terça-feira, 30 de janeiro de 2024

MAIS SOBRE OS QUBITS

 


QUBITS DE ESTADO SÓLIDO FUNCIONAM MELHOR NA SUJEIRA QUE NA LIMPEZA

Dentro de um sistema denso, alguns íons de térbio formam pares. Devido às suas propriedades únicas, estes pares são cegos aos íons próximos, que os faria perder a sua informação quântica.

QUBITS SUJOS

Assim como as baterias podem funcionar indefinidamente tirando energia da própria sujeira, físicos acabam de desmascarar a sabedoria anterior de que qubits de estado sólido precisam de uma limpeza quase inatingível para alcançar vidas longas.

Em vez disso, eles colocaram íons de terras raras em um cristal comum - e não em um cristal puro e ultralimpo - e demonstraram que alguns desses íons formam pares que funcionam como QUBITS altamente coerentes, ou seja, capazes de reter a informação por períodos muito superiores ao dos QUBITS "limpinhos" usados hoje nos computadores quânticos

Os QUBITS perdem suas informações por meio de um processo conhecido como decoerência, quando começam a interagir com seu ambiente. Então, diz a sabedoria convencional, mantenha-os afastados uns dos outros e de outras influências perturbadoras e esperemos que sobrevivam um pouco mais. 

Acontece que isto não é algo fácil de se fazer porque é difícil encontrar ou produzir materiais ultrapuros, um problema que aumenta conforme se deseja juntar mais QUBITS para aumentar a potência dos computadores.

"Em vez de diluir cada vez mais, demonstramos um novo caminho pelo qual podemos aproximar os QUBITS," disse Gabriel Aeppli, do Instituto Paul Scherer, na Suíça.

Os pares de QUBITS apresentaram tempos de vida até 100 vezes mais longas do que qubits de íons individuais no mesmo material.

TIRANDO GEMAS DO LIXO

Os pesquisadores criaram QUBITS de estado sólido a partir do metal de terras raras térbio, dopado em cristais de fluoreto de ítrio e lítio, e os colocaram dentro de um cristal repleto de outros íons de terras raras. Ao contrário do que se esperaria, eles funcionaram como qubits com tempos de decoerência muito maiores.

"Para uma determinada densidade de qubits, mostramos que é uma estratégia muito mais eficaz incluir os íons de terras raras e coletar gemas do lixo, em vez de tentar separar os íons individuais uns dos outros por diluição," explicou Markus Muller, membro da equipe. 

Assim como os bits clássicos, que utilizam 0 ou 1 para armazenar e processar informações, os qubits também utilizam sistemas que podem existir em dois estados, embora com possibilidade de superposições. Quando qubits são criados a partir de íons de terras raras, normalmente uma propriedade dos íons individuais - como o spin nuclear, que pode apontar para cima ou para baixo - é usada como esse sistema de dois estados.

TRABALHANDO AOS PARES

A razão para o sucesso desta abordagem "suja", radicalmente diferente do que se tem feito até agora, é que, em vez de serem formados a partir de íons únicos, seus QUBITS são formados a partir de pares de íons que interagem fortemente. Em vez de usar o spin nuclear de íons únicos, os pares formam QUBITS baseados em superposições de diferentes estados da camada eletrônica.

Dentro da matriz do cristal, apenas alguns íons de térbio formam pares. "Se você jogar muito térbio no cristal, por acaso haverá pares de íons - nossos qubits. Eles são relativamente raros, então os próprios qubits são bastante diluídos," explicou o pesquisador Adrian Beckert. 

Além disso, essas "gemas", por suas propriedades físicas, são protegidas do "lixo" porque operam com uma energia característica diferente, de modo que eles não podem trocar energia com os íons de térbio individuais - em essência, eles são cegos para eles.


Bibliografia:

Artigo: Emergence of highly coherent two-level systems in a noisy and dense quantum network
Autores: A. Beckert, M. Grimm, N. Wili, R. Tschaggelar, G. Jeschke, G. Matmon, S. Gerber, M. Müller, G. Aeppli
Revista: Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-023-02321-y


Redação do Site INOVAÇÃO TECNOLÓGICA - 29/01/2024







GEOPOLÍMEROS

 


AS IMAGENS SÃO FEIAS, MAS NÃO LIGUE PARA ISSO, O CONTEÚDO QUE É IMPORTANTE.

CIMENTO OU MADEIRA ? 

Geopolímero feito de rejeitos fica entre os dois

Cimento ou madeira?
Geopolímero feito de rejeito fica entre os dois

Amostras e microestrutura da espuma geopolimérica.

GEOPOLÍMEROS

Pesquisadores espanhóis usaram resíduos industriais para criar uma espuma rígida porosa que fica a meio caminho entre o cimento e a madeira.

O material é fabricado a partir do pó de filtro da indústria do alumínio e das cinzas de casca de arroz, criando um "cimento" com dureza e resistência semelhantes às da madeira, e que também possui qualidades como isolante térmico e acústico.

Este tipo de material, chamado espuma geopolimérica ou geopolímero, pode ser utilizado em áreas como a indústria aeronáutica e aeroespacial e na construção civil.

Além disso, por se tratar de uma espuma porosa, ele pode ser utilizado como suporte para catalisadores, ou seja, "limpadores" que adsorvem contaminantes de águas residuais, e como decoração em projetos de interiores, exemplificam Dolores Quesada e colegas da Universidade de Jaén e do Instituto de Ciência dos Materiais de Sevilha. 

FABRICAÇÃO DO GEOPOLÍMEROS

O processo de fabricação dessas espumas geopoliméricas não é muito diferente do que acontece com uma massa de bolo quando ela é assada e fica cheia de buracos. A diferença é que as cinzas de casca de arroz e os rejeitos da indústria de alumínio são misturados a uma temperatura próxima à temperatura ambiente, formando o chamado material precursor.

Em seguida, é adicionada uma solução de hidróxido de sódio (soda cáustica) e uma substância química chamada silicato de sódio, para ativar o precursor, gerando um processo de reação química que forma os poros e gera-se a espuma.

Uma vez ocorrida a reação de geopolimerização e formação da espuma, a mistura é colocada em moldes a uma temperatura entre 40 e 60 graus Celsius, durante um dia, para endurecer.

Ao contrário de um bolo, porém, que tende a ser esponjoso e macio, o geopolímero tem solidez semelhante à do cimento e da madeira seca.

Agora a equipe está procurando parceiros na indústria para testar o material em condições reais de aplicação, a começar pela construção civil. O grande apelo está no baixo custo do material e o impacto ambiental positivo, já que ele dá destinação a rejeitos da indústria e da agricultura, viabilizando a criação de uma matéria-prima de baixo custo.

Redação do Site INOVAÇÃO TECNOLÓGICA - 06/11/2023






COMPUTADOR TERMODINÂMICO

 



Essa arquitetura poderá viabilizar um tipo totalmente novo e mais poderoso de inteligência artificial.

CRIADO UM COMPUTADOR TERMO DINÂMICO, QUE USA RUIDO ALEATÓRIO PARA CALCULAR

Computador Termodinâmico

Uma empresa emergente norte-americana surpreendeu ao apresentar uma versão funcional de um tipo totalmente novo de computador, um computador termodinâmico, que realiza cálculos usando o ruído aleatório inerente ao nosso mundo.

Construído usando componentes eletrônicos comuns, do mesmo tipo usado nos computadores atuais, essa máquina pioneira poderá ser usada para rodar programas de inteligência artificial com mais eficiência do que os computadores eletrônicos.

Nos computadores convencionais, todos os cálculos são reduzidos a sequências de 0s e 1s, representadas pelos estados ligado ou desligado de bilhões de interruptores minúsculos, os transistores. No entanto, esses computadores precisam enfrentar ruídos termodinâmicos aleatórios, como uma parte de um circuito aquecendo e transformando inesperadamente um 0 em 1. 

Esse ruído causa erros, mas Patrick Coles e seus colegas da emergente Normal Computing descobriram como construir um computador que tire vantagem desse ruído, por assim dizer fazendo uma limonada desses limões-ruídos.

O feito foi possível porque a equipe descobriu uma correspondência natural entre a matemática de um tipo de inteligência artificial, chamada IA probabilística, e a física da termodinâmica. Isto significa que o hardware construído para reconhecer e explorar o ruído termodinâmico também pode aumentar a eficiência energética da computação probabilística de IA - essa computação baseada em ruídos usa os chamados bits probabilísticos, ou p-bits, que apresentam probabilidades, em vez de taxativos "0" ou "1"..

Assim, a equipe criou um computador termodinâmico que, em vez de uma CPU (Central Processing Unit), possui uma "unidade de processamento estocástico" ou SPU (Stochastic Processing Unit). 


Computador termodinâmico pioneiro usa ruído aleatório para calcular
O computador probabilístico é constituído por uma série de osciladores.

Um computador baseado em ruído recebe suas entradas do ambiente físico, e não por meio de um teclado. Por exemplo, ele detectará que seus componentes ficaram mais quentes; como um componente aquecido muda naturalmente de temperatura, esfriando até uma temperatura ambiente mais estável, o computador aproveita esse processo para realizar um cálculo. O resultado do cálculo é lido medindo as propriedades do estado de equilíbrio do computador - o estado em que ele é excepcionalmente estável e sua temperatura e tensão não mudam mais.

Como o componente quente mudaria a temperatura em qualquer caso, explorar isso para realizar um cálculo torna o computador energeticamente mais eficiente.

O protótipo de computador termodinâmico consiste em uma placa de circuito impresso semelhante às utilizadas nos computadores convencionais. São oito circuitos interconectados, cada um dos quais armazena energia em uma oscilação elétrica - um pouco como uma versão elétrica de um pêndulo oscilante. Para usar a SPU, ela é exposta a correntes elétricas cheias de ruído, ou seja, correntes com flutuações aleatórias de pequena amplitude, em vez do fluxo constante de uma corrente normalmente filtrada. 

Os pesquisadores realizaram diferentes cálculos alterando essas correntes de entrada, ajustando os circuitos para que, por exemplo, um dos pêndulos oscilantes tenha maior influência sobre a forma como os outros sete oscilam. Para ver o resultado, o estado da SPU é medido usando várias propriedades, incluindo as correntes e tensões de seus circuitos. 


Computador termodinâmico pioneiro usa ruído aleatório para calcular
O processador termodinâmico usa variações da corrente para computar.

IA que reconhece a própria ignorância

A SPU foi testada rodando com sucesso um programa que consegue encontrar o inverso de uma matriz matemática, que pode ser um cálculo muito desafiador, mas que tem aplicações em inúmeros algoritmos de uso corrente.

Também foram executados vários programas que são importantes para construir e usar algoritmos generativos de IA. O mais interessante chama-se "quantificação da incerteza", que poderá eventualmente ajudar a "construir uma IA que sabe o quanto ela própria não sabe," disse Faris Sbahi, membro da equipe. 

"A proposição fundamental por trás da computação termodinâmica é que, essencialmente, se fôssemos menos prescritivos ao dizer ao hardware o que fazer, e deixássemos que ele fizesse esses [processos] termodinâmicos que já estão lá, de forma mais natural - então obteremos sistemas de IA muito mais capazes e provavelmente alguns que serão muito mais eficientes em termos energéticos," acrescentou seu colega Todd Hylton.

Bibliografia:

Artigo: Thermodynamic Computing System for AI Applications
Autores: Denis Melanson, Mohammad Abu Khater, Maxwell Aifer, Kaelan Donatella, Max Hunter Gordon, Thomas Ahle, Gavin Crooks, Antonio J. Martinez, Faris Sbahi, Patrick J. Coles
Revista: arXiv
DOI: 10.48550/arXiv.2312.04836

Com informações da New Scientist - 22/01/2024








segunda-feira, 29 de janeiro de 2024

PARADOXO DOS PLÁSTICOS

 

Tecnologias de limpeza estão sendo vendidas como cura para todos os males - mas não são.

QUANDO TECNOLOGIAS DE LIMPEZA FAZEM MAIS MAL QUE BEM 

Jannike Falk-Andersson, autora deste artigo, é pesquisadora do Instituto de Pesquisas para a Água e o Meio Ambiente (Noruega).


PARADOXO DA LIMPEZA DOS PLÁSTICOS 

O problema cada vez maior da poluição plástica levou a esforços generalizados para combatê-la através de tecnologias inovadoras de limpeza.

Estes avanços, no entanto, muitas vezes vistos como a solução mágica para resolver a nossa crise dos plásticos, por vezes causam mais danos do que benefícios. 

Este paradoxo da limpeza dos plásticos foi abordado em uma publicação recente, onde um grupo de partes interessadas, representando diferentes perspectivas, se reuniu para discutir esta questão premente.

O consenso que emergiu do diálogo é claro: As tecnologias de limpeza devem ser regulamentadas no âmbito de um tratado internacional sobre plásticos para garantir que beneficiem genuinamente o ambiente.

Em outras palavras: Devemos adotar uma filosofia de "limpar, não bagunçar".

Bioplásticos não cumprem promessa de sustentabilidade 

O paradoxo dos plásticos: Quando tecnologias de limpeza faz mais mal que bem

Incêndio do navio X-Press Pearl, na costa do Sri Lanka, que incendiou-se em 20 de maio de 2021 e afundou após 12 dias queimando.

Capture plásticos, não tartarugas

Mas por que essa cautela? Quando visamos o lixo, obviamente encontramos ecossistemas repletos de vida. Arrastar uma rede através do oceano para capturar plásticos pode prender involuntariamente os próprios organismos que pretendemos proteger, como a infeliz tartaruga apanhada nos nossos esforços bem-intencionados.

Além disso, a eficácia de uma tecnologia em um local pode ser impraticável noutro. Consideremos o caso do equipamento de limpeza fornecido ao governo do Sri Lanka após o desastre da X-Press Pearl, onde pelotas de plástico inundaram o ambiente. Esta tecnologia foi projetada para superfícies secas, mas as pelotas infiltraram-se nos substratos molhados, de modo que o equipamento era inadequado. A falta de fundos e de capacidade para reparações significou que a limpeza manual era mais econômica. Isto sublinha a importância de se avaliar a relação custo eficácia antes de selecionar uma abordagem de limpeza para uma área específica.

A concentração de lixo também desempenha um papel fundamental. Muitas tecnologias de limpeza são adaptadas para detritos oceânicos, mas as acumulações mais densas são frequentemente encontradas nas costas. O custo da implementação das tecnologias de limpeza também aumenta quanto mais difícil for o acesso à área, com a limpeza do fundo do mar e do oceano aberto tendo custos de capital muito elevados. 

Para obtermos mais retorno para o investimento, portanto, devemos dar suporte a projetos centrados nas áreas mais poluídas e que possam ser limpas com relativa facilidade. 


O PARADOXO DOS PLASTICOS : Quando tecnologias de limpeza faz mais mal que bem

É necessário regulamentar as tecnologias de limpeza da poluição plástica em nível internacional, dizem os pesquisadores.

[Imagem: Jannike Falk-Andersson et al. - 10.1021/acs.est.3c01885]

Problemas Pós-limpeza

Nós também sabemos muito pouco sobre o que acontece com o lixo depois de retirado do meio ambiente. O lixo deve ser classificado, transportado e processado. Todas essas etapas podem incluir soluços inesperados. Em muitos casos, a maior parte do que é capturado é material orgânico. Ele deve ser removido e o lixo limpo e classificado em frações que, esperamos, possam ser recicladas.

Transportar lixo entre jurisdições nacionais pode não ser fácil. Depósitos seguros ou instalações de reciclagem podem não estar disponíveis localmente, aumentando o risco de o plástico recuperado acabar em locais onde não deveria - como voltar ao oceano. 

Também foi demonstrado que o plástico que está no oceano é de baixa qualidade, dificultando a reciclagem.

Para garantir que as limpezas proporcionem um benefício líquido, devemos considerar cuidadosamente estes fatores.


O PARADOXO DOS PLASTICOS: Quando tecnologias de limpeza faz mais mal que bem

Diferentes tecnologias são dirigidas para diferentes situações.

[Imagem: Jannike Falk-Andersson et al. - 10.1021/acs.est.3c01885]

Como Maximizar o Impacto das Tecnologias de Limpeza

Os esforços para reduzir o lixo no ambiente, incluindo a utilização de tecnologias de limpeza, são muito promissores. No entanto, devemos considerar como tirar proveito de todo o seu potencial. 

Em primeiro lugar, compreender os tipos de lixo encontrados fornece informações valiosas para os tomadores de decisão que pretendem evitar mais lixo.
A coleta de dados é Fundamental.

Além disso, o funcionamento e a eficácia das tecnologias de limpeza podem informar programas de divulgação, inspirando um maior envolvimento público na abordagem da crise do plástico. A gestão da tecnologia, o incentivo à comunicação e a promoção da reutilização e reciclagem do lixo também podem criar oportunidades econômicas e empregos significativos.

Para garantir que aproveitamos ao máximo estes esforços, defendemos a implementação de diretrizes e regulamentos relacionados com tecnologias de limpeza no âmbito do tratado internacional dos plásticos. Esta etapa é vital para processos de avaliação robustos, implantação eficiente de tecnologias de limpeza, documentação adequada do destino do lixo e esforços aprimorados de monitoramento e divulgação.

Fazendo isto, as tecnologias de limpeza podem ser parte da solução para a poluição plástica, permitindo-nos limpar sem estragar.


Bibliografia: 

Artigo: Cleaning Up without Messing Up: Maximizing the Benefits of Plastic Clean-Up Technologies through New Regulatory Approaches

Autores: Jannike Falk-Andersson, Idun Rognerud, Hannah De Frond, Giulia Leone, Rachel Karasik, Zoie Diana, Hanna Dijkstra, Justine Ammendolia, Marcus Eriksen, Ria Utz, Tony R. Walker, Kathinka Fürst
Revista: Environmental Science & Technology
Vol.: 57 (36), 13304-13312
DOI: 10.1021/acs.est.3c01885


FONTE: 
INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS







domingo, 28 de janeiro de 2024

PLANTAS ARTIFICIAIS TRANSFORMAM

 

Plantas artificiais transformam vento e chuva em eletricidade 

É mais uma demonstração funcional do conceito "colheita de energia".

PLANTA DE ENERGIA 

Já existem plantas que geram eletricidade para acender LEDs, mas Guanbo Min e colegas da Universidade de Glasgow, na Escócia, preferem as plantas artificiais, que não demandam tantos cuidados.

Por isso, eles criaram nanogeradores em formato de folhas, compondo uma planta artificial que gera eletricidade a partir de uma brisa ou de gotas de chuva caindo.

O conceito, conhecido como colheita de energia, é antigo e já vem sendo explorado para várias aplicações, tipicamente usando pequenos geradores que usam materiais piezoelétricos para produzir eletricidade a partir do movimento e de vibrações do ambiente, como carros passando na rua.

Para compor sua planta geradora de energia, Min construiu dois tipos diferentes de coletores de energia: Um nanogerador triboelétrico (TENG: TriboElectric NanoGenerator), para capturar energia cinética do vento, e um gerador de energia baseado em gotículas (DEG: Droplet-gased Energy Generator), para coletar energia das gotas de chuva que caem.

O TENG é composto por uma camada de nanofibras de náilon ensanduichada entre camadas de politetrafluoroetileno, mais comumente conhecido como Teflon®, e eletrodos de cobre. Quando a estrutura é pressionada, cargas estáticas são geradas e convertidas em eletricidade.

O DEG também é baseado em Teflon®, que foi impermeabilizado e coberto com um tecido condutor, que funciona como eletrodo. Quando as gotas de chuva atingem um dos eletrodos, elas causam um desequilíbrio nas cargas elétricas, gerando uma pequena corrente e alta tensão. 


Plantas artificiais transformam vento e chuva em eletricidade
São dois geradores diferentes, um para o vento, e outro para a chuva.

Energia aos Pulsos

A equipe montou o DEG por cima do TENG e os anexou aos caules de folhas plásticas de plantas artificiais, usando estas para montar uma planta geradora de energia.

Sob condições ideais, o TENG produziu 252 volts de tensão e 57,6 microamperes (µA) de corrente, e o DEG produziu 113 volts e 67 µA. Quando os geradores em forma de folha foram expostos a condições que imitavam o vento e a chuva naturais, eles acenderam 10 LEDs em breves oscilações, já que o fornecimento de energia é descontínuo.

Apesar das oscilações, a equipe acredita que este dispositivo de prova de conceito poderá ser desenvolvido em sistemas maiores para produzir energia limpa a partir de fontes naturais.

Bibliografia:
Artigo: Multisource Energy Harvester on Textile and Plants for Clean Energy Generation from Wind and Rainwater Droplets
Autores: Guanbo Min, Gaurav Khandelwal, Abhishek Singh Dahiya, Shashank Mishra, Wei Tang, Ravinder Dahiya
Revista: ACS Sustainable Chemistry & Engineering
DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620



FONTE:
Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2024









sábado, 27 de janeiro de 2024

VAZAMENTO DE PETRÓLEO

 


Finalmente uma tecnologia para lidar com derramamentos de óleo?

VAZAMENTO DE PETRÓLEO

Uma malha especial que separa o óleo da água será usada para revestir tubos, que serão arrastados pela área do derramamento.


COMO LIMPAR DERRAMAMENTO DE ÓLEO

Uma nova tecnologia de recuperação de óleo derramado promete melhorar significativamente a capacidade de limpeza das águas afetadas por acidentes envolvendo petróleo ou óleos derivados.

"Quando há um derramamento generalizado de óleo no oceano, ele se difunde lentamente na água, então a rapidez e a eficiência com que você pode recuperar o óleo tem um grande impacto no ambiente marinho," explicou o professor Guihua Yu, da Universidade do Texas em Austin.

Em experimentos em escala de laboratório, os pesquisadores demonstraram uma capacidade para recuperar até 1.400 quilogramas de óleo viscoso por metro quadrado por hora, o que é cerca de 10 vezes melhor do que a forma como o petróleo é limpo hoje.

As técnicas atuais para lidar com derramamentos de óleo são antigas e ineficientes, levando semanas ou mesmo meses de exaustivo trabalho manual para limpeza das áreas afetadas.

A ideia aqui é usar tubos rolantes de diferentes tamanhos e diâmetros para lidar com derramamentos de óleo no mar: Os barcos os puxariam através de uma área de derramamento, onde poderiam concluir as operações de limpeza em um ou dois dias, em comparação com os esforços de semanas exigidos pelas técnicas atuais.


Tecnologia para lidar com derramamentos de óleo é 10 vezes melhor

Além de recuperar mais óleo, a técnica é muito mais rápida, evitando danos ao ambiente marinho.

Separação óleo/água

A NATUREZA  VISCOSA DO ÓLEO TORNA DIFÍCIL SEPARÁ-LO DA ÁGUA.

A tecnologia utiliza um rolo de malha de camada dupla, um material com propriedades que permitem separar o óleo da água, acoplado a uma técnica de aquecimento por indução, que faz a malha soltar o óleo, que então escorre pelo tubo para ser recolhido.

Mais especificamente, o tubo revestido com a malha de gel captura seletivamente o óleo na interface da água do mar na parte inferior e separa misturas viscosas de óleo/água na parte superior. Então, um dispositivo entre as duas camadas captura o óleo agora separado, em seguida, removendo esse óleo do oceano com alta eficiência e alto rendimento.

Os pesquisadores aplicaram aquecimento por indução sem contato à camada superior do tubo para otimizar a reação que separa o óleo da água. Nos experimentos, foi obtida uma eficiência de mais de 99% na separação óleo/água. Isso significa que o óleo coletado também é puro o suficiente para ser reciclado e reutilizado.

A equipe agora se concentrará em dimensionar a tecnologia para seu uso fora do laboratório. Para isso, eles estão procurando parcerias na iniciativa privada para financiar os primeiros testes.


Bibliografia:

Artigo: High-throughput clean-up of viscous oil spills enabled by a gel-coated mesh filter
Autores: Ke Yan, Fei Zhao, Lijia Pan, Yongchang Jiang, Yi Shi, Guihua Yu
Revista: Nature Sustainability
DOI: 10.1038/s41893-023-01217-2


FONTE:

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/11/2023







sexta-feira, 26 de janeiro de 2024

A EVOLUÇÃO NÃO É TÃO ALEATÓRIA

 


As Implicações de Uma Evolução Biológica Previsível
São de Largo Alcance Prático.

A EVOLUÇÃO NÃO É TÃO ALEATÓRIA COMO OS CIENTISTAS PENSAVAM.

MUDANÇAS NA TEORIA DA EVOLUÇÃO 

Uma das teorias mais bem-sucedidas da ciência, a Teoria da Evolução, é tão largamente aceita que ela ultrapassou os limites da biologia, hoje já se falando que a evolução começou antes da própria vida, ou seja, que a evolução não é exclusividade da vida.

Agora, porém, um trio de pesquisadores da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, acredita ter elementos para deixar de lado um dos pressupostos fundamentais da Teoria da Evolução: O de que a evolução seria imprevisível.

Se a nova proposta mostrar-se fiel aos fatos, além de mudar os livros de biologia, esta nova visão poderá ter amplas implicações em vários campos de pesquisa, incluindo como lidamos com problemas bem atuais, como a resistência aos antibióticos, as mudanças climáticas e as doenças.

Os pesquisadores estão contestando a crença científica de longa data sobre a imprevisibilidade da evolução ao demonstrar que a trajetória evolutiva de um genoma pode ser influenciada pela sua história evolutiva, em vez de ser determinada pela aleatoriedade, pelos "acidentes históricos" ou eventualmente por um conjunto inumerável de fatores.

"As implicações desta pesquisa são nada menos do que revolucionárias," disse o professor James McInerney. "Ao demonstrar que a evolução não é tão aleatória como pensávamos, abrimos a porta para uma série de possibilidades na biologia sintética, na medicina e na ciência ambiental."


A EVOLUÇÃO NÃO É TÃO ALEATÓRIA COMO OS CIENTISTAS PENSAVAM.

Alguns cientistas já acreditam na evolução robótica ajudando a explorar outros mundos. 

PREVISIBILIDADE DA EVOLUÇÃO

O trio de cientistas realizou uma análise do pangenoma - o conjunto completo de genes dentro de uma determinada espécie - para responder a uma questão crítica sobre se a evolução é previsível ou se os caminhos evolutivos dos genomas dependem da sua história e, portanto, não são previsíveis.

Estudo envolveu uma abordagem de aprendizagem de máquina conhecida como Floresta Aleatória, que foi usada para analisar um conjunto de dados de 2.500 genomas completos de uma única espécie bacteriana. O resultado são "famílias de genes" de cada gene de cada genoma. "Desta forma, pudemos comparar semelhanças entre os genomas," disse a professora Maria Rosa Sananes. Uma vez identificadas as famílias, a equipe analisou o padrão de como essas famílias estavam presentes em alguns genomas e ausentes em outros.

"Nós descobrimos que algumas famílias de genes nunca apareceram em um genoma quando uma outra família de genes específica já estava lá e, em outras ocasiões, alguns genes eram muito dependentes da presença de uma família de genes diferente," disse Sananes.

Na verdade, os dados revelaram um ecossistema invisível onde os genes podem cooperar ou entrar em conflito uns com os outros, um quadro muito diferente das famosas mutações aleatórias. "Essas interações entre genes tornam os aspectos da evolução um tanto previsíveis e, além disso, temos agora uma ferramenta que nos permite fazer essas previsões," acrescentou a pesquisadora. 

 EVOLUÇÃO NÃO É TÃO ALEATÓRIA COMO OS CIENTISTAS PENSAVAM. 


A Inteligência Artificial colocou constrangimentos à teoria da evolução.

Efeitos de uma evolução previsível

Muito além de uma questão acadêmica, esta pesquisa tem implicações de longo alcance, entre os quais a equipe cita alguns.


NOVO PROGRAMA GENOMA - Permitir que os cientistas projetem genomas sintéticos, fornecendo um roteiro para a manipulação previsível do material genético.

COMBATER A RESISTÊNCIA AOS ANTIBIÓTICOS - Compreender as dependências entre os genes pode ajudar a identificar o "elenco de apoio" dos genes que tornam possível a resistência aos antibióticos, abrindo caminho para tratamentos direcionados.

MITIGAÇÃO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS -
As conclusões do estudo poderão servir de base para a concepção de microrganismos sintéticos para capturar carbono ou degradar poluentes, contribuindo assim para os esforços de combate às alterações climáticas.

APLICAÇÕES MÉDICAS -
A previsibilidade das interações genéticas pode revolucionar a medicina personalizada, fornecendo novas métricas para o risco de doenças e a eficácia dos tratamentos.

"A partir deste trabalho, podemos começar a explorar quais genes 'servem de suporte' a um gene de resistência a antibióticos, por exemplo. Portanto, se estivermos tentando eliminar a resistência aos antibióticos, podemos atingir não apenas o gene focal, mas também seus genes de apoio. Podemos usar esta abordagem para sintetizar novos tipos de construções genéticas que poderiam ser usadas para desenvolver novos medicamentos ou vacinas. Saber o que sabemos agora abriu a porta para uma série de outras descobertas," concluiu o pesquisador Alan Beavan. 


Bibliografia:

Artigo: Contingency, repeatability, and predictability in the evolution of a prokaryotic pangenome
Autores: Alan Beavan, Maria Rosa Domingo-Sananes, James O. McInerney
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 121 (1) e2304934120
DOI: 10.1073/pnas.2304934120


PROTEJAM AS CRIANÇAS!!


FONTE:

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/01/2024

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA







quinta-feira, 25 de janeiro de 2024

O QUE A CHUVA LEVA

 


Amostras de materiais de construção usados em fachadas, que ficaram expostas às intempéries por 18 meses para gerar um banco de dados. 


O Que a Chuva Leva das Fachadas de Casas e Prédios para o Meio Ambiente? 

Lixiviação de Materiais de Construção

Os materiais utilizados nas fachadas de prédios e casas são formulações complexas. Geralmente, as formulações minerais são compostas principalmente de areia e agentes ligantes, como cimento, gesso ou cal. 

Os rebocos pastosos de última geração e as tintas são frequentemente enriquecidos com biocidas, para inibir o crescimento de fungos e algas na fachada.

Quando o Sol está brilhando, isso não é um problema. Porém, quando chove e o vento empurra a água da chuva contra as paredes, isso pode se tornar um problema: Os ingredientes são lavados pela chuva, ou lixiviados, e, junto com as águas pluviais, escoam para a rede de drenagem, para o esgoto, para o solo e - eventualmente no fim da cadeia - para as águas subterrâneas.

Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Física da Construção, na Alemanha, desenvolveram agora um simulador que consegue prever quais substâncias das fachadas serão lixiviadas pela chuva. 

Para isso, eles observaram dezenas de materiais diferentes durante meses, juntaram os dados em um modelo matemático e então criaram o simulador digital do que acontece na realidade. 

O modelo combina medições das substâncias lixiviadas com dados meteorológicos regionais, criando uma previsão confiável que pode ser utilizada na fase de planejamento para determinar o tipo e a quantidade de substâncias que poderão ser liberadas dos materiais da fachada quando chover.

"O reboco mineral contém metais pesados inorgânicos, como cromo, vanádio e chumbo, enquanto os gessos pastosos contêm biocidas." 

Nosso modelo termodinâmico fornece informações sobre as concentrações de substâncias no escoamento das águas pluviais. 

O modelo é muito detalhado e informativo, uma vez que incorporamos dados meteorológicos regionais e a receita de cada material de construção," disse o Dr. Pablo Garcia, especialista em química ecológica e microbiologia.

O Que a Chuva Leva das Fachadas de Casas e Prédios para o Meio Ambiente?


No estágio 1, o modelo termodinâmico determina o volume de escoamento de água, no estágio 2 calcula o transporte material de substâncias nocivas e no estágio 3 avalia o risco ambiental do escoamento nas águas pluviais de rebocos e argamassas, incluindo uma avaliação de risco para as águas subterrâneas.


Melhores Materiais de Construção

A expectativa é que as construtoras, empreiteiras e escritórios de arquitetura avaliem a compatibilidade ambiental dos materiais que estão considerando para uma fachada desde a fase de planejamento. 

Os fabricantes de materiais de construção, por sua vez, poderão utilizar o modelo para desenvolver produtos mais ecológicos, adaptando suas fórmulas de modo que os níveis de substâncias que se espera serem liberadas devido ao escoamento de águas pluviais para uma região específica e o seu clima típico permaneçam dentro das normas ou dos limites aceitáveis.

"Isso é de vital importância para fachadas em áreas urbanas, bem como em regiões que sofrem frequentemente com chuvas fortes, por exemplo," afirmou Garcia. 

As autoridades, por sua vez, podem utilizar o modelo para definir áreas em que materiais de construção específicos podem ser utilizados.

Por enquanto, todos os dados que alimentam o modelo são baseados em produtos usados na construção civil na Europa.


FONTE:

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA







VAMOS FALAR DE SAÚDE

 

 
O QUE É SAÚDE?

Saúde significa o estado de normalidade de funcionamento do organismo humano. Ter saúde é viver com boa disposição física e mental.

Além da boa disposição do corpo e da mente, a OMS (Organização Mundial da Saúde) inclui na definição de saúde, o bem-estar social entre os indivíduos.

A saúde de um indivíduo pode ser determinada pela própria biologia humana, pelo ambiente físico, social e econômico a que está exposto e pelo seu estilo de vida, isto é, pelos hábitos de alimentação e outros comportamentos que podem ser benéficos ou prejudiciais.

Uma boa saúde está associada ao aumento da qualidade de vida. É sabido que uma alimentação balanceada, a prática regular de exercícios físicos e o bem-estar emocional são fatores determinantes para um estado de saúde equilibrado.

Por outro lado, as pessoas que estão expostas a condições precárias de sobrevivência, não possuem saneamento básico (água, limpeza, esgotos, etc.), assistência médica adequada, alimentação e água de qualidade, etc., têm a sua saúde seriamente afetada.

As ciências da saúde formam profissionais com conhecimentos na prevenção de doenças, prática assistencial e promoção do bem-estar da população.

MAS TEMOS TUDO QUE A NATUREZA NOS DÁ E FAZ BEM.




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FONTE: CURA PELA NATUREZA
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