Os primeiros Clones, Agora, ninguém segura...

Cientistas descobrem a Imortalidade

Como a maioria das medusas, nutricula Turritopsis sofre duas fases distintas em seu ciclo de vida: A fase polipóide ou imaturo, quando é apenas uma pequena haste com a alimentação por tentáculos e da Medusa ou estágio maduro quando a 1 milímetro apenas que são pólipos longos que se reproduz assexuadamente.

A Nutricula Turritopsis pode ser a única criatura "imortal " no mundo.

Jellyfish geralmente morrem após a reprodução mas a Turritopsis reverte para um estágio imaturo sexualmente depois de atingir a idade adulta e é capaz de rejuvenescer-se.

A criatura com diâmetro de 4,5mm, tecnicamente conhecido como um hidrozoário, é o único animal conhecido que é capaz de reverter ao seu estado juvenil.

Teoricamente, esse ciclo pode se repetir indefinidamente, tornando-a potencialmente imortal.

Encontrada em águas tropicais quentes, a Turritopsis, se acredita estar se espalhando por todo o mundo coma água do lastro dos navios que chega aos portos.


Embora solitárias, elas são criaturas predatórias e madura assexuadamente a partir de um estágio de de sua vida.

A água-viva e sua reversão do processo de envelhecimento é agora o foco da pesquisa por biólogos marinhos e geneticistas. Pensa-se que isso acontece através do processo de desenvolvimento de células de transdiferenciação, no qual as células transforma-se de um tipo para outro.

Até agora, a mudança de papéis da célula era normalmente vista apenas quando partes de um órgão se regenerava. No entanto, parece ocorrer normalmente no ciclo de vida Turritopsis.

1 Timóteo 1:17 Ora, ao Rei dos séculos, imortal, invisível, ao único Deus sábio, seja honra e glória para todo o sempre. Amém.

1 Timóteo 6:16 Aquele que tem, ele só, a imortalidade, e habita na luz inacessível; a quem nenhum dos homens viu nem pode ver, ao qual seja honra e poder sempiterno. Amém.

2 Timóteo 1:10 E que é manifesta agora pela aparição de nosso Salvador Jesus Cristo, o qual aboliu a morte, e trouxe à luz a vida e a incorrupção pelo evangelho;

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Descoberta força repulsiva da luz

Suzanne Taylor Muzzin - 14/07/2009

Cientistas da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram um tipo de força repulsiva da luz que pode ser utilizada para controlar componentes construídos em chips de silício, o que significa que futuros nanodispositivos poderão ser controlados pela luz, e não mais pela eletricidade.

[Imagem: Hong Tang/Yale University]

A equipe havia previamente descoberto a força atrativa da luz e demonstrado como ela pode ser manipulada para movimentar componentes em micro e em nano-máquinas construídas em pastilhas de silício, usando a mesma tecnologia que os microprocessadores - veja A força dos fótonsestá conosco: luz consegue acionar nanomáquinas.

O mesmo grupo de cientistas agora descobriu a força repulsiva complementar àquela primeira. Pesquisadores teorizavam a existência das duas forças desde 2005, mas a segunda delas permanecia até agora sem comprovação.

"Isto completa o quadro, diz Hong Tang, coordenador da equipe. "Nós demonstramos que de fato há uma força bipolar da luz com um componente atrativo e com outro componente repulsivo.

Força na diagonal

As forças atrativa e repulsiva descobertas pela equipe do Dr. Tang são distintas da força criada pela pressão da radiação da luz, que exerce uma pressão sobre um objeto quando a luz incide sobre ele. Em vez disso, as forças agora demonstradas puxam ou empurram o objeto na diagonal da direção na qual a luz viaja.

No experimento anterior, os pesquisadores usaram a força atrativa que descobriram para mover componentes em um chip de silício em uma direção, como puxar uma nanochave para abri-la, mas foram incapazes de empurrá-la na direção oposta para que ela se fechasse.

Ao conseguir usar as duas forças, agora eles têm controle completo e podem manipular os componentes nas duas direções. Esses dispositivos mecânicos ultraminiaturizados são conhecidos como MEMS (MicroElectroMechanical Systems) e NEMS (NanoElectroMechanical Systems), dependendo se suas partes são construídas com precisão na faixa dos micrômetros ou dos nanômetros.

Feixes de luz fora de fase

Para criar a força repulsiva em um chip de silício, a equipe dividiu um feixe de luz infravermelha em dois feixes separados e forçou cada um deles a viajar por uma distância diferente ao longo de um nanofio de silício especial, chamado guia de ondas.

Como resultado, os dois feixes de luz saíram de fase um em relação ao outro, criando uma força repulsiva com uma intensidade que pode ser controlada - quanto mais fora de fase estiverem os dois feixes, mais forte será a força.

"Nós podemos controlar como os feixes de luz interagem," afirmou Mo Li, que é o principal autor do artigo que descreve a descoberta. "Isto não é possível no espaço livre - somente é possível quando a luz está confinada nas guias de onda nanoscópicas que estão colocadas muito próximas entre si no interior do chip."

Aplicações em telecomunicações

"A força da luz é intrigante porque ela funciona de forma contrária à dos objetos carregados," diz Wolfram Pernice, outro membro da equipe. "Cargas opostas atraem-se mutuamente, enquanto os feixes de luz fora de fase repelem-se."

Essas forças da luz poderão um dia controlar dispositivos de telecomunicações que exigirão muito menos potência, mas trabalharão muito mais rapidamente do que seus equivalentes atuais, explicou o professor Tang.

Um benefício adicional de usar a luz em vez da eletricidade é que ela pode ser roteada ao longo de um circuito sem praticamente nenhuma interferência no sinal, além de eliminar a necessidade da construção de um grande número de fios elétricos no interior dos chips.

Fonte

Mais precisão na detecção de lesões ósseas

Pacientes que precisam de exames para a detecção ou confirmação de tumores malignos, metástases e outras lesões no tecido ósseo poderão ter em breve uma opção mais segura e precisa do que as atualmente disponíveis. Uma nova técnica vem sendo implantada no país por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Clínica de Medicina Nuclear MN&D-Campinas, em conjunto com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen).

O método usa o equipamento conhecido como PET/CT (que junta a tomografia por emissão de pósitrons à tomografia computadorizada), podendo detectar alterações menores, em estágios iniciais e com localização mais precisa do que a cintilografia óssea. A Unicamp não dispõe do equipamento, atualmente presente apenas em algumas instituições privadas do país, como a MN&D-Campinas.

Injetado no organismo, o fluoreto-18F adere aos ossos nos locais de lesão, permitindo visualizar as concentrações do elemento nas partes alteradas do esqueleto.

Aplicada por meio de PET/CT, a técnica utiliza como matéria-prima uma substância radioativa, o fluoreto-18F. Trata-se da mesma substância usada em tratamentos dentários e também presente em pastas de dente (conhecida apenas como flúor), mas com a característica de emitir uma pequena radiação que pode ser detectada pelo equipamento PET.

Só recentemente o fluoreto-18F passou a ser produzido no Brasil pelo Ipen. Quando injetado no organismo, o fluoreto adere aos ossos nos locais de lesão, permitindo visualizar as concentrações do elemento nas partes alteradas do esqueleto.

“Com uma imagem muito mais detalhada e precisa, o exame detecta metástases e lesões em estágio inicial, proporcionando um tratamento mais precoce e eficaz”, afirma o médico nuclear Celso Darío Ramos, responsável pelas pesquisas comparativas entre o PET/CT ósseo e a cintilografia óssea convencional.

O tempo de exame é outro fator que, segundo Ramos, conta pontos a favor do PET/CT com fluoreto-18F. Enquanto na cintilografia óssea, deve-se esperar até três horas, com o PET/CT ósseo a geração de imagens do organismo é obtida em menos de uma hora após a injeção do material radioativo. Além disso, esse material não apresenta efeitos colaterais para o paciente. Embora o custo do exame seja ainda elevado para os padrões brasileiros, o médico prevê que este deverá cair à medida que a técnica for mais utilizada e difundida no país.

Isabela Fraga

CH

Grafeno - Uma história de sorte e sagacida

Das válvulas a vácuo do início do século 20 aos chips atuais, a tecnologia passou dos circuitos eletrônicos nos quais praticamente todos os componentes estavam ao alcance da vista para os circuitos integrados, com milhares de transistores, em escala micrométrica e inacessíveis a olho nu.

A comunidade científica está convencida de que essa tecnologia, baseada no silício, está se esgotando em termos da capacidade de miniaturização. O passo seguinte será a passagem para a nanoeletrônica, em que componentes são construídos em escala nanométrica, mil vezes menores do que os componentes atuais.

Tudo indica que, nessa passagem de escala, quem vai dominar a tecnologia é o carbono, um elemento tão abundante na natureza quanto diverso em termos de propriedades físicas. Sua forma mais comum é o grafite, mas ele também aparece como diamante e até mesmo como material amorfo. Com a descoberta de novas formas de carbono – em especial o fulereno em 1985 e os nanotubos em 1991 –, o interesse pelas suas aplicações tecnológicas cresceu enormemente.

O grafite, material de que vamos tratar aqui, é formado pelo empilhamento de planos atômicos, nos quais os átomos são arranjados em uma estrutura hexagonal similar à de um favo de mel. Desde 1987, esse plano atômico é denominado grafeno. Esse material tinha tudo para não chamar muito a atenção, mas agora se candidata a vedete da nanoeletrônica. Veio para desafiar o silício, destronar os nanotubos e violar teorias consagradas há mais de setenta anos.

Considere o grafeno como se fosse uma folha de papel. Podemos imaginar que essa folha pode ser manipulada para formar uma bola (fulereno) ou um canudo (nanotubo). Se muitas dessas folhas forem empilhadas, teremos o grafite tridimensional. É por isso que os descobridores do grafeno acham-no o máximo. Eles o consideram o elemento básico da família do grafite.

O grafite, cuja estrutura em escala atômica é representada no detalhe no canto inferior esquerdo, é formado pelo empilhamento de planos nos quais os átomos são arranjados em uma estrutura hexagonal similar a favos de mel (imagens: Wikimedia Commons).

O problema é que ele é bidimensional, e em 1933, uma teoria elaborada por Lev Davidovic Landau (1908-1968), Nobel de Física de 1962, preconizara a inexistência de materiais em duas dimensões. Embora a ideia fosse útil nos estudos teóricos, esse tipo de material seria termodinamicamente instável.

Um processo facilmente imaginado para a obtenção do grafeno seria a clivagem do grafite por intermédio de procedimentos químicos como a introdução de compostos nos espaços entre os planos atômicos. No entanto, os resultados obtidos com diferentes procedimentos nas últimas décadas foram insatisfatórios.

O pulo do gato e o golpe de sorte
Sem qualquer preocupação com esse tipo de problema, Andre Geim e seus colaboradores no Departamento de Física da Universidade de Manchester (Inglaterra) divertiam-se com um daqueles experimentos de “sexta-feira à noite”. Para relaxar, eles costumavam dedicar 10% do tempo para a realização de experimentos extravagantes, sem qualquer compromisso com a qualidade do resultado.

Corria o ano de 2002, e o trabalho sério que eles realizavam tinha a ver com propriedades magnéticas de materiais supercondutores. Decidiram investigar, no tal tempo livre, o uso do grafite como material em dispositivos eletrônicos, algo que ninguém havia tentado. Eles teriam que preparar um filme fino de grafite, mas não tinham idéia de como fazê-lo.

Por coincidência, eles tomaram conhecimento de um procedimento muito usado para limpar superfícies de grafite para análise em microscópio de tunelamento. A limpeza era simplesmente feita com fitas adesivas. Era o famoso “método da fita Scotch”. Gruda-se a fita na superfície e puxa-se. Repetindo-se a operação várias vezes, o resultado é uma superfície limpinha.

O pulo do gato foi usar esse método: o que fica na fita deve ser um filme fino de grafite. O golpe de sorte veio em seguida. O grafeno é um material muito difícil de ser observado. Só pode ser visto se depositado em determinado substrato. Geim e seus colaboradores não sabiam que a fita continha o grafeno, nem que ele só podia ser visto se depositado em silício oxidado, o tal substrato. Ocorre que o único material que eles tinham no laboratório para depositar o “filme de grafite” era justamente silício oxidado! E foi assim que, entre 2002 e 2003, o grafeno foi isolado e observado pela primeira vez.

Propriedades peculiares

Os carros que se movem nos dois sentidos opostos de uma autoestrada e o espaço que separa as duas pistas são uma boa metáfora para explicar a condução elétrica nos materiais semicondutores (foto: Žan Kafol).

Podemos apelar para uma metáfora para explicar as propriedades elétricas do grafeno. Veja a figura ao lado. Trata-se da fotografia noturna de uma autoestrada. Os traços brancos representam os carros movimentando-se no sentido para fora da imagem, enquanto os traços vermelhos representam os carros movimentando-se no sentido contrário. Entre as duas pistas de rolamento há um espaço onde os carros não podem transitar, de modo que os carros que se movimentam num sentido não podem ir para pista do sentido contrário.

Nos materiais semicondutores, há um fenômeno parecido: a condução elétrica pode vir do movimento de elétrons livres num sentido ou de lacunas no sentido contrário. Não se preocupe se você não entende o que seja uma lacuna; é um conceito complexo, mas é suficiente ter em mente que essa entidade se comporta como uma partícula positiva. É por isso que ela se movimenta no sentido contrário ao do elétron.

Vamos adiante com a metáfora. Nos semicondutores, elétrons e lacunas movimentam-se em “pistas” diferentes, denominadas banda de condução (para os elétrons) e de valência (para as lacunas). Também na “autoestrada” atômica há um espaço entre as pistas para impedir a passagem de elétrons e lacunas de um lado para o outro. Esse espaço é conhecido como “banda proibida”.

Todos os materiais têm elétrons na banda de valência, mas só os condutores têm elétrons livres em ambas as bandas – por isso são condutores. Normalmente os semicondutores não têm elétrons livres na banda de condução, mas, dependendo das condições físicas (temperatura, campo elétrico externo etc.), elétrons na banda de valência podem saltar para a banda de condução e produzir corrente elétrica nos semicondutores. Uma das principais características de um semicondutor, determinante para sua facilidade de conduzir eletricidade, é a largura da banda proibida. Um dos processos tecnológicos mais importantes refere-se à manipulação dos materiais para alterar essa largura.

O que diferencia o grafeno de todos os materiais descobertos até o momento é que ele tanto pode ser considerado semicondutor como condutor. Mas por quê? Pelo fato de, em alguns pontos, a banda proibida ter largura nula. Ou seja, a banda de condução tangencia a de valência.

Além dessa propriedade única, no grafeno os elétrons movimentam-se com velocidades extraordinariamente altas e podem executar movimento balístico ao longo de uma distância muito grande, comparada com os materiais semicondutores usuais, como o silício. O termo movimento balístico refere-se ao movimento que não apresenta desvio em consequência de choques com outros elétrons. São essas propriedades que fazem do grafeno um candidato tão promissor para o desenvolvimento de dispositivos nanoeletrônicos.

É claro que a potencialidade para aplicações tecnológicas é um apelo forte, mas é provável que o principal interesse despertado pelo grafeno na comunidade científica tenha sido o fato de que, pela primeira vez, um material possibilitou a conexão entre física da matéria condensada, física de partículas e eletrodinâmica quântica. É uma história fascinante, mas longa demais para ser contada aqui.

No balcão da loja
Mas, afinal, já temos algum produto comercial feito com grafeno? Calma, ainda não. Na opinião de Andre Geim, o descobridor desse material, microprocessadores de grafeno só deverão aparecer daqui a vinte anos. No entanto, existem muitas possibilidades de sua utilização em produtos comerciais.

Telas para TV a plasma, sensores para gases, células fotovoltaicas, baterias e células para armazenamento de hidrogênio são alguns dos artefatos que poderão ser fabricados com grafeno dentro de pouco tempo. Grandes corporações como HP, IBM e Intel já estão orientando suas atividades e financiando projetos de pesquisa para a fabricação de transistores à base do novo material.

Uma grande vantagem do grafeno em relação a seus “irmãos”, os nanotubos, é que ele pode ser manipulado com a mesma tecnologia atualmente utilizada para o silício. No final de 2008 a IBM anunciou a construção de um transistor de grafeno que opera na freqüência de 26 gigahertz, uma façanha extraordinária. Eles acreditam que poderão chegar à escala do terahertz. É o caminho para processadores com velocidades inimagináveis.

Carlos Alberto dos Santos
Colunista da CH On-line
Professor aposentado pelo Instituto de Física
da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
27/02/2009

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