível de atividade do reator. Funcionará como uma ferramenta adicional de salvaguarda de proteção para certificar que o combustível nuclear (urânio enriquecido) ou seu refugo (plutônio) não estão sendo retirados de forma não declarada das usinas.
"A Eletronuclear, operadora de Angra 2, quer checar a sua viabilidade técnica", diz Ernesto Kemp, do Instituto de Física da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), responsável pelo projeto e construção do detector de neutrinos.
A fissão do urânio enriquecido no interior de um reator nuclear gera energia, mas também geraplutônio, hoje usado sobretudo em reatores para naves espaciais.
Ocorre que o processo também gera as menores e as mais numerosas partículas subatômicas que se conhece, os neutrinos. Eles não possuem carga elétrica (como seu nome indica) e até os anos 1990 não se sabia se tinham massa. Hoje se calcula que a massa dos neutrinos deve ser muito menor que a de um elétron, embora o valor ainda não tenha sido medido.
E os neutrinos podem ser usados para monitorar o funcionamento do reator, sem qualquer interferência no próprio equipamento da usina.
Detector de neutrinos
O detector de neutrinos é formado por um tanque com uma tonelada de água ultrafiltrada, cercado por 32 fotomultiplicadores. Toda vez que um neutrino se chocar com os átomos da água no detector (uma probabilidade baixíssima, mas que eventualmente ocorre), o choque gera fótons - luz - com intensidade suficiente para serem enxergados pelos fotomultiplicadores.
A cada segundo, o reator de Angra 2, com potência térmica de 4 gigawatts, produz algo como 100 bilhões de trilhões de neutrinos (1022 neutrinos). A uma distância de 30 metros, o detector será banhado a cada segundo por 1 trilhão deles (1012 neutrinos).
Em princípio, o detector poderia flagrar cerca de 5 mil neutrinos por dia, mas, na prática, o número relatado deverá ser menor. "Por dois motivos: o detector não é 100% eficiente e a filtragem do ruído causado por fontes naturais de radiação jogará fora uma fração considerável de eventos genuínos", diz Kemp.
Segundo João dos Anjos, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), "detectores de neutrinos em reatores nucleares são uma técnica já experimentada no Japão e na França. São detectores bem maiores, de 20 a 80 toneladas, enterrados em minas ou túneis. O nosso tem 1 tonelada. O grande desafio é criar um detector pequeno e móvel, que fique na superfície. É uma técnica nova que precisa ser testada."
Para tanto, o hardware e o software de análise precisarão distinguir as interações geradas pelos neutrinos do reator daquelas geradas pelo ruído de fundo, causado pelos raios cósmicos, pela torrente de neutrinos solares e pela radiação natural do meio ambiente. Em um detector enterrado e blindado, todo esse ruído é minimizado, mas na superfície a blindagem é zero. "Os sinais de raios cósmicos podem mimetizar e falsear um sinal de neutrino do reator. Não podemos incorrer em erros", afirma Ernesto Kemp.
Angra 2 receberá detector de neutrinos feito no Brasil
O detector de neutrinos está em testes no CBPF. Em maio ele será remontado dentro de um contêiner de 12 metros que já está em Angra 2. [Imagem: J. C. Anjos et al.]
Neutrinos brasileiros
O projeto brasileiro de neutrinos nasceu em 2005. A ideia inicial era construir um detector pequeno e outro muito maior, de 50 toneladas, enterrado embaixo do Morro do Frade, que fica a 1,5 quilômetro de Angra 2.
O grande detector foi orçado em US$ 50 milhões, com um projeto voltado para o estudo das oscilações de neutrinos - a descoberta da oscilação de neutrinos, a mudança de um tipo de neutrino para outro, rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2015.
Na época existiam vários grupos com propostas similares espalhadas pelo mundo. Por questões de custos, vários grupos se uniram e o grupo brasileiro se juntou ao experimento de oscilação de neutrinos Double Chooz, que foi construído na França.
De qualquer forma, a construção de um detector de neutrinos totalmente nacional é um evento importante no campo da ciência e tecnologia brasileiras, embora não haja projetos de sua utilização científica.
"Nós, físicos brasileiros, já participamos de forma relevante em experimentos de partículas nos grandes laboratórios mundiais. Construir este detector nos deu grandes lições sobre como fazer ciência por aqui. Em caso de resultados positivos, estaremos contribuindo para a missão da AIEA [Agência Internacional de Energia Atômica] de monitoramento do destino seguro de rejeitos nucleares", afirma Kemp.
Angra 2 receberá detector de neutrinos feito no Brasil
O Brasil é parceiro da colaboração Double Chooz, que usa para pesquisas científicas umdetector de neutrinos instalado próximo aos dois reatores de uma usina nuclear na cidade de Chooz, na França. [Imagem: Double Chooz Experiment]
Neutrinos
Se por um lado a massa dos neutrinos é quase desprezível, por outro lado eles são produzidos em quantidades assombrosas nas reações termonucleares no núcleo das estrelas.
O Sol banha a Terra com um tsunami incessante de neutrinos que atravessa o planeta inteiro e segue em frente como se tivesse cruzado o vazio. Calcula-se que 60 milhões deles atravessam cada centímetro cúbico do nosso corpo a cada segundo, como se todos os átomos e células que nos formam não existissem - calcula-se também que um neutrino possa atravessar um cubo de chumbo com aresta de um ano-luz com uma probabilidade mínima de se chocar com os densos átomos do metal.
É exatamente essa propriedade fantasmagórica dos neutrinos que servirá para monitorar a atividade do reator de Angra 2. Apesar de o reator estar blindado por metros e mais metros de chumbo, aço e concreto, para os neutrinos gerados na fissão é como se não existisse nenhuma barreira.
O detector de neutrinos ficará encostado na parede externa da usina, a 30 metros do reator. Assim, poderá monitorar o fluxo de neutrinos e aferir o nível de atividade da usina.

Bibliografia:

Using Neutrinos to Monitor Nuclear Reactors: the Angra Neutrino Experiment, Simulation and Detector Status
J. C. Anjos, T. Abrahão, T. A. Alvarenga, L. P. Andrade, G. Azzia, A.S. Cerqueira, P. Chimenti, J. A. Costa, T. I. Dornelas, P. C. M. A. Farias, F. França, L. F. G. Gonzalez, G. P. Guedes, E. Kemp, H. P. Lima Jr, R. Machado, R. A. Nobrega, I. M. Pepe, A. L. M. Reis, D. B. S. Ribeiro, O. B. Rodrigues, L. M. Santos, S. M. V. Santos, E. F. Simas Filho, M. J. N. Souza, G. A. Valdiviesso, S. Wagner
Nuclear and Particle Physics Proceedings
Vol.: 267-269, Pages 108-115
DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.090

Inaugurada Autoestrada de Dados Espaciais a laser

Inaugurada Autoestrada de Dados Espaciais a laser
Os satélites da Autoestrada de Dados a Laser ficam sempre sobre a mesma posição da Terra. Eles recebem os dados a laser dos outros satélites e os retransmitem para o solo. [Imagem: ESA]
Autoestrada de Dados Espaciais
Já está no espaço o primeiro satélite da Rede Europeia de Retransmissão de Dados a Laser.
O sistema EDRS (sigla em inglês para European Data Relay System) também está sendo chamado de Autoestrada de Dados Espaciais.
E ele será exatamente isso: uma forma de conexão de dados a laser que será usada entre satélites.
Hoje, os satélites de órbita baixa, incluindo os de observação da Terra, capturam suas informações rápida e continuamente, mas só conseguem transmitir os dados para o solo quando estão passando sobre uma antena capacitada para recebê-los.
Isto significa que pode levar de minutos a algumas horas para que uma imagem de um desastre natural, por exemplo, chegue até às mãos de quem precisa das informações - a maioria dos satélites de observação da Terra completa uma órbita a cada 90 minutos, mas tem apenas uma janela de 10 minutos para transmitir seus dados para uma determinada estação em terra.
O mesmo acontece com a Estação Espacial Internacional, com aeronaves não-tripuladas e com os satélites militares e de espionagem, que terão suas conexões com a Terra passando de intermitente para quase-contínuo, sem depender de antenas instaladas em países fora da Europa.
O objetivo da Autoestrada de Dados Espaciais é criar uma conexão a laser desses satélites com um satélite localizado em uma órbita bem mais elevada, geoestacionária, que terá sempre uma antena no solo em seu campo de visão. Assim, os dados chegarão em terra de forma praticamente instantânea.
Comunicação espacial a laser
Inaugurada Autoestrada de Dados Espaciais a laser
O equipamento de comunicação espacial a laser é pequeno, podendo ser facilmente incorporado em qualquer satélite. [Imagem: ESA]
Os links de comunicação espacial a lasertêm velocidade de transmissão bidirecional de 1,8 Gbit por segundo.
Os satélites que vão trocar dados a laser podem estar a até 45.000 km de distância um do outro.
Os lasers operam com luz não-visível, com comprimento de onda de 1.064 nanômetros, portanto já na faixa do infravermelho.
Apesar da precisão e da velocidade, o equipamento como um todo é pequeno, medindo 60 x 60 x 70 cm, pesando apenas 53 kg e consumindo 160 watts de potência. Isso deverá facilitar sua instalação em satélites comerciais e outros veículos.
Quando estiver em pleno funcionamento, o EDRS retransmitirá até 50 terabytes de dados do espaço diariamente para o solo.
Programa ambicioso de telecomunicações
Na parte já aprovada do projeto, o sistema EDRS terá três satélites estrategicamente posicionados, de forma que qualquer satélite, localizado em qualquer posição da órbita da Terra, terá sempre em sua linha de visão um satélite da rede capaz de receber suas transmissões por laser.
Os três satélites, por sua vez, estarão sempre com antenas em solo em sua linha de visão, para onde retransmitirão os dados por uma conexão normal de rádio.
O primeiro satélite da Autoestrada Espacial, o EDRS-A, foi lançado na última sexta-feira, e deverá começar a operar a partir do meio do ano, depois de completar os testes iniciais. O próximo deverá ser lançado em 2018.

Segundo a Agência Espacial Europeia (ESA), o "EDRS é um sistema único e o mais ambicioso programa de telecomunicações já feito até hoje, criando os meios para o aparecimento de um mercado completamente novo na comunicação comercial por satélite".

Inventado um plástico híbrido revolucionário


Inventado um plástico híbrido revolucionário
Entre os braços da estrela ninja fica o material mais macio e similar aos materiais biológicos. Esta é a área que pode ser funcionalizada e recarregada. [Imagem: Mark E. Seniw/Northwestern University]
Polímero funcionalizado
Imagine um polímero com partes removíveis, capazes de liberar algo no ambiente ou no seu entorno - um medicamento, um defensivo etc. - e, em seguida, ser quimicamente regenerado para funcionar novamente.
Ou um polímero capaz de se contrair e expandir da mesma forma que os músculos biológicos.
Funções como essas exigem polímeros formados por seções rígidas e seções flexíveis, cada uma com propriedades totalmente diferentes, mescladas no mesmo material, em escala molecular.
Pois foi justamente isto que Zhilin Yu e Samuel Stupp, da Universidade Northwestern, nos EUA, acabam de criar.
Eles desenvolveram um polímero híbrido com potencial para ser usado emmúsculos artificiais, para a aplicação localizada de medicamentos ou biomoléculas, em materiais capazes de se autorreparar de danos, em bateriase numa infinidade de outras aplicações.
O novo polímero possui compartimentos em nanoescala que podem ser removidos e regenerados quimicamente várias vezes. Esses dois compartimentos podem ser ajustados ou preenchidos com os materiais necessários para cumprir a função desejada.
Polímeros híbridos
O polímero híbrido combina os dois tipos de polímeros conhecidos: aqueles formados com fortes ligações covalentes e aqueles formados com ligações fracas, não-covalentes, também conhecidos como "polímeros supramoleculares".
Depois da polimerização simultânea das ligações covalentes e não-covalentes, os dois compartimentos ficam interconectados, criando um filamento cilíndrico perfeito e muito longo.
O esqueleto covalente do polímero híbrido, sua parte mais rígida, possui uma seção transversal parecida uma estrela ninja - um núcleo duro com braços se espiralando para fora. Entre os braços fica o material mais macio, mais parecido com os materiais biológicos. Esta é a área que pode ser funcionalizada e recarregada, características que poderão ser úteis em uma vasta gama de aplicações.
"Nossa descoberta pode transformar o mundo dos polímeros e iniciar um terceiro capítulo em sua história: a história dos 'polímeros híbridos', depois do primeiro capítulo dos polímeros covalentes imensamente úteis e da recente classe mais emergente dos polímeros supramoleculares," disse o professor Stupp.

Bibliografia:

Simultaneous covalent and noncovalent hybrid polymerizations
Zhilin Yu, Faifan Tantakitti, Tao Yu, Liam C. Palmer, George C. Schatz, Samuel I. Stupp
Science
Vol.: 351, Issue 6272, pp. 497-502
DOI: 10.1126/science.aad4091

Polidopamina protege contra incêndios sem riscos tóxicos



Polidopamina protege contra incêndios sem riscos tóxicos
A espuma com a proteção de polidopamina (esquerda) resiste ao fogo, enquanto a mesma espuma sem a proteção (direita) queima-se totalmente. [Imagem: Cockrell School of Engineering]
Retardante de chamas
Inspirados em um material natural encontrado no cérebro humano, pesquisadores criaram um novo produto antichamas para substituir os aditivos usados hoje, geralmente tóxicos e com efeitos cumulativos no meio ambiente e nos animais, incluindo os humanos.
Os chamados retardantes de chamas são compostos químicos adicionados a espumas de colchões, sofás, estofamentos decarros e muitos outros produtos de consumo. Ainda que incorporados na espuma, estes produtos químicos podem escapar ao longo do tempo, liberando substâncias potencialmente tóxicas.
Joon Hee Cho e seus colegas da Universidade do Texas em Austin, nos EUA, descobriram que um revestimento sintético de polidopamina funciona como um retardante de chamas altamente eficaz. Além disso, ele pode ser aplicado na espuma de poliuretano usando apenas água.
Dopamina e polidopamina
A dopamina é um neurotransmissor que ajuda na transmissão de sinais no cérebro e em outras áreas do sistema nervoso - sua ausência está associada com a doença de Parkinson.
A polidopamina, ou PDA, resulta da oxidação da dopamina, sendo um polímero importante em várias aplicações industriais.
"Como a polidopamina é natural e já presente nos animais, essa questão da toxicidade imediatamente vai embora," comentou o professor Christopher Ellison. "Acreditamos que a polidopamina pode substituir de forma barata e fácil os retardadores de chama usados em muitos dos produtos que usamos todos os dias, tornando estes produtos mais seguros para as crianças e adultos."
Dopamina antifogo
Usando muito menos polidopamina por peso do que a quantidade de aditivos retardantes de chama convencionais tipicamente usados, a equipe descobriu que o revestimento de polidopamina em espumas leva a uma redução de 67% na taxa máxima de liberação de calor, uma métrica da intensidade do fogo e da iminência de perigo.
Além disso, escreve a equipe, a capacidade da polidopamina para reduzir a intensidade do fogo é de cerca de 20% maior do que os retardantes de chama existentes no mercado hoje.
O desafio agora é diminuir o tempo necessário para o processo de tratamento das espumas com a polidopamina, ou desenvolver um processo de aplicação que possa ser mais facilmente levado para a indústria.
Bibliografia:

Bioinspired Catecholic Flame Retardant Nanocoating for Flexible Polyurethane Foams
Joon Hee Cho, Vivek Vasagar, Kadhiravan Shanmuganathan, Amanda R. Jones, Sergei Nazarenko, Christopher J. Ellison
Chemistry of Materials
Vol.: 27 (19), pp 6784-6790
DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b03013