Cientista cria dispositivo que armazenará informações sobre o genoma humano pela eternidade

 

Há quase uma década, a equipe do professor Peter Kazansky, da Universidade de Southampton, no Reino Unido, vem aprimorando um disco óptico 5D capaz de armazenar dados "pela eternidade". Para demonstrar o estágio atual de progresso, a equipe acaba de gravar o genoma humano completo em seu cristal de memória 5D, garantindo que as informações poderão ficar armazenadas por bilhões de anos. O cristal foi armazenado no arquivo Memória da Humanidade, uma cápsula do tempo especial dentro de uma caverna de sal em Hallstatt, na Áustria. A ideia agora é que a tecnologia seja usada para criar um registro duradouro dos genomas de espécies vegetais e animais ameaçadas de extinção. "O cristal de memória 5D abre possibilidades para outros pesquisadores construírem um repositório duradouro de informações genômicas, a partir do qual organismos complexos, como plantas e animais, poderão ser restaurados, caso a ciência permita isso no futuro," disse Kazansky.

Cristal de memória eterna

O cristal é basicamente quartzo fundido, um dos materiais da Terra mais resistentes química e termicamente. Ele pode suportar os extremos, do congelamento ao fogo, resistindo a temperaturas de até 1.000 °C. Ele também é forte, suportando forças de impacto direto de até 10 toneladas por cm². E, caso algum efeito mais cataclísmico o arremesse ao espaço, ele irá resistir à radiação cósmica. A informação é gravada usando pulsos muito curtos de laser, que escrevem os dados com precisão em vazios nanoestruturados dentro da sílica - cada um desses "bits" mede cerca de 20 nanômetros. Diferentemente da marcação feita apenas na superfície de um pedaço de papel ou de uma fita magnética, esse método de codificação usa duas dimensões ópticas e três coordenadas espaciais para escrever em todo o material - daí o "5D" em seu nome. A capacidade do cristal nas dimensões fabricadas pela equipe alcança 360 terabytes de informações. Para gravar as aproximadamente 3 bilhões de letras no genoma, cada letra foi sequenciada 150 vezes para garantir que estava na posição precisa.

Chave para decifrar o cristal

Ao projetar o cristal, a equipe se preocupou em garantir a possibilidade de que uma inteligência futura - uma espécie biológica ou uma máquina - possa recuperar os dados contidos nele. De fato, se durar bilhões de anos, ele poderá ser encontrado em um futuro tão distante que não exista nenhum quadro de referência - não somente a humanidade estará extinta, mas a própria Terra poderá não existir mais como a conhecemos, tendo sido engolida pelo Sol. Para criar uma indicação visual do que está guardado no cristal de memória 5D, a equipe foi buscar inspiração nas placas da nave espacial Pioneer, que foram lançadas pela NASA em um caminho para levá-la além dos confins do Sistema Solar. "A chave visual inscrita no cristal dá ao descobridor conhecimento sobre quais dados estão armazenados nele e como eles podem ser usados," disse o Prof. Kazansky. Além do genoma humano, o cristal mostra visualmente os elementos universais (hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio); as quatro bases da molécula de DNA (adenina, citosina, guanina e timina) com sua estrutura molecular; sua colocação na estrutura de dupla hélice do DNA; e como os genes se posicionam em um cromossomo, que pode então ser inserido em uma célula.

Fonte: Revista - SPIE Photonics West Proceedings

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Termômetro quântico da China medirá temperaturas próximas de 6 mili-Kelvin

 

Pesquisadores chineses alcançaram um avanço na computação quântica com um termômetro de óxido de rutênio de alto desempenho e resistente a interferências. O avanço foi feito por cientistas chineses no Anhui Quantum Computing Engineering Research Center. O termômetro desenvolvido pela QuantumCTek atinge uma temperatura inicial próxima a 6 milikelvin (mK), estabelecendo um novo recorde na China e avançando a tecnologia de medição de temperatura ultrabaixa do país para computação quântica supercondutora para a vanguarda global.  De acordo com o especialista chinês Li Xu da QuantumCTek, “zero absoluto”, aproximadamente 273,15 graus Celsius negativos (0 Kelvin), é comumente conhecido como a “temperatura mais baixa do universo”. Representa o limite teórico para temperaturas termodinâmicas alcançáveis. Usar termômetros de óxido de rutênio para monitorar a temperatura de um chip quântico é essencial para garantir a operação estável do computador quântico e melhorar a precisão e a confiabilidade de seus cálculos.

Os chips quânticos exigem quase 'zero absoluto' para evitar perda de informações

Li também acrescentou que os chips quânticos requerem operação próxima do “zero absoluto” porque os estados quânticos são extremamente delicados. Mesmo a menor variação de temperatura pode causar perda de informação quântica.  Portanto, o monitoramento preciso da temperatura de um chip quântico usando termômetros de óxido de rutênio é crucial para garantir a operação estável dos computadores quânticos.  Segundo Li, isso aumenta a precisão e a confiabilidade dos cálculos realizados por essas poderosas máquinas. Wang Zhehui, vice-diretor do Centro de Pesquisa de Tecnologia de Engenharia de Informação Quântica de Anhui, disse que o novo termômetro é um avanço significativo para as capacidades da China na cadeia da indústria de computação quântica supercondutora.

Outro marco na série de avanços dos cientistas chineses

Recentemente, os cientistas chineses alcançaram outro avanço na infraestrutura de computação quântica. O Centro de Pesquisa de Engenharia de Computação Quântica de Anhui, na cidade de Hefei, província de Anhui, produziu com sucesso o refrigerador de diluição Origin SL1000, que posiciona a China na vanguarda da tecnologia de refrigeração por diluição e marca um avanço significativo no cenário global de computação quântica. O refrigerador de diluição, essencial para computadores quânticos supercondutores, cria um ambiente ultrafrio próximo ao zero absoluto para operar chips quânticos. O novo modelo Origin SL1000 oferece melhorias significativas em espaço e eficiência de resfriamento em comparação com versões anteriores. O Origin SL400 acomoda 336 cabos coaxiais especiais de alta frequência e temperaturas extremamente baixas, enquanto o Origin SL1000 pode acomodar 840 cabos, atendendo aos exigentes critérios para estabelecer ambientes operacionais para chips quânticos supercondutores de mais de 100 bits”, explicou Zhang Junfeng, representante do Centro Provincial de Pesquisa em Engenharia de Computação Quântica de Anhui. Zhang comparou a atualização do Benyuan SL400 para o Benyuan SL1000 ao aumento da potência de um ar-condicionado de 1,5 para 3, destacando uma melhoria significativa no desempenho. Os refrigeradores de diluição são avaliados com base em sua capacidade de resfriamento, que é crucial para manter as temperaturas ultrabaixas necessárias para operações de computação quântica.

Fonte: https://interestingengineering.com/

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Como a energia solar está trazendo segurança alimentar para a África

Malawi é um dos países mais pobres do mundo.Noventa por cento dos malauianos vivem em áreas rurais, a agricultura representa 80 por cento da força de trabalho e 80 por cento de suas exportações.Com tantas pessoas dependentes de coisas que crescem a partir do solo, perturbações no clima ameaça o bem-estar de uma nação inteira.Durante séculos, os agricultores do Malawi tem aprendido os padrões das estações do ano - quando plantar suas sementes, a fim de capturar as chuvas que regam o chão e trazem o alimento para comer e vender. Mas esse conhecimento que salva vidas está se tornando inútil, como os padrões de chuva estão sendo distorcidos por um clima em mudança e o evento climático El Nino, que este ano criou a pior crise alimentar em 25 anos.

No entanto, graças as instalações de captação de energia   solar, as pessoas mais pobres e moradoras nos locais mais remotos no Malawi estão transformando a energia do sol para a sua vantagem através  de sistemas de irrigação, que estão ajudando a resolver os estragos da mudança climática.

A Captação de energia solar é mais comumente conhecido por seu potencial para transformar o fornecimento de energia elétrica  do mundo. fazendas solares estão surgindo em todo o lugar, e os custos continuam a despencar. Somente este mês, a Agência Internacional de Energia divulgou números mostrando que no ano passado, em todo o mundo, meio milhão de painéis solares foram instalados.Mas para os agricultores do Malawi, a magia da tecnologia solar tem outra forma mais imediata de assistência - ela os ajuda a molhar suas plantas.

Fonte:http://www.theecologist.org

Tecnologias sustentáveis no Brasil atraem investimentos alemães

Empresas alemãs estão estudando novas oportunidades de negócios no Brasil no campo de tecnologias sustentáveis. Esse é um dos focos do trabalho que a Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha pretende realizar este ano no país.

Tecnologias sustentáveis

A Alemanha lidera vários setores de tecnologias sustentáveis em todo o mundo. Dados de 2006 mostram que a participação alemã nos mercados mundiais ligados ao meio ambiente alcançou 30% no desenvolvimento de energia, 25% em tecnologia para tratamento de esgotos e reciclagem, 20% em tecnologia para a mobilidade. Em eficiência energética, a participação da Alemanha foi de 10% em termos mundiais, totalizando 5% tanto em tecnologia da água quanto em matérias-primas e eficiência de material.Os investimentos diretos e indiretos feitos por empresas alemãs no Brasil atingem US$ 25 bilhões, de acordo com dados divulgados pela assessoria de imprensa da Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha. Os setores mais atrativos para o empresariado alemão são indústria automobilística, autopeças, máquinas e ferramentas, indústria química e farmacêutica, considerados tradicionais.

Investimentos alemães no Brasil

Durante muito tempo, a Alemanha foi o principal investidor estrangeiro no Brasil, mas perdeu essa posição no fim dos anos 80. A queda dos investimentos alemães coincidiu com dois fatores - a maior abertura do Brasil a investimentos estrangeiros e a preocupação alemã com a integração interna, a partir da derrubada do muro de Berlim - segundo o diretor do Centro de Estudos da Fundação Konrad Adenauer no Brasil, Wilhelm Hofmeister. A instituição comemora este mês 40 anos de atividades no país.Segundo ele, os recursos da Alemanha foram canalizados para a Alemanha Oriental e para a Europa Oriental. "Por essa razão, houve uma certa redução do investimento alemão no Brasil. Por outro lado, a abertura do Brasil deu espaço para a entrada de novos investidores. E eles aproveitaram bem essas novas oportunidades", disse Hofmeister.

Tecnologias sustentáveis

Ele observou, contudo, que a Alemanha ainda é um investidor importante no Brasil. Citou, como exemplo, o investimento de 5 bilhões de euros do grupo ThiessenKrupp no Rio de Janeiro, para criação da Companhia Siderúrgica do Atlântico (CSA). O projeto tem como sócio minoritário a mineradora Vale e prevê gerar 3.500 empregos diretos e até 14 mil indiretos.
De 12 a 15 deste mês, a Câmara Brasil-Alemanha promove a 1ª Feira de Tecnologias Sustentáveis Brasil-Alemanha (Ecogerma), em parceria com a Embaixada da Alemanha no Brasil e o Consulado Geral da Alemanha em São Paulo. Nos dias 19 e 20 próximos, a Fundação Konrad Adenauer realiza simpósio no Rio de Janeiro sobre os 40 anos de desenvolvimento

político e cooperação internacional no Brasil, celebrando sua atuação no país.

Fonte:Alana Gandra - Agência Brasil

Nova tecnologia elimina poluentes dos motores diesel

Protótipo da unidade de purificação eletroquímica dos gases de escapamento,

instalado em um motor diesel de 0,5 l.

[Imagem: Risø National Laboratory for Sustainable Energy]

Na teoria, os motores a diesel podem se tornar muito mais econômicos e ambientalmente corretos do que os motores a gasolina, graças ao seu princípio de funcionamento.Mas isso é só na teoria, e virtualmente todos os motores diesel que equipam os caminhões atuais causam sérios problemas de poluição, inclusive com a emissão de nanopartículas danosas ao sistema respiratório humano, hidrocarbonetos não queimados e óxidos de nitrogênio (NOx).

Purificação eletroquímica dos gases de escapamento

Agora, engenheiros da Universidade Riso, na Dinamarca, desenvolveram um novo sistema de purificação para os gases exauridos pelo escapamento dos motores a diesel que é mais eficiente e mais barato do que os atuais filtros para retenção de particulados e tecnologias deNOx - que capturam os óxidos de nitrogênio.A técnica, chamada purificação eletroquímica dos gases de escapamento, tem várias vantagens sobre os atuais filtros e catalisadores, tornando-a atrativa para uso a curto prazo pela indústria automotiva.A purificação das partículas de carbono, dos óxidos de nitrogênio tóxicos e dos hidrocarbonetos não queimados acontece integralmente dentro de uma única unidade filtrante.

Diesel sem aditivos

As soluções atualmente disponíveis exigem a instalação de um filtro para retenção dos particulados e de um catalisador SCR (Selective Catalytic Reduction) ou de de um absorvedor de NOX ou, ainda, de um recirculador dos gases exauridos. A adoção dessas tecnologias exige alterações significativas no projeto dos veículos, além de impor aumentos de custos significativos.
Outra vantagem da utilização da purificação eletroquímica é que ela dispensa a adição de substâncias ao diesel. O filtro também dispensa os metais preciosos, como a platina, normalmente utilizados nos catalisadores.A purificação eletroquímica dos gases de escapamento opera de forma independente da operação do motor, podendo também ser utilizada em motores estacionários, como os utilizados em geradores elétricos.Os pesquisadores esperam que sua nova tecnologia esteja pronta para utilização comercial nos próximos 4 anos.

Fontes:http://www.inovacaotecnologica.com.br