FASCINANTE: Nosso cérebro é binário como os computadores?

Nosso Cérebro e o Sistema Binário 

Tal como os computadores, os nossos cérebros funcionam em indutância. Quando um interruptor é aberto ou fechado, um sinal é transmitido. Os cérebros seguem regras, como computadores. Entretanto, se o cérebro é como um computador, por que os cérebros cometem erros que os computadores não fazem?

O psicólogo Gary Lupyan, da Universidade de Wisconsin-Madison, afirma que nossos cérebros tropeçam, mesmo nos mais simples cálculos baseados em regras, porque os seres humanos se atêm a informações contextuais, mesmo quando as regras são tão claras quanto separar números pares de ímpares.

Quase todos os adultos entendem que é o último dígito – e apenas o último dígito – que determina se um número é par. Em um novo estudo, este conhecimento não os impediu de confundir um número como 798 por ímpar.

• 10 fatos surpreendentes sobre o cérebro humano

Uma minoria significativa de pessoas, independentemente da sua educação formal, acreditam que 400 é um número par melhor do que 798, de acordo com Lupyan, e também confundem sistematicamente números como 798 por ímpares.

“A maioria de nós gostaria de atribuir um erro como este à falta de cuidado ou a não prestar atenção”, explica Lupyan. “Porém, alguns erros podem aparecer com mais frequência porque os nossos cérebros não são tão bem equipados para resolver problemas puramente baseados em regras”.

Em experimentos, participantes tiveram que ordenar números, formas e pessoas em categorias simples, como pares, triângulos e avós. Eles muitas vezes quebraram regras simples em favor do contexto.

• Meditação modifica seu cérebro em apenas um mês

Por exemplo, quando pedidos para considerar um concurso aberto apenas para avós e em que cada participante elegível teria a mesma chance de vitória, as pessoas tendem a pensar que uma mulher de 68 anos com seis netos tinha mais chances de ganhar do que uma de 39 anos com um neto recém-nascido.

“Mesmo que as pessoas possam articular as regras, elas não podem deixar de ser influenciadas por detalhes de percepção”, destaca Lupyan. “Pensar em triângulos tende a envolver o pensamento de típicos triângulos equiláteros. É difícil focar apenas nas regras que fazem a forma de um triângulo, independentemente do que ele parece exatamente”.

Em muitos casos, fugir das regras não é um grande problema. Na verdade, isto pode ser uma vantagem na avaliação do desconhecido. “Isso nos serve muito bem”, garante Lupyan. “Se algo parece e anda como um pato, as chances são de que aquilo seja um pato”.

• O cérebro humano mais extraordinário já visto

Contudo, esta linha de raciocínio não é de muita ajuda em um teste de matemática, por exemplo, onde as regras são absolutamente necessárias para o sucesso. Felizmente, os seres humanos aprenderam a superar sua dependência de similaridade.

“Afinal de contas, apesar de algumas pessoas pensarem equivocadamente que 798 é um número ímpar, não só as pessoas podem seguir tais regras – embora nem sempre perfeitamente -, como são capazes de construir computadores que podem executar essas regras perfeitamente”, diz Lupyan. “Isso em si requer uma cognição matemática muito precisa. Uma grande questão é de onde essa habilidade vem e por que algumas pessoas são melhores em regras formais do que outras pessoas”.

Essa pergunta pode ser importante para os educadores, que passam grande parte do tempo ensinando sistemas baseados em regras de matemática e ciências.

“Os alunos se aproximam da aprendizagem com preconceitos formados tanto pela evolução quanto pela experiência do dia-a-dia”, conta Lupyan. “Ao invés de tratar os erros como refletores da falta de conhecimento ou como falta de atenção, tentar entender sua fonte pode levar a novas formas de sistemas baseados em regras de ensino ao fazer uso da flexibilidade e da resolução criativa de problemas nas quais os seres humanos se destacam”, finaliza. [Science 20]

Fonte: 

http://hypescience.com/nosso-cerebro-e-binario-como-os-computadores/ acesso em 10/09/2015

CURIOSIDADE: Porque o tempo parece passar cada vez mais rápido quanto mais velho você fica?

Conforme os anos passam, a gente começa a ter a sensação do que o tempo está voando. Vamos ficando velhos, e achando que tudo está passando muito mais rápido que antes. Por quê? Existem várias teorias para explicar isso. Uma delas é a formulada por Paul Janet em 1897. Ele tinha então 21 anos.

·         Essas tentativas de explicar o tempo vão dar um nó na sua cabeça

Nós comparamos o tempo que passa em relação que ao “tempo absoluto” que temos (nossa idade). Por exemplo, quando temos quatro semanas de idade, uma semana é um quarto da nossa vida. Mas, ao final do nosso aniversário de um ano, uma semana é apenas 1/50 da nossa vida. E, quando chegamos aos 50, um ano representa apenas 1/50 da nossa vida.

Como isso afeta sua percepção do tempo?

Por exemplo, esperar 24 dias pelo Natal com a idade de 5 anos é igual a esperar um ano passar aos 54 anos. De acordo com essa teoria, se você chegar aos 100 anos, metade de sua percepção de vida se passará até a idade de 7. Levando em conta que você não lembra muito o que ocorreu no início da sua vida, metade de sua percepção estará até seus 18 anos. Outro exemplo: suas férias do primeiro ano escolar parecerão tão longas quanto todo o ano do seu 76º aniversário.

·         Por que o tempo nunca anda para trás

Essa noção é baseada em uma porcentagem: 1 ano é 100% de sua vida. Se você chegar aos 2 anos, um ano é 50% da sua vida. E assim por diante. Quando uma pessoa alcança os 30 anos, a aceleração do tempo percebido diminui, e cada ano a partir de então será 3% ou menos de sua vida. E é exatamente por isso que parece que, depois dos 30, o tempo corre!

 Assim, quanto mais tempo você vive, menor cada ano de sua vida se parece. Para entender essa percepção de passagem de tempo de forma interativa, você pode clicar aqui. O site está em inglês, mas você pode simplesmente rolar para baixo até aparecer a seguinte tela:

“Quando você tem 0 anos de idade, um ano é tudo da sua vida”. Se você continuar rolando para baixo, a porcentagem começará a se alterar, e você poderá quantificar como o tempo vai passando “mais rápido” conforme envelhece. [MaximilianKiener]

Fonte: http://hypescience.com/o-tempo/ acesso 07/09/015

BIOTECNOLOGIA: Cientistas criam folhas magnéticas

Cientistas criam folhas magnéticas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/08/2010

A natureza não fabrica carbetos com muita frequência, um sinal de que esse não é um processo fácil ou simples. Mas a própria natureza trouxe a solução. [Imagem: Angewandte]

Cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, construíram uma folha magnética composta inteiramente por um complexo composto de ferro.

A folha de carbeto de ferro (Fe3C) não é apenas magnética, mas também condutora de eletricidade, o que torna o material adequado para uma série de aplicações, incluindo a eletrólise da água para a produção de hidrogênio.

Carbetos

O formato de folha da estrutura está mais ligado à criatividade dos cientistas para sintetizar o material do que à sua funcionalidade propriamente dita. O fato de ser formada por um carbeto é de longe o aspecto mais importante da pesquisa.

A maioria dos fenômenos naturais envolve a formação de óxidos, carbonatos ou fosfatos.

Mas os carbetos são materiais de grande interesse tecnológico, graças à sua grande dureza e elevada capacidade de magnetização. Eles suportam bem o estresse mecânico e as altas temperaturas, o que os torna interessantes para aplicações catalíticas e eletroquímicas.

Mas, se a natureza não fabrica carbetos com muita frequência, é sinal de que esse não é um processo fácil ou simples. E não é mesmo. Suas características físico-químicas nascem de uma estrutura cristalina cujo crescimento é muito difícil de controlar. Com isto, o material produzido nem sempre sai com todo o potencial que a teoria lhe atribui.

Molde biológico

Mas Zoe Schnepp e seus colegas foram buscar justamente na natureza uma fonte de inspiração para produzir os carbetos - eles usaram uma folha como um molde biológico para sintetizar o material.

A folha foi inicialmente mergulhada em uma solução de acetato de ferro. Depois de seca a 40° C em ar ambiente, ela foi aquecida em uma atmosfera de nitrogênio a 700° C.

Nesse processo, o esqueleto da folha, basicamente lignina e celulose, se decompôs em uma matriz rica em carbono, enquanto o acetato de ferro se decompôs em óxido de ferro.

A redução do óxido de ferro pelo esqueleto de carbono da folha produziu carbeto de ferro poroso com o mesmo formato da folha.

Esta é a primeira técnica capaz de produzir carbetos em um único passo. Além disso, os tipos de aplicações nas quais eles são mais interessantes exigem formatos precisos e complexos, um desafio magistralmente resolvido pelo molde biológico - se é possível produzir o material no complexo formato de uma folha, é possível imaginar virtualmente qualquer outro formato.

Bibliografia:

Biotemplating of Metal Carbide Microstructures: The Magnetic Leaf
Zoë Schnepp, Wen Yang, Markus Antonietti, Cristina Giordano
Angewandte Chemie International Edition 16 Aug 2010 - Vol.: Published online
DOI: 10.1002/anie.201001626

TECNOLOGIA: Partícula Revolucionária

Descoberta partícula que pode revolucionar toda a tecnologia

Com informações do MIT e Princeton - 20/07/2015

Imagem feita por detector (em cima) mostra a assinatura dos férmions de Weyl. Embaixo, esquema mostrando que os férmions de Weyl podem se comportar tanto como monopolo, quanto como antimonopolo dentro de um cristal de arseneto de tântalo. À direita, a previsão teórica feita pela equipe no mês passado. [Imagem: Su-Yang Xu/M. Zahid Hasan]

Matéria e antimatéria

Duas equipes internacionais descobriram simultaneamente uma partícula sem massa teorizada em 1929.

Essa partícula pode dar origem a produtos "pós-eletrônicos", mais rápidos e mais eficientes - entenda-se, ingerindo menos energia e expelindo menos calor - devido à sua capacidade incomum de se comportar como matéria e comoantimatéria no interior de um cristal.

É difícil exagerar a importância da descoberta, que abre uma nova dimensão da fotônica - rumo aos processadores que funcionam com luz e aos computadores quânticos -, mas também abre possibilidades de novas áreas de pesquisa ainda nem sequer imaginadas.

Para entender essa descoberta, que não aconteceu no LHC e nem em qualquer outro grande acelerador de partículas, é importante seguir os passos da física e de sua matemática subjacente, que previu os detalhes da matéria e dessa nova "matéria imaterial".

A matemática que revelou a matéria

Em 1928, o físico inglês Paul Dirac elaborou uma equação fundamental para a física de partículas e a mecânica quântica, agora conhecida como equação de Dirac, que descreve as partículas-ondas relativísticas - elétrons muito rápidos logo se mostraram uma solução concreta para a equação de Dirac.

Mas a equação previa a possibilidade da existência da antimatéria dos elétrons, os antielétrons ou pósitrons, partículas com a mesma massa que os elétrons, mas com carga oposta. Em conformidade com a previsão da equação de Dirac, os pósitrons foram descobertos quatro anos depois, em 1932, pelo norte-americano Carl Anderson.

O maior mistério apareceu em 1929, quando o matemático alemão Hermann Weyl encontrou outra solução para a equação de Dirac, uma solução que implicava a existência de uma partícula sem massa - essas partículas passaram a ser conhecidas como "pontos de Weyl".

Um ano depois, o físico austríaco Wolfgang Pauli postulou a existência do neutrino, que era então considerado sem massa, e por décadas se considerou que o neutrino era a solução da equação de Dirac encontrada por Weyl.

Ocorre que os neutrinos só seriam identificados em 1957, pelos físicos norte-americanos Frederick Reines e Clyde Cowan. E numerosas experiências logo indicaram que eles poderiam ter massa. Mais 40 anos de tentativas de confirmação e, em 1998, o observatório Super-Kamiokande, no Japão, finalmente demonstrou que os neutrinos têm massa diferente de zero.

Isto reabriu as discussões longamente esquecidas: Qual seria então a solução de massa zero encontrada por Weyl?

A resposta acaba de ser encontrada simultaneamente por duas equipes internacionais, coordenadas por físicos das universidades de Princeton e MIT, nos Estados Unidos.

Férmions de Weyl

Ling Lu e seus colegas do MIT descobriram os pontos de Weyl não em aceleradores de partículas, mas em um material que eles próprios construíram: o cristal fotônico duplo-giroide. Os giroides são encontrados na natureza, em sistemas tão diferentes quanto asas de borboletas e ketchup. No entanto, o grupo precisava de um giroide duplo, com uma quebra de simetria muito específica, com peças interligadas e com defeitos inseridos ao acaso. Eles então tiveram que construir um

"Os pontos de Weyl realmente existem na natureza. Nós construímos um cristal fotônico duplo-giroide com simetria de paridade quebrada. A luz que passa através do cristal mostra a assinatura dos pontos de Weyl no espaço recíproco: duas bandas de dispersão linear tocando-se em pontos isolados," descreveu Lu.

Já a equipe de Princeton encontrou os férmions de Weyl dentro de um cristal metálico de arseneto de tântalo. Eles haviam publicado um artigo em Junho com a previsão teórica de que os pontos de Weyl poderiam ser encontrados nesse cristal. Agora, eles o sintetizaram e mostraram que sua teoria estava correta.

"Resolver este problema envolveu física teórica, química, ciência dos materiais e, mais importante, a intuição. Este trabalho mostra realmente por que a pesquisa é tão fascinante, porque ela envolve tanto pensamento racional, lógico, como iluminações e inspiração," disse Su-Yang Xu, primeiro autor do trabalho da equipe de Princeton.

Cristal artificial duplo-giroide construído pela equipe do MIT. [Imagem: Ling Lu et al. - 10.1126/science.aaa9273]

Melhor do que elétrons

Os férmions de Weyl têm sido extensivamente procurados pelos físicos porque eles são considerados como possíveis blocos fundamentais de outras partículas subatômicas, e são ainda mais básicos do que os onipresentes elétrons e sua carga negativa.

A sua natureza fundamental significa que os férmions de Weyl podem fornecer um transporte muito mais estável e eficiente do que os elétrons, que são a principal partícula por trás de toda a eletrônica moderna. Ao contrário dos elétrons, os férmions de Weyl não têm massa e possuem um elevado grau de mobilidade. Além disso, o spin dessa partícula pode estar tanto na mesma direção, quanto no sentido oposto do seu movimento.

"A descoberta dos pontos de Weyl [...] abre caminho para aplicações e fenômenos fotônicos absolutamente novos. Pense na revolução do grafeno: ografeno é uma estrutura 2D, e suas propriedades eletrônicas são, em grande parte, uma consequência da existência de pontos de degenerescência lineares, conhecidos como pontos de Dirac. Materiais que contenham pontos de Weyl têm as mesmas propriedades em 3D. Eles literalmente adicionam um grau de liberdade, uma dimensão," comentou o professor Marin Soljacic, do MIT, cuja equipe ganhou destaque recentemente ao aprisionar a luz dentro de um cristal por mais de um minuto.

Monopolos topológicos

A estabilidade tridimensional dos pontos de Weyl deve-se ao fato de que eles são monopolos topológicos. Os monopolos podem ocorrer em duas variedades, positivos e negativos. Por analogia, os monopolos elétricos são cargas positivas e negativas simultaneamente, assim como os monopolos magnéticos são pólo norte e pólo sul ao mesmo tempo. Nos monopolos elétricos, a carga elétrica é conservada, portanto monopolos elétricos só podem ser criados ou aniquilados em pares.

O mesmo é verdadeiro para os monopolos topológicos: eles só podem aparecer ou desaparecer em pares, o que os torna especialmente robustos a perturbações. Ao contrário, os pontos Dirac do grafeno não são monopolos topológicos: eles são neutros, o que significa que eles não precisam de um companheiro para aparecer ou desaparecer, o que os torna muito mais instáveis.

"A física do férmion de Weyl é tão estranha, são tantas coisas surgindo desta partícula que não não somos sequer capazes de imaginar agora," disse o professor Zahid Hasan, coordenador da equipe de Princeton.

Bibliografia:

Discovery of a Weyl Fermion semimetal and topological Fermi arcs
Su-Yang Xu, Ilya Belopolski, Nasser Alidoust, Madhab Neupane, Guang Bian, Chenglong Zhang, Raman Sankar, Guoqing Chang, Zhujun Yuan, Chi-Cheng Lee, Shin-Ming Huang, Hao Zheng, Jie Ma, Daniel S. Sanchez, BaoKai Wang, Arun Bansil, Fangcheng Chou, Pavel P. Shibayev, Hsin Lin, Shuang Jia, M. Zahid Hasan
Science
Vol.: Published Onlin
DOI: 10.1126/science.aaa9297

Experimental observation of Weyl points
Ling Lu, Zhiyu Wang, Dexin Ye, Lixin Ran, Liang Fu, John D. Joannopoulos, Marin Soljacic
Nature Communications
Vol.: Published Online
DOI: 10.1126/science.aaa9273

A Weyl Fermion semimetal with surface Fermi arcs in the transition metal monopnictide TaAs class
Shin-Ming Huang, Su-Yang Xu, Ilya Belopolski, Chi-Cheng Lee, Guoqing Chang, BaoKai Wang, Nasser Alidoust, Guang Bian, Madhab Neupane, Chenglong Zhang, Shuang Jia, Arun Bansil, Hsin Lin, M. Zahid Hasan
Nature Communications
DOI: 10.1038/ncomms8373

BIOTECNOLOGIA: Escamas de pirarucu inspiram escudos para naves espaciais

Escamas de pirarucu inspiram escudos para naves espaciais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/02/2012

Além da camada externa mineralizada, uma cerâmica extremamente dura, as escamas do pirarucu possuem uma malha de fibras moles, mas cuja disposição lhes dá uma dureza muito grande em todas as direções.[Imagem: Meyers et al./William Fink/Advanced Biomaterials]

Naves com escamas

Cientistas norte-americanos descobriram que as escamas do pirarucu servem como ponto de partida para a criação de escudos protetores hiper-resistentes.

Esses novos materiais são tão fortes que poderão ser utilizados não apenas para proteção pessoal e veicular, mas até mesmo para blindar espaçonaves contra o choque de micrometeoritos e lixos espaciais.

Como o material é basicamente uma cerâmica flexível, ele poderá encontrar outras aplicações, afirmam eles.

Essa bioinspiração surgiu quando Marc Meyers, da Universidade da Califórnia, visitou a Amazônia e verificou que o pirarucu consegue viver em lagos repletos de piranhas, sem ser incomodado.

Ele explica que os engenheiros estão procurando novas inspirações na natureza porque os materiais sintéticos e compósitos conhecidos parecem ter atingido seus limites em termos de resistência.

"Os materiais que a natureza tem à sua disposição não são muito fortes, mas a natureza os combina de formas engenhosas para produzir componentes e estruturas muito fortes," disse o pesquisador.

Piranha versus Pirarucu

Levando consigo escamas de pirarucu e dentes de piranha, ele construiu um aparato capaz de simular as fortíssimas mordidas das piranhas.

Os dentes das piranhas conseguem penetrar parcialmente as escamas individuais, mas se quebram antes que consigam atingir a tecido muscular por trás delas.

Definido o vencedor nesse enfrentamento digno dos filmes de ficção trash, muito comuns nas TVs por assinatura, os pesquisadores partiram para descobrir o que dá essa resistência especial às escamas do pirarucu - o grupo parece gostar do gênero, porque seu artigo científico intitula-se "Batalha no Amazonas: Pirarucu versus Piranha".

Segundo Meyers, a mistura de materiais é similar ao duríssimo esmalte dos dentes recobrindo a muito mais mole dentina.

Duas escamas de pirarucu, supersposta como ficam no peixe. [Imagem: Jacobs School of Engineering/University of California/San Diego]

Camadas de fibras

Mas a defesa do pirarucu dispõe de algo mais do que apenas uma escama dura: as escamas individuais se combinam em uma estrutura que aumenta a resistência do animal aos ataques das piranhas.

Além da cobertura mineralizada dura na superfície, cada escama possui por baixo uma estrutura de materiais muito mais moles, essencialmente fibras de colágeno, mas que, ao se empilhar em direções alternadas, atingem quase metade da dureza da cerâmica externa.

"Quando você empilha as fibras dessa forma, elas assumem diferentes orientações, o que lhes dá uma resistência homogênea em todas as direções," explica Meyers.

Mais do que isso: as fibras mais moles dão ao revestimento cerâmico duro acima delas uma espécie de flexibilidade, podendo se acomodar a uma tentativa de perfuração sem simplesmente trincar e quebrar.

Inspiração à disposição

A equipe de Meyers é especializada em biomimetismo, já tendo explorado os segredos de diversos tipos de materiais naturais, de conchas de moluscos ao bico dos tucanos.

Agora eles vão estudar escamas de outros peixes sul-americanos, além de garras de crocodilos.

Quanto à fabricação de novos materiais a partir dessas inspirações, eles afirmam que, dispondo do conhecimento sobre as estruturas dos materiais naturais, disponibilizados em seus artigos científicos, os engenheiros poderão usar esse conhecimento na construção dos materiais adequados a cada aplicação que tiverem em mente.

Bibliografia:

Battle in the Amazon: Arapaima versus Piranha
M. A. Meyers, Y. S. Lin, E. A. Olevsky, P.-Y. Chen
Advanced Biomaterials
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/adem.201180027

Cerâmica Refratária: Novo material com ponto de fusão recorde

Identificado material com ponto de fusão recorde

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/07/2015

Recorde de ponto de fusão 

a combinação ótima de háfnio, carbono e nitrogênio resultará em um material com o mais alto ponto de fusão conhecido. [Imagem: Hong & de Walle - 10.1103/PhysRevB.92.020104]

Pesquisadores identificaram um material que baterá o recorde de ponto de fusão mais elevado dentre todas as substâncias conhecidas.

O elemento químico de ponto de fusão mais alto é o tungstênio, que se liquefaz a 3.414º C. Mas o atual detentor do recorde é uma cerâmica refratária feita com os elementos tântalo, háfnio e carbono (Ta₄HfC₅), que se funde a 3.942º C.

O novo material também é uma cerâmica, feita de háfnio, nitrogênio e carbono (HfN_0,38C_0,51), que deverá ter um ponto de fusão de 4.127º C (4.400 kelvins) - isto é cerca de doisTERÇOS da temperatura na superfície do Sol.

Qi-Jun Hong e Axel van de Walle, da Universidade de Brown, nos Estados Unidos, descobriram a nova cerâmica por meio de simulações computadorizadas, e agora estão tentando sintetizar o material para confirmar as previsões.

"A vantagem de começar com a abordagem computacional é que podemos experimentar muitas combinações diferentes a um custo muito baixo e encontrar aquelas que podem valer a pena experimentar no laboratório," disse Axel. "Caso contrário, estaríamos apenas atirando no escuro. Agora sabemos que temos algo que vale a pena tentar."

Usos práticos

A identificação de um composto com temperatura de fusão tão elevado é importante para o campo dos materiais de alto desempenho, usados no revestimento de turbinas a gás, escudos de calor para veículos supersônicos e hipersônicos e, eventualmente, nos experimentos de fusão nuclear.

Mas ainda não é possível prever se o novo material será utilizável em tais aplicações.

"O ponto de fusão não é a única propriedade que é importante [em aplicações de materiais]," disse Axel. "Você precisa considerar coisas como propriedades mecânicas, resistência à oxidação e todo tipo de outras propriedades. Assim, levando essas coisas em conta você pode querer misturar outras coisas que podem reduzir o ponto de fusão. Mas como estamos começando tão alto, temos mais liberdade para ajustar outras propriedades. Então eu acho que isso dá às pessoas uma ideia do que pode ser feito."

Bibliografia:

Prediction of the material with highest known melting point from ab initio molecular dynamics calculations
Qi-Jun Hong, Axel van de Walle
Physical Review B
Vol.: 92, 020104
DOI: 10.1103/PhysRevB.92.020104

Carbino: Novo Material Mais Forte do Mundo

Carbino é o novo material mais forte do mundo 

Essa divisão da Química de alta tecnologia denominada Ciência dos Materiais tem um novo dilema para resolver.

O grafeno nem chegou a esquentar  seu primeiro lugar no pódio dos materiais mais fortes do mundo e eis que surge o carbino como novo queridinho dos nanoquímicos para posar de adamantium; além de apresentar outras propriedades para lá de surpreendentes.

É estável à temperatura ambiente e pode formar ligações cruzadas previsíveis com outras macromoléculas  quando armazenados em conjunto

A denominação carbino  tipifica a toda uma série de compostos poliméricos com “carbono acetilênico Linear ”  ou  simplesmente  LAC  que é a sigla para expressão inglesa “Linear Acetylenic Carbon”.

Em suma,  macromoléculas compostas por uma longa cadeia linear de átomos de carbono ligados entre si por triplas ligações intercaladas por ligações simples.

Logo, tal estrutura unidimensional rivaliza com a do grafeno que é bidimensional(e pode gerar estruturas tridimensionais como os nanotubos de carbono e as moléculas dos fulerenos).

Para entender essa sutileza basta imaginar que o grafeno é uma tela feita por átomos de carbono ligados entre si em “janelinhas” hexagonais. Como uma tela de galinheiro por exemplo.

• Se você enrolar essa tela no formato de um tubo teremos um nanotubo de carbono.
• Se você enrolar essa tela no formato de uma esfera teremos um fulereno.

O carbino não tem apenas força: basta girá-lo ou tensioná-lo para que ele apresente propriedades eletrônicas muito interessantes. [Imagem: Vasilii Artyukhov/Rice University]

Em qualquer caso, como vimos, essas estruturas são bi ou  tridimensionais enquanto que a do carbino é unidimensional, apresentando-se na forma  de nanocordas que podem ser torcidas, gerando estruturas mais tenazes, ou então utilizadas na construção de nanoredes (por meio das já citadas ligações cruzadas) que poderão potencializar suas propriedades.

Além disso, ao contrário do que se podia esperar desse tipo de polímero, possuem grande estabilidade mesmo em temperaturas ambientes e podem conduzir corrente elétrica com perda zero originando novos materiais supercondutores.

E as surpresas não param por aí.

Nanocordas ou nanobastões de carbino, uma cadeia unidimensional de átomos de carbono, deverão ser mais fortes do que o grafeno e do que o diamante - se puderem ser fabricados.[Imagem: Liu et al./ACS Nano]

As nanocordas de carbino poderão ser utilizadas para armazenar muitas formas de energia, inclusive energia mecânica. O grande desafio para transformar o que ainda é um modelo de laboratório em um supermaterial  é o desenvolvimento de uma cadeia de produção  capaz de fabricá-lo em escala industrial e com custo competitivo. Aliás, o mesmo problema enfrentado na alavancagem da tecnologia do grafeno e de sua nanofamília.

Quem vencer a corrida ganha o pódio definitivamente ou pelo menos até descobrirem outro material mais resistente. 

Apesar de ser apenas uma cadeia linear de átomos de carbono esse novo nanomaterial apresenta  o dobro da resistência à tração do grafeno e é três vezes mais resistente que o diamante.

Aguardem novas descobertas sobre novos materiais ou "supermateriais" 

Fonte: 

http://hypescience.com/material-mais-forte-do-mundo/

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carbino-material-mais-forte-mundo#.Vb9enNAXS2E 

Computação quântica é o futuro

Entenda o Futuro da computação: A Computação Quântica
Mais de 400 milhões de transitores fazem parte do processador 45nm (nanometros) , da Intel, e esse número ainda deve dobrar. E mesmo assim, o assustador número não é nada quando comparado à computação quântica. A computação quântica é um assunto um tanto quanto complicado – mecânica quântica e computadores, afinal -, mas comece a prestar atenção nisso.  Entenda melhor: Assista os vídeos postados abaixo.

Computação Quântica é o futuro

A computação convencional (essa que nós usamos no dia-a-dia) consiste na aplicação de bits, a base de todo o funcionamento dos computadores. Os bits têm dois estados definidos: 0 ou 1, ou seja, ligado ou desligado. Quando oito bits se juntam, temos um byte – que, somados, viram megabytes, gigabytes. Suas fotos, músicas e documentos são cadeias de zeros e uns, segmentadas em seu computador. Veja a relação qubit e bit: 

Já a computação quântica funciona a partir de um tipo diferente de lógica, utilizando as regras da mecânica quântica para operar. Os bits quânticos, chamados de qubits, são diferentes de seus primos mais tradicionais porque não têm dois estados. Eles podem ter múltiplos estados: eles podem ser 0 ou 1, 0 menos 1, 0 mais 1, ou até 0 e 1 – tudo ao mesmo tempo. Essa possibilidade de múltiplos estados simultâneos abre uma enorme possibilidade para as operações computacionais, pois pode realizar atividades em velocidades muito maiores que em um computador convencional. Veja comparação abaixo:

Este paradoxo de correlações entre sistemas é a chave para isso. Boris Blinov, professor da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, utiliza um experimento realizado nos anos 30, conhecido como “o gato de Schrödinger” para explicar a situação. Basicamente, o experimento afirma que, se um gato está em uma caixa fechada, e gás venenoso é liberado a um momento aleatório, não se pode saber se o gato está vivo ou morto até que se abra a caixa – ele se encontra nos dois estados.

Já se o experimento é realizado com duas caixas ligadas uma à outra, e uma caixa é aberta e o gato está vivo, pode-se saber que o outro gato também está, mesmo sem abrir a caixa. Algorimos quânticos funcionam mais ou menos assim: mudando uma parte do sistema, o resto responde de acordo com o primeiro, sem mudar o resto da operação. Por isso, o computador quântico pode processar informações em paralelo.

Ok, e isso serve para quê? Em resumo, operações que poderiam demorar anos para ser realizadas em um computador comum podem ser feitas em poucos segundos em um computador quântico. Além disso, o computador também pode ter muito usos científicos.

A próxima pergunta é: se a computação quântica é tudo isso, por que já não usamos isso? Simples: atualmente, essa imprevisibilidade dos qubits torna a computação quântica frágil, já que os estados quânticos não são muito definidos. Eles utilizam íos, e não elétrons, então, se você acha que o seu processador superaquece, nem pense em chegar perto de um processador quântico.

» Primeiro processador quântico é criado

Jonathan Home, do Insituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Estados Unidos, afirma que a maior parte dos esforços da atual computação quântica são para corrigir erros. Home e sua equipe estão desenvolvendo um computador que utiliza íons de berílio para transmitir informações de um priocessador para o outro, utilizando íons de magnésio para impedir o superaquecimento da máquina. A equipe atualmente ainda trabalha com um par de átomos, mas Home diz que em cinco anos devem estar trabalhando com algumas dezenas de qubits.

Parece pouco, mas essas dezenas de qubits podem realizar algumas operações computacionais mais simples, como desenvolver o “corpo” de um iPod, ou outras atividades. Eles são o futuro, só não espere ter um computador quântico na sua mesa tão cedo. [Gizmodo] 

Fonte: http://hypescience.com/computacao-quantica-futuro/ acesso em 18/05/015 

Mais um pouco da Computação Quântica

A computação quântica é a ciência que estuda as aplicações das teorias e propriedades da mecânica quântica na Ciência da Computação. Dessa forma seu principal foco é o desenvolvimento do computador quântico.

Na computação clássica o computador é baseado na arquitetura de Von Neumann que faz uma distinção clara entre elementos de processamento e armazenamento de dados, isto é, possui processador e memória destacados por um barramento de comunicação, sendo seu processamento sequencial.

Entretanto os computadores atuais possuem limitações, como por exemplo na área de Inteligência Artificial(IA) onde não existem computadores com potência ou velocidade de processamento suficiente para suportar uma IA avançada. Dessa forma surgiu a necessidade da criação de um computador diferente dos usuais que resolvesse problemas de IA, ou outros como a fatoração de números primos muito grandes, logaritmos discretos e simulação de problemas da Física Quântica.

A Lei de Moore afirma que a velocidade de um computador é dobrada a cada 18 meses. Assim sempre houve um crescimento constante na velocidade de processamento dos computadores. Entretanto essa evolução pode atingir um certo limite, um ponto onde não será possível aumentar essa velocidade e então se fez necessário uma revolução significativa na computação para que este obstáculo fosse quebrado. E assim os estudos em Computação Quântica se tornaram muito importantes e a necessidade do desenvolvimento de uma máquina extremamente eficiente se torna maior a cada dia.

Se analisada, a computação quântica pode ser encarada como um processo natural de evolução dos computadores, que a partir dos década de 50, com o surgimento dos transistores, tem sua velocidade aumentada através da minituriarização de componentes. O limite físico destes componentes é justamente o tamanho quântico. O problema é que na escala quântica os conhecimentos da física clássica não podem ser aplicados.

Vale lembrar que para a maioria das aplicações convencionais os computadores atuais são eficientes. Porém para aplicações que requerem um processamento intenso (por exemplo: inteligência artificial, criptografia, busca em listas desordenadas, fatoração de números grandes) o computador quântico é a opção mais promissora. Segundo o físico Ivan Oliveira, do Centro de Pesquisas Físicas (CBPF), “Na teoria, computadores baseados em Qubits poderiam resolver problemas, que hoje levariam bilhões de anos, em questão de minutos.”

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Computação_quântica acesso em 18/05/2015

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