O menor filme do mundo (até agora)

O marketing é involuntário, mas achei tão bacana que não pude evitar compartilhar aqui. A IBM lançou um filme construído a partir de cerca de 200 imagens em sequência de algumas dúzias de moléculas de monóxido de carbono em diferentes posições sobre um suporte de cobre (é um efeito semelhante ao utilizado para produzir animações feitas com massa de modelar, a famosa técnica de stop-motion animation do filme “A fuga das galinhas”). As imagens das moléculas de monóxido de carbono (cujo “aumento” é de cem milhões de vezes) e sua movimentação foram possíveis através de uma técnica chamada microscopia de tunelamento com varredura. Por causa do desenvolvimento dessa técnica, cientistas da IBM ganharam o prêmio Nobel de física de 1986.

Com pesquisas nessa área, a IBM busca soluções inovadoras para armazenar maiores quantidades de informação nos menores espaços possíveis. Em 2012, a IBM demonstrou como armazenar 1 bit de informação empregando apenas 12 átomos! O computador que você está usando para ler esse texto precisa de uns vários milhões de átomos para fazer a mesma coisa. O filme em si não é nada de absolutamente novo no campo da ciência, mas dá um toque divertido para o tema (um tanto quanto árido em termos técnicos) e, quem sabe, tenha arrancado um sorriso seu nesse final de feriado em homenagem ao dia do trabalho.

P.S.: Mais legal que o vídeo é o making of, vale assistir! Os 90 segundos de filme foram feitos pelos funcionários da IBM em 2 semanas, trabalhando-se 18 h por dia ….

 

 

Pedras pelo caminho

Hoje me acordei pensando em uma pedra numa rua de Calcutá. Numa determinada pedra numa rua de Calcutá. Solta. Sozinha. Quem repara nela? Só eu, que nunca fui lá. Só eu, deste lado do mundo, te mando agora esse pensamento… Minha pedra de Calcutá!

(Mário Quintana)

“Nano Graveyard” – Steven Herron, Stanford University

Olhe bem para a imagem acima. Seriam mesmo pedras de Calcutá pelo caminho? Nem de Calcutá, e nem mesmo pedras… . São apenas singelas nanoestruturas cuja imagem foi obtida por uma técnica conhecida como microscopia eletrônica de varredura. As cores ficam por conta do gosto do “artista”, que as inseriu depois, empregando um programa de imagem.

Mais uma bela obra do concurso Science as Art (2011), promovido pela Materials Research Society.

Da arte clássica à arte quântica

Levante a mão aí quem nunca recebeu um spam sobre física quântica, a la “Quem somos nós”. Pois é, não é só nanotecnologia que está na moda, física quântica também está. Conceitos difíceis, como o princípio da incerteza de Heisenberg, são falaciosamente deturpados para convencer o leitor de que ele é capaz de modificar o universo – nada mais óbvio, não? Se o observador influencia o objeto observado, e estamos todos inseridos no Universo, influenciamos o Universo! Sem entrar no mérito se influenciamos ou não o Universo (ou pelo menos o quanto nosso quarto permanece arrumado ao longo de uma semana), é uma tremenda sacanagem usar o princípio da incerteza como base para essa argumentação, porque o princípio da incerteza é válido para dimensões no máximo da ordem de alguns poucos nanometros (e olhe lá…)!! Levante a mão aí quem tem um tamanho total menor que alguns nanometros (update 10-07-2010, vide comentário 2) e está próximo do zero absoluto.
Pois bem, essa digressão feroz foi só uma digressão, mesmo. O que queria mostrar a você hoje é o uso não-falacioso do termo quântico ligado a algo que enleva o espírito: a arte. Sim, arte quântica. Em 2007, Ee Jin Teo (National University of Singapore) criou uma réplica fotoluminescente 500 x 500 micrometros do quadro “The Ancient of Days”, de William Blake. A “tela” consistiu de silício poroso, e o “pincel” foi um feixe de helio, com subsequente impressão eletroquímica em ácido fluorídrico. Devido ao efeito de confinamento quântico, emissão de luz visível é observada a partir do esqueleto de silício de dimensão nanométrica criado após a impressão. A pré-irradiação com um feixe de hélio é capaz de mudar a resistividade local do silício e o comprimento de onda de emissão da luz do silício poroso formado. Quanto maior a dose do feixe, mais para o vermelho o comprimento de onda da fotoluminescência é deslocado dentro do espectro de luz (que na faixa do visível vai do azul arroxeado, passando pelo verde, amarelo, laranja, até o vermelho). Altíssimas doses deslocam tanto o comprimento de onda que ele sai da faixa do visível, resultando nas partes da imagem que percebemos como preto. A obra de arte quântica rendeu a Teo o primeiro lugar no prêmio de 2007 “Science as Art”, da MRS, empatado com outras obras também sensacionais (uma delas já apresentada aqui).
ancient of days.jpg
PS.: de acordo com o princípio da incerteza, não é possível determinar ao mesmo tempo, com alto grau de precisão, a posição e o momento de uma partícula porque, para observa-la, é preciso fazer incidir sobre ela um raio de luz. Esse raio de luz afeta a partícula: 1) se ele for pouco energético (com comprimento de onda longo), perturbará menos a partícula e conseguiremos determinar sua velocidade, mas não será possível determinar a sua posição com precisão maior do que a distância entre cristas de onda sucessivas; 2) se o raio de luz for muito energético (com comprimento de onda curto), será possível determinar a posição da partícula com maior precisão, mas isso afetará bastante sua velocidade.
outro PS.: 500 micrometros é o mesmo que meio milímetro.

A luz das flores de Pandora

“E reparem no cravo o escravo da rosa / Que flor mais cheirosa / De enfeite sutil”
(Rancho das flores, Vinícius de Moraes)
E põe sutil nisso. Mais que sutil, nanoscopicamente pequeno.
nanoflower_pandora.jpg
Como você já sacou desde o início, a imagem acima é de nanocoisas. Mais especificamente, nanoestruturas de óxido de zinco, visualizadas por microscopia eletrônica de varredura e posteriormente colorizadas em programa de imagem. A semelhança com cravos é impressionante, não? O autor dessa nano-obra de arte chama-se Jian Shi (University of Wisconsin), e não é a toa que a fotomicrografia acima arrebatou o primeiro prêmio do concurso “SCIENCE AS ART” de 2010, promovido pela Materials Research Society.
E o que o título do post tem a ver com isso? Ora, o título da obra é “Self-illuminating flowers of Pandora” (algo como “flores de Pandora com luz própria”). Nada mais justo que manter essa referência também aqui no blog … e afinal, os “nanocravos” se parecem mesmo com as flores luminosas do universo mágico criado por James Cameron no filme Avatar, não é?

Mundo, vasto mundo

Mundo mundo vasto mundo,
se eu me chamasse Raimundo
seria uma rima, não seria uma solução.
Mundo mundo vasto mundo,
mais vasto é meu coração.
(Carlos Drummond De Andrade, ” Poema de sete faces”)
Adoro esse trecho do “Poema de sete faces”, do Drummond. Por alguma razão qualquer, tenho pensado muito nele nos últimos tempos … Coincidência ou não, hoje me deparei com uma leitura capaz de ultrapassar a licença poética e a abstração desses lindos versos, até (pasme) seu significado literal.
ResearchBlogging.orgO pessoal da IBM construiu um mapa 3D da Terra tão pequeno que 1000 deles juntos caberiam num espaço equivalente a um único grão de sal de cozinha. Isso corresponde a um globo terrestre com 22 micrometros de circunferência no equador. Nessa escala, uma elevação de 8 nanometros equivale a 1000 metros de altitude. Tal mapa é composto de 500000 pixels, cada um com 20 nanometros quadrados, e foi esculpido na superfície de um polímero derivado de ftalaldeído sensível ao calor, por meio de microscopia de força atômica. Adivinhe quanto tempo levou para construi-lo? Míseros 2 min e 23 s !!!!
Obviamente, esta não foi das mais fáceis tarefas – um novo equipamento foi construído para concretizar esse projeto. Uma das grandes sacadas foi aquecer a ponta do cantilever do microscópio de forma que, por onde ele passasse, fosse gerando sulcos por causar uma despolimerização pontual na superfície do “micro-bloco de polímero”. É como ter um bloco de gelo e ir modelando-o com uma ferramenta aquecida na ponta e bem fininha, para alcançar um alto nível de detalhamento. A diferença é que nessa nossa escultura de gelo imaginária, apenas mudamos o estado físico da água (não há rompimento de ligações entre os átomos de hidrogênio e oxigênio que formam a molécula de água) – já no caso do micro-globo terrestre, a “ferramenta aquecida” (entenda-se a ponta do cantilever) foi capaz de romper ligações covalentes do polímero (ou seja, rompeu as ligações que unem os átomos).
Uma curiosidade: quando os autores do trabalho mencionaram aquecimento, eles não estavam brincando – utilizou-se uma temperatura de 700 graus Celsius para modelar o mapa 3D…
IBM 3D map.jpg
(A) Topografia do globo terrestre em 3D (observe a escala!); nos detalhes (B e C), é possível ver os Alpes, o Mar Negro, as montanhas do Cáucaso e o Himalaia.
A imagem D corresponde à seção transversal indicada pela linha pontilhada branca no mapa maior (imagem A), com sua correspondência de escalas (nanometro x kilometro quanto à altura, e micrometro x kilometro, quanto à distância).

Referência:
Knoll, A., Pires, D., Coulembier, O., Dubois, P., Hedrick, J., Frommer, J., & Duerig, U. (2010). Probe-Based 3-D Nanolithography Using Self-Amplified Depolymerization Polymers Advanced Materials DOI: 10.1002/adma.200904386

Páscoa tem chocolate, coelhos e …. Mickey!

Diga lá qual é o maior clichê científico da Páscoa. Sim, os benefícios do chocolate, sua história que remonta aos povos nativos da América Central, etc etc. Se não for isso, algo com coelhos (claro!), como é sua vida e seu comportamento, ou sobre ovos, sei lá. Embora já tenham me dito que adoro um clichê, evitarei tratar desses temas. Nesta Páscoa de 2010 escreverei sobre ratos. Isso mesmo, você leu certo. Mais especificamente, sobre o personagem Mickey. E, para não perder o costume, não é qualquer Mickey dando tchauzinho na Disney – é um Mickey nanométrico (um não, vários!).
nanomickey.jpg
A equipe do professor Oswaldo L. Alves, da Unicamp, ao realizar experimentos para a obtenção de nanofios de vanadato de prata para uso em tecidos bactericidas, deparou-se com algo curioso: sobre os fios, formaram-se nanopartículas de prata com um formato que lembra o Mickey. De orelha a orelha, cada nano-Mickey tem um comprimento de 40 nanometros.
O mais interessante é que tais nano-Mickeys não foram obtidos ao acaso, de forma aleatória – o experimento foi reprodutível, pois foi possível obter as nanopartículas com o padrão morfológico tipo Mickey todas as vezes em que o experimento foi feito. Esse é um belo exemplo de auto-organização. Isso parece estranho à primeira vista – como é possível obter espontaneamente estruturas tão ordenadas a partir da completa desordem? A resposta não é simples, mas faz parte de uma teoria belíssima, já tratada aqui anteriormente. Em primeiro lugar, o sistema precisa estar longe do seu equilíbrio termodinâmico, e ser aberto (ou seja, deve ser capaz de trocar matéria e energia com o ambiente externo). Além disso, dentre outros aspectos (não citarei todos para não cansar o leitor) deve apresentar emergência – ou seja, o todo é maior do que a soma das partes e o todo exibe padrões e estruturas que surgem espontaneamente do comportamento das partes -, grande número de componentes independentes – resultando em muitas conexões, interações e laços de feedback entre as partes do sistema, e efeitos em múltiplas escalas – as interações em pequena escala resultam em estruturas específicas na grande escala, que por sua vez, modificam a atividade da pequena escala (dá um nó na cabeça, não?)
Vi os nano-Mickeys na Info Online, dica do Takata.
OBS.: O sistema que contém os nano-Mickeys é parte da tese de doutorado de Raphael Dias Holtz (Unicamp), com a participação do Prof. Antonio Gomes de Souza Filho (Universidade Federal do Ceará).

Que bela divulgação científica!

Li no Boletim da Agência FAPESP: dia 25 de janeiro deste ano teve início a Mostra Internacional On-line de Nanoarte 2009-2010, organizada por Cris Orfescu, professor da Universidade de Nova York (Estados Unidos). Há 154 imagens na exposição, das quais 15 foram produzidas por pesquisadores ligados ao Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (post anterior sobre o CMDMC aqui), o qual é coordenado pelo professor Elson Longo, do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp).


Eis uma forma inegavelmente linda de divulgar a ciência, você não acha? Há imagens fabulosas lá, recomendo a visita!


Micro e macro, em clima de Natal

Eis que trago para o Bala Mágica mais imagens artísticas de micro- e nanomateriais. Dessa vez, é um belo vídeo, que mescla imagens do nosso cotidiano macroscópico com outras do mundo microscópico. Estas últimas foram obtidas por microscopia eletrônica, e posteriormente foram colorizadas para dar o tom artístico.



E tudo ao som de Adeste Fideles, para entrar no clima de Natal….


Créditos: Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos.


Nanoarte

De tempos em tempos tenho publicado aqui algumas imagens de microscopia eletrônica de “nanocoisas”, cujas formas são tão interessantes, que acabaram sendo premiadas no concurso Science as Art, promovido todo ano pela Materials Research Society (MRS). As imagens de microscopia eletrônica são obtidas em escala de cinza – alguns “artistas” usam programas como Photoshop para colorizá-las e realçar sua beleza.
No Brasil, uma iniciativa semelhante foi feita, no que se refere à divulgação das coisas nanométricas sob o ponto de vista estético. Há um tempo atrás recebi um e-mail do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC) com indicação para um link sobre “Nanoarte“. Abri o link e tive uma grata surpresa: as imagens são lindas! Selecionei quatro de forma aleatória para deleite do leitor, mas recomendo que todas sejam vistas.

A ideia é encabeçada pelo professor Elson Longo, do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP). Os créditos das imagens são de Rorivaldo de Camargo, técnico em microscopia, e Ricardo Tranquilin, mestrando. Belas imagens e bela iniciativa.

OBS.: As imagens do projeto são de materiais cerâmicos em pó. A única coisa que senti falta no site foi de uma indicação mais específica do que é composta cada imagem e detalhes da técnica empregada para obter cada uma.


Quer ver um nanocristal de ouro?

Essa é a imagem de um cristal de ouro obtida por Microscopia de Força Atômica, que ganhou o segundo lugar do prêmio Science as Art de 2008, promovido pela MRS. A “artista” é Violeta Navarro, da Universidad Complutense de Madrid (Espanha).

(Na minha graduação, eu tive uma colega que dizia que o sonho dela era ainda ver um átomo. Bem… aí está, um monte deles!) Enjoy.
Glossário:

Microscopia de Força Atômica (AFM, da sigla em inglês): permite visualizar átomos sobre superfícies (tal qual na imagem acima). Nessa técnica, uma ponteira altamente precisa passa pela amostra e é elevada quando há um átomo na superfície. O sistema do microscópio entende que a elevação da ponteira é um átomo e faz um registro que é convertido em pixels pelo computador.

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