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  1. Em vez de mascarar o azul, o LED já emite uma luz branca e quente. [Imagem: Jakoah Brgoch] O azul dos LEDs As lâmpadas de LEDs (diodos emissores de luz) substituíram rapidamente as problemáticas lâmpadas fluorescentes compactas graças a uma maior eficiência energética e a uma pegada ambiental muito menor. Mas nem tudo é perfeito, e as lâmpadas de LED que estão atualmente no mercado emitem muita luz azul, o que tem sido associado a problemas nos olhos e no sono. Agora, pesquisadores desenvolveram um protótipo de LED que reduz - em vez de mascarar - o componente azul, ao mesmo tempo que torna as cores mais parecidas com as da luz solar natural. Como os LEDs emitem luz Dentro das lâmpadas, vários chips de LED semicondutor convertem a corrente elétrica em luz de alta energia, incluindo comprimentos de onda ultravioleta invisível (UV), violeta ou azul. Sobre ele, vai uma tampa contendo vários fósforos - compostos luminescentes sólidos que convertem a luz de alta energia em comprimentos de onda visíveis, de energia mais baixa. Cada fósforo emite uma cor diferente e essas cores se combinam para produzir uma luz branca de amplo espectro. Lâmpadas de LED comerciais usam LEDs azuis e fósforos emissores de amarelo, que aparecem como uma luz branca brilhante e fria, semelhante à luz do dia. A exposição contínua a essas luzes azuis tem sido associada à formação de catarata, e ser iluminado por elas à noite pode interromper a produção de hormônios indutores do sono, como a melatonina, provocando insônia e fadiga. O tom azulado dos LEDs tem sido associado a vários problemas de saúde. [Imagem: Hariyani/Brgoch - 10.1021/acsami.1c00909] Eliminando o azul dos LEDs Para criar uma lâmpada LED para uso noturno - com luz branca e quente -, muitos pesquisadores têm adicionado fósforos emissores de vermelho, mas isso apenas mascarou o tom azul, sem se livrar dele. Por isso, Jakoah Brgoch e Shruti Hariyani, da Universidade de Houston, nos EUA, queriam desenvolver um fósforo evitando a problemática faixa azul de comprimentos de onda, mas mantendo uma luz branca quente. Como prova de conceito, os dois químicos sintetizaram um novo fósforo cristalino luminescente à base de európio [(Na1.92Eu0.04) MgPO4F]. Luz branca quente Nos testes de estabilidade térmica, a cor de emissão do composto de európio foi consistente entre a temperatura ambiente e a temperatura operacional mais alta (150 ºC) da iluminação comercial baseada em LED. Em experimentos de umidade de longo prazo, o composto não mostrou nenhuma mudança na cor ou na intensidade da luz produzida. O novo LED produz a luz branca quente desejada (2710 K), minimizando a intensidade dos comprimentos de onda azuis, ao contrário das lâmpadas LED comerciais. As propriedades ópticas do protótipo revelaram a cor dos objetos quase tão bem quanto a luz natural do Sol, atendendo às necessidades de iluminação interna, dizem os pesquisadores, embora acrescentem que mais trabalho precisa ser feito antes que este composto esteja pronto para comercialização. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-led-nao-emite-problematica-luz-azulada&id=010115210429
  2. O disco de corte novo, medindo 62mm, ficou reduzido a 22mm em 65 segundos, depois de conseguir fazer apenas uma pequena incisão no material metalocerâmico. [Imagem: Stefan Szyniszewski et al. - 10.1038/s41598-020-65976-0] Biomimética Engenheiros de Inglaterra e da Alemanha afirmam ter criado o primeiro material que não pode ser cortado - pelo menos não com as ferramentas de corte disponíveis. Stefan Szyniszewski e seus colegas estimam que o material à prova de corte poderá ser usado para fazer correntes e cadeados que realmente garantam a segurança da sua bicicleta, além de equipamentos de proteção mais eficientes para pessoas que trabalham com ferramentas de corte e todos os tipos de proteções. É mais um exemplo de biomimetismo, o conceito de copiar estruturas da natureza para melhorar as técnicas e produtos. Neste caso, a ideia foi extraída da pele celular muito resistente da toranja e das conchas dos moluscos abalone, que são formadas por elementos que parecem ladrilhos interligados a um material plástico natural - um biopolímero - que os torna resistentes a fraturas. "Ficamos intrigados com a forma como a estrutura celular da toranja e a estrutura de azulejos das conchas dos moluscos podem impedir danos às frutas ou às criaturas no seu interior, apesar de serem feitas de blocos orgânicos relativamente fracos. Essas estruturas naturais serviram de base para o princípio de funcionamento do nosso material metalocerâmico, baseado na interação dinâmica com a carga aplicada, em contraste com a resistência passiva," explicou o professor Szyniszewski, da Universidade de Durham. Foto de uma amostra de teste e visão de seu interior por raios X, mostrando o papel das esferas internas. [Imagem: Stefan Szyniszewski et al. - 10.1038/s41598-020-65976-0] Material anti-corte Os materiais orgânicos que serviram de inspiração foram substituídos por esferas de cerâmica industrial de alumina e uma matriz de espuma metálica, também de alumínio. Esse conjunto de esferas duras e um material plástico forma um sistema dinâmico, com uma estrutura interna que cria movimento de alta velocidade, resultando em uma interação com as ferramentas de corte - essa resposta dinâmica é similar à apresentada pelas estruturas vivas. Quando cortadas com um disco abrasivo ou uma broca, as vibrações criadas pelas esferas de cerâmica no interior do material embotam o disco de corte ou a broca. Nem mesmo os potentes cortadores de jato de água, usados para cortar granitos em pedreiras, deram resultado. Além disso, conforme a ferramenta de corte consegue cortar as primeiras esferas de cerâmica, isso gera uma série de fragmentos menores que, sendo muito duros, agem como uma lixa muito resistente, detonando com a broca ou o disco de corte. Por isso a equipe batizou o material de Proteus, em homenagem ao deus grego que mudava de forma, pela maneira como o material se metamorfoseou de maneiras diferentes para se defender contra os ataques. A única estrutura comparável em dureza no mundo natural é o diamante, um material que é também muito mais caro. Como o Proteus é feito apenas de materiais industriais comercialmente disponíveis e de custo relativamente baixo, a equipe acredita que seu material biomimético poderá estar disponível no mercado assim que surgirem interessados na indústria. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=criado-material-superduro-prova-cortes&id=010170200721#.XxdHiqFKgdU
  3. O transístor de potência superou os 8kV. [Imagem: University at Buffalo] Transístor de potência Se, de um lado, exige-se transistores capazes de funcionar com tensões elétricas cada vez menores, para consumir menos energia, do outro, aplicações de alta potência exigem transistores com esteroides, capazes de operar em tensões muito elevadas. A aplicação que mais se tem em vista neste segundo caso são os carros elétricos e aviões elétricos, mas mesmo veículos mais tradicionais, como locomotivas e navios, além de inúmeras aplicações industriais, estão exigindo cada vez mais da chamada "eletrônica de potência". "Para realmente impulsionar essas tecnologias para o futuro, precisamos de componentes eletrônicos de próxima geração, que possam lidar com maiores cargas de energia sem aumentar o tamanho dos sistemas eletrônicos de potência," disse Uttam Singisetti, da Universidade de Buffalo, nos EUA. Para atender a essas necessidades, Singesetti acaba de criar um transístor capaz de suportar nada menos do que 8.000 volts, o suficiente para torrar qualquer circuito eletrônico tradicional. Intervalo de banda dos semicondutores Para isso, ele conseguiu tirar proveito da largura do "intervalo de banda" (bandgap) do semicondutor óxido de gálio. O intervalo de banda mede quanta energia é necessária para colocar um elétron em um estado condutor. Os sistemas feitos com materiais com grande largura de banda podem ser mais finos, mais leves e controlam mais energia do que os sistemas feitos de materiais com larguras de banda mais baixas. O intervalo de banda do óxido de gálio é de cerca de 4,8 elétron-volts, o que o coloca entre um grupo de elite de materiais considerados com um intervalo de banda ultra-amplo. Para comparação, ele excede largamente o silício (1,1 elétron-volts), o material mais comum na eletrônica de potência, bem como seus possíveis substitutos, como o carboneto de silício (3,4 elétron-volts) e o nitreto de gálio (cerca de 3,3 elétron-volts). Passivação Uma inovação importante no novo transístor gira em torno da passivação, que é um processo químico que envolve o revestimento do componente para reduzir a reatividade química da sua superfície. Para isso, Singisetti adicionou uma camada de SU-8, um polímero à base de epóxi comumente usado em microeletrônica. Simulações feitas pela equipe sugerem que o transístor possui uma força de campo de mais de 10 milhões de volts (ou 10 megavolts) por centímetro - a intensidade do campo mede a força de uma onda eletromagnética em um determinado ponto e, eventualmente, determina o tamanho e o peso dos sistemas eletrônicos de potência. "Essas forças de campo simuladas são impressionantes. No entanto, elas precisam ser verificadas por medições experimentais diretas," disse Singisetti, acrescentando que espera fazer isso logo após o fim da pandemia de covid-19. Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=transistor-suporta-8-000-volts&id=010110200624#.XvOc0sRKgdU

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