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In Space No One Can Hear You Scream – Or can they ?

O som pode ser transmitido através do vácuo

Há três anos, um experimento mudou para sempre os livros didáticos ao mostrar que o calor pode se mover pelo vácuo, atualizando um saber científico secular.

Agora, outra equipe está exigindo uma nova revisão dos livros de física ao demonstrar que o som também pode ser transmitido através do vácuo.

Zhuoran Geng e Ilari Maasilta, da Universidade de Jyvaskyla, na Finlândia, demonstraram que, nas condições adequadas, uma onda sonora pode pular – ou “tunelar” – diretamente através de um vácuo, saltando entre dois sólidos.

O efeito pode ser particularmente forte em condições mais precisas, mas ele vai aparecer, mesmo fraco, bastando que os materiais sólidos utilizados sejam piezoelétricos.

Nesses materiais, as vibrações (ondas sonoras, representadas pelos fônons) também produzem uma resposta elétrica e, como um campo elétrico pode existir no vácuo, ele pode carregar com ele as ondas sonoras, servindo como uma espécie de onda portadora.

“Ondas acústicas (fônons acústicos) são deformações ou vibrações que se propagam através de um meio material. Desta forma, elas não existem no vácuo, levando à conclusão inicial de que é impossível para o vácuo transmitir a energia de uma onda acústica entre dois meios separados. No entanto, na escala atômica, as vibrações dos núcleos [atômicos] podem se propagar por meio de suas interações elétricas através do vácuo,” explicaram os pesquisadores.

Tunelamento de fônons

Um material piezoelétrico gera um pulso elétrico quando recebe um impacto mecânico ou vice-versa. Assim, uma onda mecânica viajando através desse material leva consigo campos elétricos tão fortes que tornaram os piezoelétricos úteis em inúmeras aplicações, como acendedores de fogões, por exemplo.

O que os pesquisadores demonstraram agora é que, quando a onda mecânica (acústica) chega à borda do material, encontrando uma superfície livre, ela estende um campo elétrico evanescente e decadente (cuja energia decai no espaço percorrido) pelo espaço livre. Se esse espaço for um vácuo, o mecanismo é forte o suficiente para fazer o fônon tunelar pelo vácuo, assim como os elétrons tunelam pelos semicondutores nos transistores.

O requisito é que o tamanho do espaço de vácuo seja menor do que o comprimento de onda da onda sonora. O efeito funcionou não apenas na faixa de frequências de áudio (Hz-kHz), mas também nas frequências de ultrassom (MHz) e hipersom (GHz), bastando ir diminuindo o intervalo de vácuo à medida que as frequências aumentam.

“Na maioria dos casos, o efeito é pequeno, mas também encontramos situações em que toda a energia da onda salta no vácuo com 100% de eficiência, sem nenhuma reflexão. Desta forma, o fenômeno pode encontrar aplicações em componentes microeletromecânicos (MEMS) e no controle de calor,” disse o professor Maasilta.

Bibliografia:

Artigo: Complete tunneling of acoustic waves between piezoelectric crystals
Autores: Zhuoran Geng, Ilari J. Maasilta
Revista: Communications Physics – Vol.: 6, Article number: 178
DOI: 10.1038/s42005-023-01293-y

Fonte : Inovação Tecnológica

 

NASA…. NASA…. Perda de contato com a Voyager 2 devido a comandos errôneos enviados a sonda.

JPL : 

“A series of planned commands sent to NASA’s Voyager 2 spacecraft on July 21 inadvertently caused the antenna to point 2 degrees away from Earth. As a result, Voyager 2 is currently unable to receive commands or transmit data back to Earth.”

Esperando pelo conserto automático em 15 de outubro.

Durante a transmissão de uma série de comandos planejados para a sonda espacial Voyager 2, alguma coisa saiu errado, causando um desalinhamento na antena da sonda apontando 2 graus para longe da Terra.

Como resultado, a Voyager 2 perdeu contato, e agora não consegue receber comandos ou transmitir dados de volta à Terra.

A Voyager 2 está programada para redefinir sua orientação várias vezes a cada ano para manter sua antena apontada para a Terra.

O próximo ajuste ocorrerá no próximo 15 de outubro , que deverá permitir a retomada da comunicação. A equipe da missão espera que a Voyager 2 permaneça em sua trajetória planejada durante o período de silêncio pois qualquer pequeno desvio pode impedir o realinhamento da antena.

LInks relacionados : 

Isolamento acústico de plasma absorve 100% do som

Alto-falante de plasma

Depois de décadas contando com melhorias apenas incrementais, os alto-falantes começaram a contar com inovações interessantes, como alto-falantes planos e flexíveis, alto-falantes sem ímãs, um alto-falante fino como papel e até alto-falantes feitos com músculos artificiais.

Um conceito já antigo, contudo, nunca emplacou por várias razões, entre as quais o alto consumo de energia. Trata-se do alto-falante de plasma.

Em termos simples, é possível gerar som criando um campo elétrico em um conjunto de fios paralelos, um campo forte o suficiente para ionizar as partículas de ar ao redor. Os íons carregados são então acelerados ao longo das linhas do campo magnético, empurrando o ar não ionizado residual de forma a produzir som.

O interessante é que um alto-falante é um transdutor, ou seja, um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Assim, se um alto-falante pode gerar som, ele também pode absorvê-lo. Basta então inverter o funcionamento do transdutor para criar um absorvedor acústico.

Foi o que fizeram agora Stanislav Sergeev e colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, que usaram o conceito do transdutor de plasma não para gerar sons, mas para a redução de ruídos. Eles chamam seu dispositivo de “metacamada plasmacústica”, onde o “meta” refere-se à metassuperfície que compõe o dispositivo.

Protótipos de demonstração do absorvedor acústico de plasma.

 

100% de absorção sonora

É possível usar um alto-falante comum para absorver ruídos, mas a membrana que gera o som – aquela parte redonda flexível que vibra, parecida com um papelão – limita a frequência que pode ser absorvida. E a equipe queria um absorvedor de som que pudesse funcionar em uma ampla gama de frequências, além de ser plano, para poder ser usado em paredes, por exemplo.

O conceito do alto-falante de plasma mostrou-se ideal para isso.

“Queríamos reduzir ao máximo o efeito da membrana, já que ela é pesada. Mas o que pode ser tão leve quanto o ar? O próprio ar,” explicou Sergeev. “Primeiro ionizamos a fina camada de ar entre os eletrodos, que chamamos de metacamada plasmacústica. As mesmas partículas de ar, agora carregadas eletricamente, podem responder instantaneamente a comandos de campo elétrico externos e interagir efetivamente com vibrações sonoras no ar ao redor do dispositivo para cancelá-los.”

O resultado é um absorvedor acústico ativo de eficiência insuperável, uma vez que a membrana de plasma opera em uma velocidade muito mais rápida do que uma membrana comum de alto-falante, além de operar em uma ampla faixa de frequências. “100% da intensidade do som recebido é absorvida pela metacamada, e nada é refletido de volta,” confirmou o professor Hervé Lissek.

Rumo ao mercado

A equipe demonstrou uma reflexão acústica ajustável de vários Hz até a faixa dos kHz, usando camadas de plasma transparentes com espessuras de apenas um milésimo de um determinado comprimento de onda, muito mais finas do que as soluções convencionais de redução de ruído.

Para se ter uma ideia do ganho volumétrico obtido com o absorvedor de plasma, considere uma frequência sonora baixa e audível de 20 Hz, onde o comprimento de onda sônico é de 17 metros: A camada de plasma precisa ter apenas 17 mm de espessura para absorver o ruído, enquanto a maioria das soluções convencionais de redução de ruído, como paredes absorventes, precisa ter pelo menos 4 m de espessura, o que obviamente as torna inviáveis.

“O aspecto mais fantástico deste conceito é que, ao contrário dos absorvedores de som convencionais, baseados em materiais porosos ou estruturas ressonantes, nosso conceito é de alguma forma etéreo. Revelamos um mecanismo completamente novo de absorção de som, que pode ser feito tão fino e leve quanto possível, abrindo novas fronteiras em termos de controle de ruído onde espaço e peso importam, especialmente em baixas frequências,” afirmou Lissek, acrescentando que a equipe já está em negociações com a empresa suíça Sonexos para licenciar a tecnologia.

Fonte : Inovação Tecnológica

Extensão do Chrome coloca o chatGPT em qualquer página da internet.

Uma nova extensão para o navegador Google Chrome coloca o ChatGPT em qualquer página da internet.

A extensão, chamada de UseChatGPT.AI, utiliza a tecnologia de inteligência artificial GPT para ajudar os usuários a escrever, reformular, resumir, traduzir e explicar qualquer texto presente em uma página da web, sem a necessidade de copiar e colar o conteúdo.

A extensão permite que o ChatGPT seja acessado rapidamente pressionando a combinação de teclas Alt + J.

Assim como o ChatGPT, a extensão UseChatGPT.AI suporta todos os idiomas e é totalmente gratuita.

 

Digitalizar documentos pelo google drive

 

É possível digitalizar documentos , gerando um único PDF com todas as imagens/documentos.

Para digitalizar um documento pelo Google Drive : 

  1. Abra o aplicativo do Google Drive no Android
  2. Na parte inferior à direita da tela, toque em “+” (Adicionar)
  3. Após isso, toque em “Digitalizar”
  4. Fotografe o documento que você quer digitalizar
  5. Para ajustar a área de digitalização, toque em “Cortar”
  6. Para adicionar novamente outro documento clique no inferior esquerdo “(+)”
  7. Repita os passos 4 a 6 até que tenha todos os documentos desejados
  8. Para finalizar e salvar o documento Clique em Salvar

O Google Drive : Digitalizar possue um Widget , assim pode-se adicionar na tela inicial do seu aparelho Android facilitando o processo.

 

Coletores Fremen em desenvolvimento : Aparelho retira água potável do ar usando apenas energia solar

Tirando água do ar

Este pequeno aparelho é capaz de coletar a umidade do ar e depositá-la em um recipiente na forma de água potável – e usando apenas luz solar.

O dispositivo não requer nenhuma entrada adicional de energia e mostrou-se eficaz mesmo quando os níveis de umidade são semelhantes aos observados nas regiões mais secas do mundo.

Essa tecnologia poderá fazer a diferença, já que dois terços da população mundial está enfrentando escassez de água, ainda que ela esteja presente em abundância no ar ao nosso redor – estimativas indicam que há cerca de 13.000 trilhões de litros de água na forma de umidade na atmosfera terrestre.

Coletor de água

Para capturar a umidade atmosférica, Hyunho Kim e seus colegas da Universidade da Califórnia em Berkeley e do MIT, ambos nos EUA, utilizaram um material extremamente poroso, conhecido como MOF, sigla em inglês para estrutura metal-orgânica.

O material, chamado MOF-801, absorve a umidade do ar em sua própria estrutura. A seguir, o calor solar é usado para liberar a água, que é então armazenada em um condensador.

O aparelho funcionou bem em um cenário natural ao ar livre, no teto do laboratório. Experimentos em uma câmara controlada mostraram que ele é capaz de produzir 2,8 litros de água potável por quilograma de MOF-801 em um período de 12 horas sob luz do dia, com níveis de umidade relativa de apenas 20%.

“Nós não apenas construímos um dispositivo passivo que fica lá coletando água; nós já estabelecemos as bases experimentais e teóricas para que possamos examinar outros MOFs, milhares dos quais poderão ser fabricados, para encontrar materiais ainda melhores. Existe um grande potencial para aumentar a quantidade de água que está sendo recolhida. É apenas uma questão de mais engenharia agora,” disse o professor Omar Yaghi, coordenador do trabalho.

Estruturas metal-orgânicas

O professor Omar Yaghi inventou as estruturas metal-orgânicas há mais de 20 anos, combinando metais como magnésio ou alumínio com moléculas orgânicas, tudo disposto em um arranjo preciso para criar estruturas rígidas e porosas, ideais para armazenar gases e líquidos. Desde então, mais de 20.000 MOFs diferentes foram criados por pesquisadores em todo o mundo.

Alguns retêm produtos químicos como o hidrogênio ou o metano. A empresa química BASF está testando um dos MOFs de Yaghi em caminhões movidos a gás natural, já que os tanques cheios de MOF armazenam três vezes mais metano do que pode ser mantido sob pressão. Outros MOFs são capazes de capturar dióxido de carbono de gases de combustão, catalisar a reação de produtos químicos adsorvidos ou separar petroquímicos em refinarias.

Este protótipo de coletor de água da umidade do ar ainda poderá ser muito melhorado, garante Yaghi. O MOF utilizado consegue absorver apenas 20% do seu peso em água, mas outras versões têm potencial para absorver 40% ou mais. O material também pode ser ajustado para ser mais eficaz em níveis de umidade mais alta ou mais baixa.

Bibliografia:

Water harvesting from air with metal-organic frameworks powered by natural sunlight
Hyunho Kim, Sungwoo Yang, Sameer R. Rao, Shankar Narayanan, Eugene A. Kapustin, Hiroyasu Furukawa, Ari S. Umans, Omar M. Yaghi, Evelyn N. Wang
Science
DOI: 10.1126/science.aam8743

Fonte : Inovação Tecnológica

 

Superlaser da Estrela da Morte pode ser construído com diamante. Deixem os Cristais Kybers para os lightsabers !

Combinação de lasers

O superlaser concentrado emitido pela Estrela da Morte, de Guerra nas Estrelas, pode não ficar restrito à ficção científica.

Aaron McKay e seus colegas da Universidade Macquarie, na Austrália, descobriram que é possível multiplicar a potência de um conjunto de lasers usando um diamante.

A chave para gerar um feixe laser de alta potência é colocar um cristal de diamante ultrapuro no ponto de convergência dos múltiplos feixes.

O feixe combinado é obtido no diamante pelo que os pesquisadores chamam de “efeito cooperativo do cristal”, que faz com que os feixes individuais transfiram sua potência em uma direção selecionada, ao mesmo tempo que evitam os problemas de distorção dos feixes individuais.

Transferência de potência

A combinação de diversos feixes de laser por um diamante é uma alternativa inovadora para outros conceitos que já estão sendo testados por diversas equipes, com a vantagem inédita de que o processo também muda a cor do feixe de laser.

“O comprimento de onda específico do feixe de energia dirigido é crítico para a transmissão eficiente através da atmosfera e para reduzir o risco para os olhos das pessoas, ou mesmo dos animais, que podem estar na vizinhança do feixe,” disse o professor Richard Mildren.

Embora outros materiais tenham apresentado o mesmo tipo de propriedade de combinação de múltiplos feixes de laser, a escolha do diamante mostrou-se essencial para se obter alta potência. O efeito de transferência de potência, chamada espalhamento Raman, é particularmente forte no diamante. Além disso, o diamante tem uma excelente capacidade de dissipação do calor residual.

Império versus rebeldes

A equipe não descarta a criação de uma versão do raio da Estrela da Morte.

“Lasers de alta potência também são necessários em aplicações espaciais, incluindo a propulsão de veículos espaciais e o combate ao crescente problema do lixo espacial, que ameaça os satélites,” disse Mildren.

Com o projeto pronto, agora é esperar que ele seja posto em prática – e torcer para que isto não seja o início da repetição na vida real da ficção vista no cinema. A maior dificuldade será criar cristais de diamante ultrapuros, como os previstos no projeto.

Bibliografia:

Diamond-based concept for combining beams at very high average powers
Aaron McKay, David J. Spence, David W. Coutts, Richard P. Mildren, //doi, 10.1002/lpor.201600130
Laser & Photonics Reviews
DOI: //topicos

 

Fonte : Inovação Tecnologica

 

 

Matéria digital: recriando a natureza usando bits em vez de átomos

Bits de matéria

Os materiais artificiais projetados e construídos para terem propriedades não encontradas nos materiais naturais – os chamados metamateriais – são usados para fazer mantos de invisibilidade, lentes planas e outros dispositivos outrora considerados impossíveis.

O problema é que não é fácil fabricar os meta-átomos artificiais necessários para criar essa metamatéria.

Agora, em um trabalho que mereceu a capa da revista Nature Materials, pesquisadores demonstraram que é possível fabricar um metamaterial juntando "bits de matéria".

Cristian Giovampaola e Nader Engheta, da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, lançaram o conceito de "metamaterial digital" e construíram os primeiros protótipos, demonstrando a possibilidade de fabricar materiais com uma determinada permissividade juntando quaisquer dois materiais, sendo necessário apenas que a permissividade de um dos materiais seja positiva e a do outro negativa.

Permissividade é a propriedade de um material que descreve sua reação a um campo eletromagnético dentro dele. Assim, é uma qualidade fundamental a ser considerada no projeto de dispositivos ópticos, como lentes, guias de onda, processadores fotônicos e, claro, mantos de invisibilidade dos mais diversos tipos.

Metamaterial digital

Tomando emprestado termos da computação binária, esses metamateriais "digitais" são compostos de "bits", que são então combinados em "bytes". Esses bytes podem assumir diferentes formatos, como cilindros em nanoescala construídos com um bit de um dos metamateriais embrulhado em outro.

"A inspiração veio da eletrônica digital," disse o professor Engheta, que vem trabalhando com o que ele chama de metatrônica, criando uma computação com luz no interior de processadores fotônicos.

"Com os sistemas binários, podemos pegar um sinal analógico – uma onda – decompor uma amostra em pontos discretos e, finalmente, expressá-los como uma sequência de 0s e 1s. Nós queríamos ver se conseguíamos quebrar as propriedades eletromagnéticas de um material da mesma forma.

Matéria digital: recriando a natureza usando bits em vez de átomos

A inspiração para a criação dos bits e bytes de matéria veio da eletrônica digital. [Imagem: Giovampaola/Engheta – 10.1038/nmat4082]

"Quando você digitaliza um sinal, você olha para a sua magnitude em cada ponto no tempo e lhe dá um valor. Estamos aplicando o mesmo processo aos materiais, olhando para a permissividade que eles precisam ter em cada ponto do espaço a fim de que executem a função que queremos," explicou o pesquisador.

No caso dos nanocilindros, alterando os raios dos núcleos e dos revestimentos, bem como qual dos dois bits fica de dentro ou de fora, a dupla demonstrou matematicamente a possibilidade de fabricar metamateriais sólidos de praticamente qualquer permissividade.

Além disso, eles demonstraram que, arranjando cuidadosamente esses bytes em padrões mais complicados, é possível fabricar lentes planas, hiperlentes e guias de onda.

Matéria digital na prática

Para simplificar o trabalho, Cristian e Enghetta simularam bytes de metamateriais feitos de prata e vidro, mas ressaltam que qualquer par de materiais que siga a regra permissividade negativa/positiva vai funcionar.

A geometria núcleo-revestimento do byte foi escolhida porque é uma estrutura que os cientistas dos materiais já são craques em construir. Mas é possível construir também bytes com geometrias alternativas, como materiais com camadas sobrepostas e alternadas.

Uma vez que os bytes são construídos, a necessidade de cada aplicação óptica que se tem em mente é atendida alterando a maneira como esses bytes são organizados uns ao lado dos outros.

Os pesquisadores demonstraram a viabilidade de criação de hiperlentes feitas com o metamaterial digital, lentes especiais que podem produzir imagens de objetos menores do que o comprimento de onda da luz, bem como guias de onda que canalizam a luz em torno de curvas e cantos.

Dispondo cuidadosamente os bytes de matéria artificial, de tal modo que eles canalizem de forma bem definida, é possível guiar a luz de forma precisa no interior de processadores que usam luz em vez de eletricidade. Ou criar a ilusão de que a luz passa direto através de um objeto, efetivamente tornando-o invisível.

Bibliografia:
Digital metamaterials
Cristian Della Giovampaola, Nader Engheta
Nature Materials
Vol.: 13, 1115-1121
DOI: 10.1038/nmat4082

Fonte : Inovação Tecnológica

Matéria digital: recriando a natureza usando bits em vez de átomos

Base lunar da China é testada com sucesso na Terra

 

Palácio Lunar

A Agência Espacial Chinesa divulgou o término com sucesso do primeiro teste de longa duração do protótipo de uma estação espacial lunar.

Três pesquisadores da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Pequim passaram 105 dias em isolamento no interior da construção, chamada Palácio Lunar (Lunar Palace 1 ouYuegong-1).

A instalação é composta por três módulos, com um volume interno de 500 metros cúbicos e ocupando uma área de 160 metros quadrados.

A astrobase inclui uma sala de estar, sala de trabalho, dormitório, um banheiro e instalações para cultivo de plantas e criação de animais (minhocas), coleta de resíduos e reprocessamento dos rejeitos e da água.

Ainda que a designação "Palácio Lunar" possa parecer adequada, o termo PALACE também é uma sigla para Permanent Astrobase Life-support Artificial Closed Ecosystem, ou astrobase permanente com suporte de vida por ecossistema fechado artificial, em tradução livre.

Suporte de vida biorregenerativo

Base lunar da China é testada com sucesso na Terra

Projeto da primeira colônia chinesa na Lua. [Imagem: CNSA]

Os pesquisadores chineses, que chamam a principal tecnologia usada na instalação de "suporte de vida biorregenerativo", apressaram-se em diferenciar o seu ecossistema artificial fechado do projeto Biosfera, feito nos Estados Unidos sem grande sucesso.

Segundo o professor Liu Hong, um dos idealizadores do projeto, enquanto a Biosfera tentou reproduzir o ecossistema terrestre inteiro, o Lunar Palace é voltado para reproduzir o "ecossistema humano", ou seja, um ambiente que permita a vida de um grupo de seres humanos por um tempo determinado.

Por exemplo, uma parte da alimentação dos três pesquisadores – sobretudo carne – foi fornecida de fora. Mas eles cultivaram 15 plantas, incluindo milho, soja, amendoim, lentilha, pepino e morango. A principal fonte de proteína veio de minhocas criadas no interior da estação, que são desidratadas para serem ingeridas.

As plantas foram também a principal fonte de oxigênio na estação, permitindo que o oxigênio disponível para os três tripulantes fosse reposto três vezes durante os 105 dias do teste.

Base lunar da China é testada com sucesso na Terra

A tripulação do teste de 105 dias foi formada por duas mulheres – Xie Beizhen e Wang Minjuan – e um homem – Dong Chen -, todos pesquisadores da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Pequim. [Imagem: CNSA]

A água é reciclada e os dejetos humanos são processados por biofermentação. Os restos de alimentos e dos vegetais foram reprocessados para virar adubo e ajudar no cultivo das plantas, que receberam uma iluminação especial feita com LEDs.

Os responsáveis pelo projeto não divulgaram o consumo de energia do Palácio Lunar, uma informação crucial para sua viabilidade no espaço.

Lua e Marte

Antes de serem usadas para construir uma base na Lua, as tecnologias desenvolvidas no Palácio Lunar serão testadas em órbita da Terra, a bordo da estação espacial chinesa – que se chama "Palácio Celestial" (Tiangong).

"O sucesso do experimento lança fundações sólidas para os testes de demonstração do CELSS [sistema de suporte de vida ecológico controlado] na estação espacial da China, que será útil para os astronautas chineses obterem legumes frescos, melhorando suas condições de vida e aliviando seu estresse mental," afirma nota da CMSE (China Manned Space Engineering).

A nota afirma também que o suporte de vida biorregenerativo será utilizado no futuro na instalação de uma base na Lua e para a exploração de Marte.

 

Base lunar da China é testada com sucesso na Terra

O sistema de suporte de vida biorregenerativo será testado primeiro na Estação Espacial Chinesa, e depois na Lua e em Marte. [Imagem: CNSA]

 

Fonte : Inovação Tecnológica