SÓLIDO QUE SE COMPORTA COMO LÍQUIDO VAI MINIATURIZAR BATERIAS

Os íons passam pelo interior do material sólido como se ele fosse um líquido.[Imagem: ACS/JACS].

Sólido ou líquido?

Um sólido que se comporta como um líquido - e que não seja um material granulado - pode parecer algo bizarro, mas é justamente isso o que Demetrius Vazquez-Molina, da Universidade Central da Flórida (EUA), acaba de descobrir. De acordo com as primeiras análises, o material pode abrir um mundo de novas possibilidades de aplicações no campo da eletrônica e da computação, da óptica e principalmente das baterias. Tudo começou quando Demetrius pressionou um material chamado COF-5, uma nanoesponja sintética e não-inflamável, para formar estruturas maiores. Ao analisar a estrutura das peças finais, usando difração de raios X, o material parecia exibir uma estrutura cristalina interna muito estranha e diferente do que seria de se esperar. O resultado da análise mostrou que as estruturas cristalinas dentro das peças prensadas assumem padrões precisos que permitem que íons fluam livremente, como se estivessem dentro de um líquido - um autêntico sólido com comportamento de líquido.

Bateria totalmente sólida

Imediatamente a equipe pensou nas baterias de lítio, que precisam de eletrólitos líquidos para que os íons de lítio fluam - mas esses eletrólitos têm limitações e vários riscos, e são eles que tornam as baterias grandes. Usar um material sólido para que os íons de lítio fluam de um eletrodo para outro dentro da bateria pode se mostrar algo revolucionário. "Nós ainda precisamos fazer muitos testes, mas isto é muito promissor. Se pudermos eliminar a necessidade de um líquido e usar outro material que não seja flamável, isso exigirá menos espaço e menos invólucros, o que pode realmente mudar as coisas. Isso significará baterias menores e mais leves," disse o professor Fernando Uribe-Romo, coordenador da equipe. A estrutura cristalina desse sólido com jeitão de líquido também poderá avançar a miniaturização da eletrônica e otimizar a transferência de dados por meio de luz. Bibliografia: Mechanically Shaped Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks Reveal Crystallographic Alignment and Fast Li-Ion Conductivity. Demetrius A. Vazquez-Molina, Gavin S. Mohammad-Pour, Chain Lee, Matthew W. Logan, Xiangfeng Duan, James K. Harper, Fernando J. Uribe-Romo. Journal of the American Chemical Society. Vol.: 138 (31), pp 9767-9770. DOI: 10.1021/jacs.6b05568. FONTE: inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=solido-comporta-se-como-liquido&id=010160160908

RADAR DE LUZ É FINALMENTE MINIATURIZADO

Os microespelhos são conhecidos como "grades de alto contraste", que permitem capturar a força de radiação da própria luz para mover o espelho, sem nenhum controle externo.

LIDAR: radar de luz

Quando uma criança brinca em uma gangorra, se ela souber deslocar corretamente o corpo conforme se movimenta, ela conseguirá um "balanço autossustentado", brincando por horas sem que ninguém precise empurrá-la. Essa técnica simples foi empregada no interior de um nanodispositivo optomecânico, tornando-o capaz de "balançar um laser", fazendo-o mudar de cor virtualmente sem gastar energia. Isto significa que finalmente será possível miniaturizar o promissor LIDAR, uma espécie de radar de luz, que já está sendo usado para mapear a atmosfera terrestre em 3D e rastrear a poluição industrial, mas que pode ser muito útil em muitas outras áreas, desde que se torne pequeno e consuma uma quantidade de energia que possa ser suprida por uma bateria. Robótica, videogames, ambientes de realidade virtual e, claro, carros sem motorista, são os principais candidatos a usar os equipamentos de LIDAR miniaturizados. Os benefícios também deverão atingir a área de imagens médicas, melhorando os exames de tomografia por coerência óptica.

O laser que balança o espelho

O LIDAR funciona disparando um feixe de luz em um alvo - que pode ser cada ponto de um ambiente inteiro - e medindo o tempo que leva para a luz refletida retornar. Como a velocidade da luz é constante no meio analisado, o tempo de retorno pode ser utilizado para calcular a distância dos objetos com grande precisão. Para isso, é necessário que o laser mude constantemente sua frequência - ou comprimento de onda, ou cor - para distinguir entre a luz que vai e a luz que volta. Hoje, quanto mais rápido o sistema precisa operar, maior é a energia que ele consome, e maior é o seu tamanho. Weijian Yang e seus colegas da Universidade de Berkeley, nos EUA, usaram a própria luz do laser para balançar microespelhos, que fazem com que a luz mude de cor continuamente ao rastrear o ambiente. Como é a própria luz que balança os microespelhos, o consumo de energia é mínimo. A expectativa é que um LIDAR, que hoje tem o tamanho de uma caixa de sapatos, possa ser colocado dentro de um telefone celular ou de um drone. No protótipo, a interação optomecânica do laser e dos espelhos faz o comprimento de onda da luz balançar em 23 nanômetros, o que é suficiente para que o LIDAR tenha uma precisão espacial de 50 micrômetros. Bibliografia: Laser optomechanics Weijian Yang, Stephen Adair Gerke, Kar Wei Ng, Yi Rao, Christopher Chase, Connie J. Chang-Hasnain Nature Scientific Reports. Vol.: 5, Article number: 13700. DOI: 10.1038/srep13700. fonte:inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=gangorra-laser-miniaturiza-lidar-radar-luz&id=010165150904