INSIDE SCIENCE RESEARCH — PHYSICS NEWS UPDATE
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 867, de 28 de julho de 2008 por Phillip F. Schewe, James Dawson e Martha Heil.
PHYSICS NEWS UPDATE
PARA NOSSOS LEITORES: [O Boletim] PHYSICS NEWS UPDATE é preparado pela Divisão de Relações com a Mídia e o Governo do Instituto Americano de Física. Desde sua fundação, há 18 anos, o PNU visava fornecer aos divulgadores de ciências notícias em primeira mão de periódicos e conferências de física. O PNU acaba de juntar forças com outro serviço noticioso da AIP, o Inside Science News Service (ISNS = "Serviço de Notícias Por Dentro da Ciência"). Os relatórios do ISNS são distribuídos para jornais, para repórteres que não cobrem habitualmente a área de ciência e para jornalistas de ciências. O PNU agora se trasnformou no "Por dentro da Pesquisa Científica — Atualização das Notícias de Física", a seção de pesquisas desse serviço noticioso mais amplo da AIP. Esperamos que os leitores do PNU apreciem este esforço para manter a física no noticiário, por meio de reportagens mais adequadas a uma audiência mais ampla, um passo dado para contrabalançar a crescente escassez de repórteres de ciências e de seções de ciências nos jornais. Alguns dos itens aqui apresentados serão mais longos do que eram anteriormente e darão uma base de informações ("background") mais genérico. Nós convidamos os leitores a comentarem este desenvolvimento evolutivo no seguinte endereço: insidescience@aip.org
O MATERIAL MAIS FORTE DO MUNDO.
Grafeno, uma película bidimensional feita de puro Carbono, é 200 vezes mais forte do que o aço.
Uma nova experiência na Universidade Columbia na Cidade de Nova York mediu diretamente, pela primeira vez, a resistência do Carbono bidimensional e descobriu que ele é incrivelmente forte. Películas de Carbono com apenas um átomo de espessura podem ser usadas para fabricar materiais compostos ultra-leves.
O estudo do Carbono é um exemplo da relação simbiótica entre a ciência e a engenharia. Cientistas e engenheiros vêm trabalhando em conjunto por séculos para encher este nosso mundo material com dispositivos assombrosos, de aviões a microscópios, de bombas atômicas a liquidificadores.
Geralmente os cientistas sondam as estruturas interiores da natureza, mais ainda ao nível microscópico, enquanto os engenheiros pegam os novos conhecimentos e os convertem em inovativos produtos sofisticados que caracterizam nossa sociedade nano-tecnológica.
O Carbono, é claro, é um dos mais importantes elementos tanto para coisas vivas como para as inanimadas. Em suas milhares de combinações químicas ele fornece a estrutura básica para nosso corpo e todas as proteínas e processos químicos que tornam a vida possível. Carbono em sua forma pura é mais raro, mas ainda é notável. O Carbono tridimensional bruto pode aparecer na forma de Grafite que consiste de camadas fracamente ligadas de átomos de carbono (o que torna a Grafite uma excelente substância para fabricar lápis e lubrificantes), ou como diamante, uma rede mais elaboradamente ligada de Carbono que tem uma dureza inigualável.
Nas últimas décadas, os cientistas descobriram carbonos com outras estruturas dimensionais. Por exemplo, as "buckyballs" são moléculas na forma de uma bola de futebol e contém 60 átomos. Esta molécula quase perfeitamente redonda, cujo nome oficial é "buckministerfullerene (hoje reduzido para "fulereno"), é, praticamente, uma forma de Carbono com zero dimensões; ou seja, lembra muito um ponto. A descoberta dessa molécula de Carbono-60 deu a três químicos o Prêmio Nobel, mas ainda não levou a qualquer aplicação prática.
Aí foram descobertos os tubos de Carbono uni-dimensionais. Esses tubos, com apenas alguns nanômetros (bilhonésimos de metro) de largura, mas com mícrons (milhonésimos de metro) de comprimento, têm propriedades elétricas, ópticas, térmicas e mecânicas muito interessantes. Engenheiros e cientistas estão trabalhando em conjunto para transfromar os nano-tubos de Carbono em elementos úteis para micro-circuitos, tanto pelas propriedades elétricas ajustáveis dos tubos (eles podem ser condutores, tais como um metal, ou semicondutores, dependendo do modo como são fabricados), ou porque eles podem ser capazes de dissipar o calor em pontos quentes de microchips.
Ainda mais recentemente, a uns poucos anos atrás, foram descobertas as películas de Carbono com apenas um átomo de espessura. Novamente, cientistas e engenheiros estão trabalhando em conjunto para explorar novos materiais e explorar as propriedades deste novo e maravilhoso material, que é chamado de Grafeno. Os nano-tubos de Carbono são, na verdade, apenas uma versão tubular de Grafeno.
Nesta nova experiência em Columbia, o engenheiro mecânico James Hone e seus colegas Changgu Lee, Xiaoding Wei e Jeffrey W. Kysar, esticaram uma folha utra-pura e ultra-fina de Grafeno por cima de um orifício perfurado em um suporte plano de Silício. Então eles abixaram uma agulha com ponta de diamante. A agulha é parte de um sensor chamado de microscópio de força atômica (atomic force microscope, ou AFM), o qual, enquanto passado por cima de uma amostra microscópica, ajusta sua posição para manter uma tensão constante. Os pequenos movimentos da sonda podem ser convertidos em um mapa da própria amostra. Ou o movimento da sonda pode ser usado para medir a força exercida entre a sonda e a amostra.
Neste caso, a ponta da sonda empurra para baixo a folha de Grafeno e mede a força de reação. (Veja na ilustração como isso se parece no nível atômico: http://www.aip.org/png/2008/304.htm ). A sonda mede a resistência do material, a força necessária para fazê-lo quebrar.(A figura mostra um gráfico das resistências de diversos materiais junto a suas densidades, ou seja, massa por volume).
Materiais orgânicos (os que contém Carbono) tais como madeira e polímeros, freqüentemente têm uma densidade pequena e uma pequena resistência. Metais têm uma resistência maior, porém materiais compostos, tais como epoxi, têm a mesma resistência, porém um peso muito menor. É por isso que eles são utilizados na lataria de veículos e em coletes à prova de balas. Neste mesmo gráfico, o Grafeno foge inteiramente aos padrões, apresentando uma densidade de nível médio, mas com uma resistência recorde. Os novos resultados foram relatados na edição da semana passada da revista Science.
O Dr. Hone diz que suas novas medições servirão para reforçar as teorias formuladas pelos físicos em seus trabalhos. O resultado da corrente sinergia entre os cientistas e os engenheiros pode resultar em materiais ainda mais fortes ainda por descobrir.
O MUNDO EM CHAMAS.
Todo verão, centenas de incêndios florestais queimam milhões de acres (nota do tradutor: medida de área com cerca de 4.047 m² ou pouco mais que 0,4 hectares) através dos Estados Unidos. O vento de Santa Ana espalha o fogo através do Sul da Califórnia e os incêndios florestais enchem os céus do Oeste dos EUA com fumaça. A NASA virou seus olhos "high-tech" para os incêndios em um novo website, colocado no ar na semana passada, chamado Fire and Smoke.
Este site, com suas impressionantes imagens do mundo em chamas, é uma combinação interativa de imagens de satélites da NASA, aeronaves e outras ferramentas de pesquisa. As imagens são tão boas e os incêndios tão difundidos, que a Terra começa a se parecer com algo saido de uma superprodução cienmatográfica de ficção-científica sobre o fim-do-mundo.
Se pode observar as plumas de fumaça dos incêndios da Califórnia se espalharem por centenas de quilômetros, ou mudar para uma imagem da NASA do Monóxido de Carbono que estes incêndios estão gerando. Há imagens de incêndios na Grécia, queimadas de biomassa na América do Sul e partículas atmosféricas dos incêndios no Alaska. Existe até um link para um site do Centro Espacial Goddard que mostra todos os incêndios dos anos passados em uma globo terrestre giratório.
APAGUEM AS LUZES PARA OS PÁSSAROS.
Pássaros, tal com os insetos, são atraídos pela luz à noite e, se eles ficarem desorientados, vão voar em círculos em torno de edifícios altos, freqüentemente acabando por se chocar com os edifícios ou caindo exaustos no chão. Este fenômeno ainda não é bem entendido pelos cientistas, porém um pesquisador no Bell Museum em Minneapolis, em conjunto com o Departamento de Recursos Naturais de Minnesota, está capitaneando um programa para desligar as luzes para proteger pássaros migratórios. Os participantes dos programas que incluem proprietários, administradores e companhias donas de 32 prédios em Minneapolis, St. Paul, Bloomington e Rochester, vão diminuir as luzes dos edifícios durante as estações de migração dos pássaros no outono e na primavera. Programas similares estão sendo realizados em Toronto, New York e Chicago.
Acrescentar as cidades do Minnesota é importante, diz o ornitologista do Bell Museum Bob Zink, porque elas estão localizadas ao longo da Rota Aérea do Rio Mississippi, uma importante rota de migração para os pássaros.
Além de diminuir as luzes nas noites nas rotas de migração, os pesquisadores estão também tentando estabelecer por que os pássaros costumam esbarrar mais em alguns edifícios do que em outros. Em Minneapolis, 67 % das mortes de pássaros foram causadas por apenas dois dos arranha-céus da cidade.
***********
PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 867, de 28 de julho de 2008 por Phillip F. Schewe, James Dawson e Martha Heil.
PHYSICS NEWS UPDATE
PARA NOSSOS LEITORES: [O Boletim] PHYSICS NEWS UPDATE é preparado pela Divisão de Relações com a Mídia e o Governo do Instituto Americano de Física. Desde sua fundação, há 18 anos, o PNU visava fornecer aos divulgadores de ciências notícias em primeira mão de periódicos e conferências de física. O PNU acaba de juntar forças com outro serviço noticioso da AIP, o Inside Science News Service (ISNS = "Serviço de Notícias Por Dentro da Ciência"). Os relatórios do ISNS são distribuídos para jornais, para repórteres que não cobrem habitualmente a área de ciência e para jornalistas de ciências. O PNU agora se trasnformou no "Por dentro da Pesquisa Científica — Atualização das Notícias de Física", a seção de pesquisas desse serviço noticioso mais amplo da AIP. Esperamos que os leitores do PNU apreciem este esforço para manter a física no noticiário, por meio de reportagens mais adequadas a uma audiência mais ampla, um passo dado para contrabalançar a crescente escassez de repórteres de ciências e de seções de ciências nos jornais. Alguns dos itens aqui apresentados serão mais longos do que eram anteriormente e darão uma base de informações ("background") mais genérico. Nós convidamos os leitores a comentarem este desenvolvimento evolutivo no seguinte endereço: insidescience@aip.org
O MATERIAL MAIS FORTE DO MUNDO.
Grafeno, uma película bidimensional feita de puro Carbono, é 200 vezes mais forte do que o aço.
Uma nova experiência na Universidade Columbia na Cidade de Nova York mediu diretamente, pela primeira vez, a resistência do Carbono bidimensional e descobriu que ele é incrivelmente forte. Películas de Carbono com apenas um átomo de espessura podem ser usadas para fabricar materiais compostos ultra-leves.
O estudo do Carbono é um exemplo da relação simbiótica entre a ciência e a engenharia. Cientistas e engenheiros vêm trabalhando em conjunto por séculos para encher este nosso mundo material com dispositivos assombrosos, de aviões a microscópios, de bombas atômicas a liquidificadores.
Geralmente os cientistas sondam as estruturas interiores da natureza, mais ainda ao nível microscópico, enquanto os engenheiros pegam os novos conhecimentos e os convertem em inovativos produtos sofisticados que caracterizam nossa sociedade nano-tecnológica.
O Carbono, é claro, é um dos mais importantes elementos tanto para coisas vivas como para as inanimadas. Em suas milhares de combinações químicas ele fornece a estrutura básica para nosso corpo e todas as proteínas e processos químicos que tornam a vida possível. Carbono em sua forma pura é mais raro, mas ainda é notável. O Carbono tridimensional bruto pode aparecer na forma de Grafite que consiste de camadas fracamente ligadas de átomos de carbono (o que torna a Grafite uma excelente substância para fabricar lápis e lubrificantes), ou como diamante, uma rede mais elaboradamente ligada de Carbono que tem uma dureza inigualável.
Nas últimas décadas, os cientistas descobriram carbonos com outras estruturas dimensionais. Por exemplo, as "buckyballs" são moléculas na forma de uma bola de futebol e contém 60 átomos. Esta molécula quase perfeitamente redonda, cujo nome oficial é "buckministerfullerene (hoje reduzido para "fulereno"), é, praticamente, uma forma de Carbono com zero dimensões; ou seja, lembra muito um ponto. A descoberta dessa molécula de Carbono-60 deu a três químicos o Prêmio Nobel, mas ainda não levou a qualquer aplicação prática.
Aí foram descobertos os tubos de Carbono uni-dimensionais. Esses tubos, com apenas alguns nanômetros (bilhonésimos de metro) de largura, mas com mícrons (milhonésimos de metro) de comprimento, têm propriedades elétricas, ópticas, térmicas e mecânicas muito interessantes. Engenheiros e cientistas estão trabalhando em conjunto para transfromar os nano-tubos de Carbono em elementos úteis para micro-circuitos, tanto pelas propriedades elétricas ajustáveis dos tubos (eles podem ser condutores, tais como um metal, ou semicondutores, dependendo do modo como são fabricados), ou porque eles podem ser capazes de dissipar o calor em pontos quentes de microchips.
Ainda mais recentemente, a uns poucos anos atrás, foram descobertas as películas de Carbono com apenas um átomo de espessura. Novamente, cientistas e engenheiros estão trabalhando em conjunto para explorar novos materiais e explorar as propriedades deste novo e maravilhoso material, que é chamado de Grafeno. Os nano-tubos de Carbono são, na verdade, apenas uma versão tubular de Grafeno.
Nesta nova experiência em Columbia, o engenheiro mecânico James Hone e seus colegas Changgu Lee, Xiaoding Wei e Jeffrey W. Kysar, esticaram uma folha utra-pura e ultra-fina de Grafeno por cima de um orifício perfurado em um suporte plano de Silício. Então eles abixaram uma agulha com ponta de diamante. A agulha é parte de um sensor chamado de microscópio de força atômica (atomic force microscope, ou AFM), o qual, enquanto passado por cima de uma amostra microscópica, ajusta sua posição para manter uma tensão constante. Os pequenos movimentos da sonda podem ser convertidos em um mapa da própria amostra. Ou o movimento da sonda pode ser usado para medir a força exercida entre a sonda e a amostra.
Neste caso, a ponta da sonda empurra para baixo a folha de Grafeno e mede a força de reação. (Veja na ilustração como isso se parece no nível atômico: http://www.aip.org/png/2008/
Materiais orgânicos (os que contém Carbono) tais como madeira e polímeros, freqüentemente têm uma densidade pequena e uma pequena resistência. Metais têm uma resistência maior, porém materiais compostos, tais como epoxi, têm a mesma resistência, porém um peso muito menor. É por isso que eles são utilizados na lataria de veículos e em coletes à prova de balas. Neste mesmo gráfico, o Grafeno foge inteiramente aos padrões, apresentando uma densidade de nível médio, mas com uma resistência recorde. Os novos resultados foram relatados na edição da semana passada da revista Science.
O Dr. Hone diz que suas novas medições servirão para reforçar as teorias formuladas pelos físicos em seus trabalhos. O resultado da corrente sinergia entre os cientistas e os engenheiros pode resultar em materiais ainda mais fortes ainda por descobrir.
O MUNDO EM CHAMAS.
Todo verão, centenas de incêndios florestais queimam milhões de acres (nota do tradutor: medida de área com cerca de 4.047 m² ou pouco mais que 0,4 hectares) através dos Estados Unidos. O vento de Santa Ana espalha o fogo através do Sul da Califórnia e os incêndios florestais enchem os céus do Oeste dos EUA com fumaça. A NASA virou seus olhos "high-tech" para os incêndios em um novo website, colocado no ar na semana passada, chamado Fire and Smoke.
Este site, com suas impressionantes imagens do mundo em chamas, é uma combinação interativa de imagens de satélites da NASA, aeronaves e outras ferramentas de pesquisa. As imagens são tão boas e os incêndios tão difundidos, que a Terra começa a se parecer com algo saido de uma superprodução cienmatográfica de ficção-científica sobre o fim-do-mundo.
Se pode observar as plumas de fumaça dos incêndios da Califórnia se espalharem por centenas de quilômetros, ou mudar para uma imagem da NASA do Monóxido de Carbono que estes incêndios estão gerando. Há imagens de incêndios na Grécia, queimadas de biomassa na América do Sul e partículas atmosféricas dos incêndios no Alaska. Existe até um link para um site do Centro Espacial Goddard que mostra todos os incêndios dos anos passados em uma globo terrestre giratório.
APAGUEM AS LUZES PARA OS PÁSSAROS.
Pássaros, tal com os insetos, são atraídos pela luz à noite e, se eles ficarem desorientados, vão voar em círculos em torno de edifícios altos, freqüentemente acabando por se chocar com os edifícios ou caindo exaustos no chão. Este fenômeno ainda não é bem entendido pelos cientistas, porém um pesquisador no Bell Museum em Minneapolis, em conjunto com o Departamento de Recursos Naturais de Minnesota, está capitaneando um programa para desligar as luzes para proteger pássaros migratórios. Os participantes dos programas que incluem proprietários, administradores e companhias donas de 32 prédios em Minneapolis, St. Paul, Bloomington e Rochester, vão diminuir as luzes dos edifícios durante as estações de migração dos pássaros no outono e na primavera. Programas similares estão sendo realizados em Toronto, New York e Chicago.
Acrescentar as cidades do Minnesota é importante, diz o ornitologista do Bell Museum Bob Zink, porque elas estão localizadas ao longo da Rota Aérea do Rio Mississippi, uma importante rota de migração para os pássaros.
Além de diminuir as luzes nas noites nas rotas de migração, os pesquisadores estão também tentando estabelecer por que os pássaros costumam esbarrar mais em alguns edifícios do que em outros. Em Minneapolis, 67 % das mortes de pássaros foram causadas por apenas dois dos arranha-céus da cidade.
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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.
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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.
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