ANTIMATÉRIA E SAÚDE

No pôster anterior falei sobre a maior máquina do mundo pela qual cientistas tentam desvendar o mistério da origem do universo proposto na teoria do big bang, de fato o acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) trata-se de uma “fabrica” de antimateria. Porém o LHC produz apenas um ou dois picogramas de antiprótons por ano. Um picograma é um trilionésimo de um grama. Todos os antiprótons produzidos no CERN em um ano seriam suficientes para acender uma lâmpada elétrica de 100 watts. Portanto os estudos através dessa tecnologia ainda estão no inicio, no entanto essa descoberta já chama atenção de grandes empresas para o uso da antimatéria na medicina e engenharia.

Partículas e  Antipartículas   

Recentemente o co-fundador do PayPal anuncia doações de US$ 350 mil para projetos visionários para a buscar meios para produção e armazenamento do  pósitron, uma partícula de antimatéria. A Positron Dynamics uma das empresas contempladas com as doações pretende avançar na produção e no armazenamento de pósitrons para ser usados em diagnósticos por imagem e, se a tecnologia avançar o suficiente, poderá vir a ser uma fonte de energia para sondas espaciais.

Armazenamento de antimatéria-CERN

"Garrafa de antimatéria" usada pelos cientistas[Imagem: Chukman So/Wurtele Research Group] 

Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET)

No campo médico, por exemplo, a Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) é utilizada na terapia de câncer por íons pesados, de modo a determinar precisamente onde a energia dos íons é depositada.

Mecanismo-PET

Trata-se de um exame de diagnóstico parecido com a tomografia computadorizada, porém a grande vantagem desse exame é que pode ser observado minúsculos tumores (4 mm) facilitando o diagnóstico e o tratamento do câncer, além de fornecer uma imagem do cérebro em atividade, dando detalhes da função cerebral de áreas distintas do cérebro humano e com o paciente consciente.

Imagens tomografia-PET

Tomografia-PET

A tomografia por emissão de pósitrons também é útil para diagnósticos de doenças relacionadas ao coração, doenças neurológicas como Alzheimer, Parkinson e mostra com clareza focos de epilepsia.

Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET)

Pode-se notar que as pesquisas no âmbito da física quântica estão expandindo as fronteiras, fazendo parte diretamente das inovações médicas e revoluções tecnológicas da atualidade.

O PODER DO INVISÍVEL

Olá pessoal, muitos já ouviram falar, outros já leram noticias a respeito, enfim chega de mistério! Você sabe onde fica a maior máquina feita pelo ser humano?

O temido (alguns cientistas acreditam que esse equipamento poder provocar uma catástrofe de dimensões cósmicas, por exemplo, um buraco negro que sugaria a Terra) LHC (sigla para Large Hadron Collider ou Grande Colisor de Hádrons) fica em um túnel 100 metros abaixo da superfície da terra na divisa da Suíça com a França. Tem 27 quilômetros de circunferência e quando em funcionamento, consume energia equivalente a de 40 shoppings centers e só não é maior porque toda sua estrutura é resfriada por nitrogênio líquido a uma temperatura de -270º célsius.

  

A finalidade dessa supermáquina é encontrar o misterioso bóson de Higgs (conhecido como a  Partícula de Deus)  é uma partícula subatômica hipotética que seria a primeira com massa a existir após o Big Bang, responsável pela existência de massa em outras partículas do universo, ou seja, a massa da matéria (teoria do Modelo Padrão)

Colisão prótons

                                     

Para encontrar o bóson de Higgs, os cientistas colidem prótons (que ficam no núcleo dos átomos) dois feixes de prótons percorrerem um túnel circular, um seguirá no sentido horário, outro anti-horário, os dois raios têm espessura de um sétimo de um fio de cabelo, mas a energia total de cada um é comparável à de um trem de 400 toneladas viajando a 150 km/h. criando uma condição similar ao Big Bang e depois procuram entre as partículas que surgem desse impacto no interior do HLC a partícula de Deus, caso eles descubram poderão então validar diversas teorias sobre a origem do universo.

Colisão 

  

Mais sobre o HLC (Grande Colisor de Hádrons)

O LHC é integrado ao CERN (Organização Européia para Investigação Nuclear) Custou mais de 10 milhões de dólares, é o maior acelerador de partículas do mundo, pois acelera  sete vezes mais rápido do que qualquer outro acelerador existente, em outras palavras, faz que a partícula alcance cerca de 99,9% da velocidade da luz (300.000 km/s) Para você ter uma idéia da energia contida, caso uma pessoa ficasse na frente de um desses feches, simplesmente evaporaria.

Large Hadron Collider

Interior do Large Hadron Collider

 

Perspectivas

Os cientistas acreditam que demorará cerca de um ano até eles encontrarem os vestígios da existência do tal bóson de Higgs. 

Para ajudar nas buscas, todos os dados selecionados são enviados a um servidor na internet para que mais de 10 mil cientistas de todos os lugares do mundo possam ajudar. Espera-se que o LHC crie cerca de 15 Petabytes de dados.

LHC

Após ser lançado com muita expectativa em setembro de 2008, logo começou a ter problemas, mas voltou a funcionar em novembro de 2009, porém o CERN prevê resultados concretos até o final de 2012. 

Os especialistas do universo científico afirmam que qualquer cientista que conseguir realizar o experimento com sucesso tem grandes chances de ganhar um prêmio Nobel – além de entrar para a história da ciência. O sonho de qualquer físico quântico.

Ciência e Tecnologia cada vez mais ligadas intrinsecamente . Em breve estarei postando como esses estudos contribuem para as tecnologias das ciências medicas.

Fonte fotos

BIO-BATERIA

Part. 2

Se a previsão para o futuro é a substituição da versão impressa de livros, jornais, revistas por versões digitalizadas, na Sony o papel está em alta; na geração de energia.

A empresa japonesa desenvolveu uma bio-bateria capaz de gerar eletricidade usando apenas um cartão e papel.

Veja o vídeo em que os engenheiros demonstram a tecnologia

bio-bateria da Sony

http://www.youtube.com/watch?v=yYaj2mrsWlc

No final da apresentação o engenheiro da Sony Yuichi Tokita completa; "No futuro seremos capazes de gerar energia a partir de derivados de glucose extraídos de papel velho. O processo usa a enzima chamada celulase para decompor os materiais em açúcar (glicose), e, se continuarmos a estudar, poderemos criar uma solução sustentável de energia”

Mecanismo utilizado na geração de energia através do açúcar .

Os pesquisadores afirmam que as bio-baterias poderão ser utilizadas para alimentar dispositivos portáteis carregados junto ao corpo ou mesmo incorporados no organismo. 

Por um fio...

Pesquisadores de uma Universidade do Reino Unido descobriu uma bio-bateria que usa bactérias como fonte energia, comandado pelo Dr.Thomas Clarke desvendou a estrutura molecular exata das proteínas que permitem que as bactérias transfiram cargas elétricas de dentro para fora de seu organismo. Essas proteínas ricas em ferro, funcionam como um verdadeiro fio biológico, com grandes possibilidades de exploração tecnológica. Porém o desafio agorra é agrupar as bactérias diretamente aos eletrodos, criando células a combustível microbianas de alta eficiência

Micrografia da Geobacter sulfurreducens criando uma rede de nanofilamentos de proteína que apresentam uma condutividade elétrica comparável à dos fios metálicos.[Imagem: Anna Klimes/Ernie Carbone]

É possível devido como algumas espécies de bactérias movimentam os elétrons os transferindo de dentro para fora de uma célula através de nanofios condutores de eletricidade. Essa descoberta pode também dar um impulso ao desenvolvimento de células que se alimentam de detritos animais ou humanos, e também de agentes biotecnológicos capazes de eliminar poluentes do solo gerando energia elétrica como um subproduto desse processo.

Os nanofios que o microorganismo produz nesse processo poderão ter uma grande variedade de aplicações na indústria eletrônica. [Imagem: UMass]

Nanofio [Imagem: Sandia]

 

Transferência de carga eletrica para o meio externo

Perspectivas para as bio-baterias

As pesquisas nessa área são bastante abrangentes, surgem cada vez mais ideias extraordinárias, muitas mirabolantes como o celular movido a Coca-Cola, mas não se pode duvidar da capacidade da ciência.

Mais

http://phys.org/news/2011-12-japan-sony-power-paper.html 

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=bacteria-produz-nanofios-quase-metalicos

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165050628

BIO-BATERIA

A cada postagem uma surpresa, coisas inimagináveis surgem, assustador.  A vida aos poucos depende cada vez mais do invisível, dos detalhes, dos microchips, das micro e nanotecnologias. A inovação que vou comentar desta vez será sobre a bateria recarregada com sangue, isso mesmo! Você deve está imaginando que a ciência esta ultrapassando os limites, de fato está. Porém convido você para mais uma descoberta do mundo tecnológico no campo biomédico.

Como já sabemos as baterias são dispositivos essenciais para o funcionamento de celulares, mp3 player etc. Mas apresentam uma série de problemas algumas param de funcionar completamente, superaquecem, vazam ou até mesmo explodem. A proposta é a troca da bateria convencional de lítio por uma bateria flexível e superfina que pode ser recarregada com sangue ou suor. Loucura? Vamos ver como isso é possível.

Um grupo de cientistas do Instituto Politécnico de Rensselaer afirma que criou uma bateria que utiliza os eletrólitos naturalmente encontrados nos fluidos corpóreos e compostos orgânicos. A equipe do RPI afirma que sua bateria poderá até ser movida a lágrimas ou a urina. A bateria não é somente fina como um papel, ela é essencialmente papel. Pelo menos 90% da bateria é feita de celulose.  Nanotubos de carbono alinhados compõem os outros 10% e dão ao papel sua capacidade condutora , os nanotubos são impressos na fibra do papel, criando um papel nanocomposto. O tamanho pequeno, a flexibilidade e a fonte de reabastecimento (os alimentos que consumimos) de eletrólitos da bateria tornam esse dispositivo ideal para aplicações médicas.

Bio-bateria

A equipe de pesquisa do RPI acredita que a bateria pode, no futuro, ser impressa em longas folhas para que possam ser recortadas em baterias pequenas personalizadas, pois o papel nanocomposto pode ser cortado em formatos incomuns e continuar funcionando. Portanto, várias folhas poderiam ser aglomeradas para fornecer energia a implantes médicos, como marca-passos, corações artificiais ou próteses avançadas. A bateria se encaixaria facilmente sob a pele sem causar qualquer desconforto.

Grupo de bio-baterias

 Como o líquido iônico usado não congela ou evapora como a água, a bateria poderia ser empregada em uma ampla gama de temperaturas: desde -73°C até 148°C. Além disso, a bateria é considerada ambientalmente correta porque não tem produtos químicos nem alto conteúdo celulósico.  Nesse pôster fizemos mais uma viagem ao mundo da biotecnologia, que impressiona os olhos de todos. No próximo continuarei falando sobre outros tipos de bio-baterias.

BIOCHIP DA SAÚDE

 Útil ao agradável

Atualmente muitas doenças comuns exigem que as amostras sejam enviadas para laboratórios de analises clinica a fim de obter o diagnóstico, porém isto é demorado, dispendioso, toma o nosso tempo, aumenta a ansiedade do paciente e atrasa o início do tratamento. Um projeto de pesquisadores da União Europeia desenvolveu um “chip da saúde” chamado Microactive, que permitirá uma série de condições para um diagnostico imediato e automático no consultório do médico.

Como isso será possível? O Microactive faz uma analise do sangue ou células do paciente por meio de biomarcadores especiais que são encontrados na amostra do paciente. Esses biomarcadores são na verdade fragmentos de DNA ou enzimas que deveriam ou não estar presentes na amostra.

Além do resultado instantâneo, o biochip evita falso-positivos comuns nos exames convencionais. O chip Microactive contém um “laboratório completo” e pode verificar uma série doenças causadas por bactérias ou vírus como as DSTs, doenças respiratórias e até alguns tipos de neoplasias (câncer) como o do colo do útero (o segundo câncer mais comum do sexo feminino).

O médico simplesmente insere o cartão (que tem o tamanho de um cartão de crédito) em uma pequena máquina e acrescenta algumas gotas da amostra do paciente através de um tubo no cartão, e os resultados são exibidos rapidamente. 

Os pesquisadores estão trabalhando em futuros chips que permitam tratar outros tipos de doenças.

PRODUTOS COM NANOTECNOLOGIA

Bom pessoal, como eu havia prometido, vou postar alguns produtos fabricados através da nanotecnologia, é sabido que existe mais de 800 produtos no mercado, porém citarei apenas alguns, surpreenda-se.

Cosméticos com nanotecnologia

Protetor solar - Muitos protetores solares contêm nanopartículas de óxido de zinco ou de óxido de titânio. As fórmulas mais antigas de protetores usam partículas maiores, que é o que dá à maioria dos protetores sua cor esbranquiçada. Partículas menores são menos visíveis, o que quer dizer que quando você esfregar o produto na sua pele, ele não vai proporcionar uma cor esbranquiçada.

Vidro autolimpante – O Activ Glass, de uma empresa chamada Pilkington, usa nanopartículas para fazer vidrofotocatalítico e hidrófilo. Por causa do efeito fotocatalítico, quando a radiação UV da luz atinge o vidro, as nanopartículas ficam energizadas e começam a quebrar e a soltar moléculas orgânicas no vidro, ou seja, a sujeira. Com o efeito hidrófilo, quando a água faz contato com o vidro, ela se espalha pelo vidro lavando e limpando- o. O que achou?

Vestuário - Cientistas estão usando nanopartículas para melhorar seu vestuário. Ao cobrir os tecidos com uma fina camada de nanopartículas de óxido de zinco. Assim, os fabricantes podem criar roupas que dão melhor proteção contra a radiação UV. Algumas roupas têm nanopartículas na forma de pequenos cabelos ou pelos que ajudam a repelir a água e outros materiais, tornando a roupa resistente a manchas. Um adeus àqueles produtos que prometem remover manchas.

Cobertura resistente a arranhões – Uma montadora alemã criou um sistema de pintura resistente a riscos e arranhões, tanto para cores metálicas quanto sólidas, medindo menos do que um milionésimo de milímetro, na estrutura molecular do verniz. Além de aumentar a resistência, garante um brilho mais visível à pintura.

Curativos antimicrobianos - O cientista Robert Burrell criou um processo para fabricar curativos antibacterianos usando nanopartículas de prata. Os íons da prata bloqueiam a respiração celular dos micróbios matando-as.

Limpadores de piscinas e desinfetantes - A EnviroSystems, desenvolveu uma mistura (nanoemulsão) de gotas de óleo nanométrica , as partículas de óleo aderem à bactéria, um bactericida mais eficiente e eficaz.

Uma empresa familiar alemã chamada desenvolveu um spray que protege qualquer superfície da sujeira e de bactérias, desde equipamentos hospitalares a roupas. O spray produz uma camada de vidro líquido invisível a olho nu, inquebrável.

Produtos de limpeza

spray de limpeza

Novos produtos estão surgindo todos os dias em diversos setores, seja no comercio, indústria, biomedicina,TICs. 

Pirâmide de produtos nanotecnológicos

ALÉM DO OLHAR

Nanotecnologia

Tente imaginar um chip de computador menor que uma célula ou um motor fabricado a nível molecular ou mesmo robôs microscópicos espalhados pelo nosso corpo destruindo células cancerígenas. Você deve estar pensando como isso é possível? Foi o que a comunidade científica deve ter pensado quando o cientista Eric Drexler propôs a ideia em seu livro Engines of Creation (1986). O futuro é previsível nos dias atuais, assustador até, a cada 10 anos uma “revolução tecnológica”, hoje essa ideia está por ai em vários projetos, protótipos do futuro previsto para está no mercado daqui a uns 20 anos. Vamos direto ao ponto, o que é nanotecnologia? É a capacidade tecnológica de controle, processamento e criação de estruturas em escala nanométrica, ou seja, numa escala um bilhão de vezes menor que o metro ou um milionésimo de um milímetro (imagine uma praia com 1000 km de extensão e um grão de areia de 1 mm, este grão está para esta praia como um nanômetro está para o metro)

COMO FUNCIONA

O princípio básico da nanotecnologia é organizar átomos e moléculas a fim de dar origem a um produto, processo ou novo material com o uso de técnicas e ferramentas específicas sofisticada de alta tecnologia como o STM (Scanning Tunneling Microscope) um microscópio de varredura de tunelamento que permite visualizar em escala nanométrica as moléculas ou um único átomo. Além disso, também pode ser usado para controlar e manipular as partículas, moléculas e átomos, bem como arranja-las. O desenvolvimento em 1981 desta ferramenta por Gerd Binnige e Heinrich Rohrer rendeu a eles o Prêmio Nobel em Física em 1986. O objetivo principal não é apenas chegar a um controle preciso dos átomos, mas elaborar estruturas estáveis com eles, tais como os chips de computador.

logotipo nanométrico

Microscópio

MONTADOR MOLECULAR

Um montador molecular ou nanomontador (nanoassem) é uma máquina nanotecnológica de tamanho bastante reduzido capaz de organizar átomos e moléculas de acordo com instruções dadas.  Podemos ver que já existe ferramentas para a manutenção desta tecnologia, aliás, os governos de várias potencias econômicas estão investindo nesse mercado promissor, fato que reflete aqui no Brasil que é o país com a maior estrutura para desenvolver nanotecnologia na América Latina, graças ao número de instituições e especialistas de diversas áreas envolvidos em estudos de manipulação de nanopartículas.

moléculas

ÁREAS DE ATUAÇÃO E RISCOS

Na indústria farmacêutica, médica e cosmética, química, biológica, têxtil, computação e tecnologia. Os EUA e o Japão já dominam quase todos os tipos de nanotecnologia. As principais preocupações estariam relacionadas ao contato com nanopartículas e seus efeitos sobre a saúde das pessoas e a forma como se degrada no meio ambiente.

E isso ai pessoal, no próximo pôster estarei falando sobre alguns produtos dessa tecnologia inovadora.

Assista ao vídeo abaixo

Nanotecnologia

TAMANHO É DOCUMENTO

Pense em um robô agora...

Você deve ter imaginado uma maquina grande, feito de aço, todo desajeitado, como vemos na TV. No entanto um grupo de cientistas de 5 universidades europeias pretendem criar um biorrobô, isso mesmo, um micro robô vivo!

O projeto visa em longo prazo, com a ajuda deste micro robô diagnosticar doenças através de uma “viagem” dentro do corpo humano, parece coisa de desenho. 

Chamado de Ciberplasma, o biorrobô terá um sistema nervoso eletrônico, além de ter “olhos e nariz” derivados de células de mamíferos e músculos artificiais que usará a glicose como fonte de energia, um projeto ambicioso! 

Ele se moverá “nadando” através do corpo.O protótipo do Ciberplasma terá menos de 1cm de tamanho, porem segundo os cientistas, a nova versão poderá ter menos do que 1 mm de comprimento, ou mesmo serem construídos em escala nanométrica.

O mecanismo da vida artificial se dará através das células musculares sintéticas controladas eletricamente que vão gerar movimentos ondulatórios para a propulsão do robô através da água ou outros líquidos, além de sensores sintéticos, derivados de células de levedura (fungos), que serão responsáveis por coletar sinais a partir do meio ambiente. Esses sinais serão processados por um "cérebro eletrônico”, que por sua vez, irá gerar os sinais elétricos que controlarão as células musculares para que elas utilizem a glicose para obter energia. Complexo não?

O animal escolhido como modelo foi a lampreia-do-mar, por ter um sistema nervoso primitivo, tecnicamente mais fácil de copiar. 

Os criadores do Ciberplasma acreditam que em 5 anos ele estará em uso na medicina. Agora é esperar pra ver.

CRIADOR DE MUNDOS

Nesse pôster vou comentar sobre uma área inovadora e desconhecida por muitos, a holografia, prevista para substituir em breve a tecnologia 3D. Na verdade essa tecnologia não é recente, teve seu inicio real no final década de 40 pelo húngaro Dennis Garbor, no entanto foi na decada de 60 depois da invençao do laser que foi apresentada ao mundo. Para entedermos a proporçao da holografia vamos primeiro diferenciá-la da projeçao 3D (raios de luz branca comum) propriamente dita, em um filme 3D todos observam a mesma imagem independente do local que o telespectador esteja dentro da sala, ao contrário de uma projeção holográfica (raio laser) que muda conforme a pespectiva do telespctador, isto é, como se fosse o objeto fosse real, total. É comum generalizar erroneamente as projeções como holográficas.

NO FUTURO DO PRESENTE...

A holografia está presente em nossas vidas e nem percebemos, um exemplo disso são os hologramas impressos nas notas de 20, 50 e 100 reais.

Em produtos de beleza como no esmalte glitter holográfico.

Protótipos de TVs com essa tecnologia já foram lançados, prometem acabar com o problema da vista cansada, devido ao esforço feito pelos olhos quando se assiste a um filme em uma TV 3D.

http://www.youtube.com/watch?v=_xlbT8DlRu8

O Japão anunciou que pode criar hologramas para a copa de 2022, os japoneses querem instalar sistemas de transmissão holográfica por estádios em todo o mundo para aqueles que não puderem ir ao Japão. Com essa exibição holográfica dentro de estádios vazios (sem os jogadores reais) os jogos poderiam ser acompanhados de vários cantos do mundo.

http://www.youtube.com/watch?v=Kfnxl19F5U0

O Blu-Ray que armazena 25 GB, ainda nem se disseminou como o DVD no planeta e já ver seu futuro ameaçado pelo provável sucessor, o Holographic Versatile Disc, o HVD (Disco Holográfico Versátil), um disco similar ao CD que pode armazenar de 330 GB (gigabytes) até 3,9 TB, Isso é possível porque as informações são gravadas sobrepostas em uma camada  mais espessa, aproveitando quase toda a espessura do disco, diferentemente do DVD que armazena as informações lado a lado numa camada mais fina.

Vale ressaltar que essa tecnologia cada vez mais se difunde apesar de lentamente, porém em proporções consideráveis entre diversas áreas de conhecimento, como a engenharia, arquitetura, publicidade, artes, pesquisas científicas dentro das TICs etc. Há um campo da pesquisa muito interessante que começa ganhar força, mais na ficção através da computação gráfica é verdade, porém que não deixa de ser uma realidade vindoura que se chama Neuro-Holography ou neuro holografia. Basta lembrar-se das mensagens holográficas do filme de Guerra nas Estrelas (Star Wars) para observamos que a ficção não está a anos-luz da realidade.

     

Imagine alguém em Coma profundo (Glasgow 3) com eletrodos conectados no sistema nervoso para estimular o córtex visual, uma região do cérebro onde as imagens são formadas, captando as imagens sem precisar passar pelo olho, unindo mundo virtual e mundo real, essa ideia é exposta no interessante curta-metragem World Builde (Construtor de Mundos), de Bruce Branit.

http://www.youtube.com/watch?v=w1l7Avf7aWU

Um cineasta especializado em computação gráfica, observe que o real praticamente não se distingue do virtual. O filme poderia ser focado para os amantes da engenharia e arquitetura, mas a mensagem do autor através da construção de um  mundo holográfico feito para a mulher que ama; é que a Holografia está perto de deixar os filmes de ficção para entrar de vez na realidade humana, sejam na neurociência ou nas demais áreas do conhecimento.