Nanomaterial viabiliza extração de hidrogênio do mar

O gás hidrogênio tem capacidade de liberar grande quantidade de energia e sua queima é limpa, já que gera água como subproduto. Seu emprego como fonte energética hoje em dia é limitada devido aos cuidados necessários ao seu armazenamento, já que é um gás explosivo, e também devido aos custos elevados relativos a sua obtenção. O hidrogênio é convencionalmente produzido por meio de eletrólise, processo em que ocorre a quebra de uma molécula por ação de energia elétrica. Essa molécula é normalmente a água (H2O), cuja quebra forma oxigênio e hidrogênio segundo a reação abaixo:

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Aluna de materiais do IME vence competição global “Desafio do Grafeno”

Essa notícia foi publicada originalmente por: Sandvik: Anunciada a vencedora da competição global “Desafio do Grafeno”.

A Sandvik Coromant tem o prazer de anunciar a vencedora do Desafio do Grafeno. A competição, que foi realizada de abril a maio de 2016, convidou pessoas de todo o mundo a apresentar ideias de inovações sustentáveis feita com grafeno e que pudessem revolucionar as casas modernas. 

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Nadia Ayad

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Foi descoberto um novo estado da matéria!

Foi publicada nessa semana na revista Nature Materials a descoberta de um novo estado da matéria. O estado, conhecido como Líquido de Spin Quântico (LSQ), já havia sido teorizado na década de 70, mas apenas agora foi obtido pela primeira vez em laboratório.

O que é líquido de Spin Quântico?

É um estado no qual os elétrons, considerados até então partículas indivisíveis (pelo menos em um espaço tridimensional), quebram-se em pedaços menores, denominados Férmions de Majorana. Esse estado da matéria, apesar de já associado por meio de teorias a alguns materiais magnéticos, não havia sido até então observado na natureza de forma conclusiva. Basicamente, nos materiais magnéticos convencionais os elétrons agem como se fossem pequenos ímãs, dipolos magnéticos. Quando o material está a temperaturas não muito elevadas, nas quais a agitação térmica seria muito intensa, esses elétrons conseguem se alinhar na presença de um campo magnético e o resultado é um ímã de maior dimensão, isto é, o material entra em um estado imantado. No entanto, se ele contiver um estado líquido de spin quântico, pode ser resfriado ao zero absoluto que ainda assim não conseguirá atingir um alinhamento de seus dipolos magnéticos, devido a flutuações quânticas. Assim, formam uma espécie de “sopa emaranhada”, conforme descrevem os autores.

Como foi obtido?

Para comprovar a existência do LSQ, os cientistas precisavam identificar sinais da presença de Férmions de Majorana. Para isso, iluminaram com nêutrons um material bidimensional (semelhante ao grafeno e ao estaneno), os cristais de cloreto de rutênio α (α – RuCl3), à procura de evidências de fracionalização dos elétrons. Analisando o padrão de ondulações produzido pelos nêutrons, obteve-se a primeira evidência direta do rompimento de elétrons em um material bidimensional e da obtenção de um líquido de spin quântico. Isso porque os resultados mostraram-se de acordo com o modelo de Kitaev, um dos principais modelos teóricos desenvolvidos para esse novo estado da matéria.

liquido de spin quantico

Excitação com nêutrons de um Líquido de Spin Quântico. Fonte: Genevieve Martin, Oak Ridge National Laboratory

O que muda daqui para a frente?

Os férmions de Majorana podem ser utilizados como elementos de base para computadores quânticos. Esses computadores, por sua vez, irão ser mais velozes do que os computadores convencionais e poderão resolver cálculos que até então não são viáveis.

Além dessa evidente aplicação tecnológica, a descoberta desse novo estado da matéria torna a humanidade um passo mais próxima de compreender a matéria quântica. “É divertido ver um novo estado quântico que nunca havíamos visto antes – nos dá possibilidades de tentar coisas novas”, afirma Kovrizhin, um dos autores da publicação.

Referências:

New state of matter detected in a two-dimensional material – Phys Org;

New state of matter detected in a two-dimensional material – University of Cambridge;

Cientistas observam novo estado da matéria que pode ajudar na computação quântica – Gizmodo

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O que afinal faz um engenheiro de materiais?

O primeiro desafio de um estudante de engenharia de materiais é explicar para o mundo o que ele faz. Essa tarefa não é nada fácil, considerando que apenas todas as coisas do mundo são feitas de materiais, então imagine o quão amplo é este campo de trabalho. Definir engenharia de materiais é parecido com tentar definir energia, não existe uma resposta pronta. Apesar disso, nosso objetivo hoje é definir o que é essa ciência e ajudá-lo a explicar para aquele tio ou tia que sempre pergunta nas festas de família! Continue reading O que afinal faz um engenheiro de materiais?

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#1 Conversa com engenheiro: Guilhermino Fechine (Mackgraphe)

Hoje é o primeiro dia de uma série que veio para ficar! Toda terceira terça-feira do mês publicaremos uma entrevista com importantes nomes da Engenharia de Materiais. Nesse mês conversamos com um grande professor e pesquisador na área de grafeno do Brasil, o Guilhermino Fechine.
Biografia: Guilhermino José Macêdo Fechine possui graduação em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal da Paraíba (1996), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba (1998) e Doutorado em Química pela Universidade Federal de Pernambuco (2001). Dois estágios de pós-doutoramento foram realizados na USP, um deles no Instituto de Química (2002 a 2005) e o outro na Escola Politécnica (2005 a 2007). Professor visitante da National University of Singapore – NUS durante todo o ano de 2013. Desde de 2008 é professor e pesquisador da Universidade Presbiteriana Mackenzie, graduação e pós-graduação. Tem experiência na área de Polímeros, atuando principalmente nos seguintes temas: caracterização, degradação, estabilização, biodegradação e interações polímero-materiais 2D (grafeno, MoS2, hBN, fosforeno, etc). Faz parte da equipe do Centro de Pesquisa Avançadas em Grafeno e Nanomateriais, Mackgraphe.
guilhermino

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Supercondutividade cada vez mais próxima da temperatura ambiente

Supercondutores são materiais que apresentam resistência elétrica nula sob determinadas condições externas, normalmente baixas temperaturas e pequenos campos magnéticos. São essas condições restritivas, principalmente a temperatura, que limitam significativamente o desenvolvimento de produtos a partir de supercondutores. Um dos materiais de mais alta temperatura crítica à pressão ambiente, que é a temperatura máxima na qual o supercondutor mantém suas propriedades, é a cerâmica de composição Hg0,8Tl0,2Ba2Ca2Cu3O8, cuja temperatura crítica é cerca de -135°C. Apesar de extremamente elevada comparada aos supercondutores descobertos inicialmente, cujas temperaturas críticas ficam em torno de -270 a -234°C, essa temperatura ainda é bastante distante da temperatura ambiente, tornando necessário o uso de sistemas de refrigeração, que implicam em alto custo e alto gasto energético para desenvolvimento de produtos a partir de supercondutores. O vídeo abaixo mostra um exemplo de utilização de um supercondutor para o desenvolvimento de um equipamento de lazer, uma espécie de skate denominada Hoverboard. Reparem que é necessária constante emissão de gás para refrigeração do componente, mantendo-o a baixas temperaturas.

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Por onde anda o grafeno

A primeira vez que o grafeno foi produzido foi em 2003 pelos cientistas Andre Geim e Konstantin Novoselov na University of Manchester na Inglaterra. Desde lá várias reportagens saíram nomeando-o como um dos materiais mais promissores, como o material do século e prometendo grandes mudanças no nosso cenário tecnológico mundial. Dessa maneira eles ganharam o prêmio Nobel de Física do ano de 2010 pelos os seus estudos inovadores com grafeno. E depois de todo esse tempo, por onde andam as pesquisas? Continue reading Por onde anda o grafeno

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