O que você vê?

nanogrip.jpg
A imagem acima é linda e intrigante, não? O que você vê?
Sinceridade, hein? Bem, eu vejo uma bolinha rosa e “dedinhos” com unhas rosa pink ao redor dela (não é não?). Mas tal como as imagens artísticas anteriores apresentadas neste blog, parece mas não é! Trata-se na verdade de uma microesfera de poliestireno (diâmetro = 2,5 micrometros) rodeada por fibras de resina epóxi (diâmetro = 250 nanometros), cuja imagem foi obtida por microscopia eletrônica de varredura e posteriormente recebeu cores em programa de computador. O autor da obra (que ganhou o primeiro lugar do prêmio “Science as Art 2008” da MRS) é Boaz Pokroy, da Harvard University (USA). A imagem foi batizada de “Nano-Grip” (algo como “Nano-Agarramento”, em inglês).
Agora… dê uma olhada nessa aqui e conte-me: o que você vê?
Save Our Earth.jpg
Não brinca… você já tinha visto essa antes, na internet? Sim, ela rodou o mundo há uns dias atrás por ganhar um concurso promovido pela revista Science e pela National Science Foundation, dos Estados Unidos (aliás, quem me mostrou essa imagem foi a Isis, do Xis-Xis). Os artistas responsáveis pela obra são Sung Hoon Kang, Joanna Aizenberg e … o mesmo Boaz Pokroy, todos da Harvard University (USA). Sabe como essa imagem foi denominada? “Salve o nosso planeta. Vamos nos tornar verdes” (no original, “Save Our Earth. Let’s Go Green”). Simpatizou? Pois é, eu também. Você já deve ter percebido que a esfera verde é na verdade uma micropartícula e que os “bracinhos” ao redor dela são fibras com diâmetro nanométrico – e, da mesma forma que a anterior, esta imagem foi obtida por microscopia eletrônica de varredura e posteiormente colorizada para dar o tom artístico.
Por que a imagem da esfera “rosa” não rodou o mundo internético na época, se também ganhou um prêmio importante na área de imagens “artísticas” de ciência e é até mais bonita que a da esfera “verde”? Ora, marketing! Os autores poderiam ter colorizado a esfera de qualquer cor que quisessem, mas escolheram o verde, e não foi à toa. Ao colorizar a micropartícula de verde, a idéia dos autores foi chamar a atenção para a necessidade de cooperação entre pessoas de todas as áreas para lidar com questões ambientais, pois cada fibra poderia representar uma pessoa e todas estas juntas sustentariam a micropartícula verde, que corresponderia ao planeta Terra.
Marketing não é apenas vender produtos, mas também é vender ideias. Aposto que depois que você leu o nome dado à imagem da esfera “verde”, passou a achá-la mais interessante porque comprou uma mensagem de conscientização ambiental, não é? Vendemos e compramos idéias o tempo todo. Ninguém (nem eu, nem você e nem mesmo os cientistas) está imune a isso.

Dança, folia …. e células

“Berço do samba e das lindas canções/
Que vivem n’alma da gente/
És o altar dos nossos corações/
Que cantam alegremente…..”




nano_dancers.jpg
Nano Dancersvi no site do Nanoart 21.



Um ótimo (e absurdamente divertido) feriado de Carnaval !!!!
PS.: Esta blogueira que vos escreve entrará em merecido recesso de 1 semana. Comentários podem não aparecer aqui de imediato devido a isso (mas serão publicados assim que eu retornar, ok?). Até a volta !!!!

Nanocoisas violando uma lei da física?

[continuando o post anterior…]



ResearchBlogging.org Imagine que você está acompanhando a trajetória de uma bola de pingue-pongue – o espaço tridimensional que corresponde ao seu campo de observação é muito semelhante ao que os físicos chamam de espaço de fase, utilizado para acompanhar a trajetória de uma partícula numa simulação de computador. Se soubermos qual é a velocidade e a posição de uma partícula em um tempo inicial qualquer e conhecermos quais equações regem o seu movimento, podemos prever as trajetórias passada e futura dessa partícula. Isso é possível porque as equações de movimento são reversíveis. No entanto, a segunda lei da termodinâmica determina que “a quantidade de entropia de qualquer sistema isolado (fora do equilíbrio) tende a aumentar até atingir um máximo (que corresponde ao seu estado de equilíbrio)” Epa! Percebeu que há algo que aparentemente não fecha nessas duas teorias? Se a entropia tende a aumentar a partir de um tempo inicial, então o desenrolar do movimento da tal partícula mencionada acima vai elevar a entropia do sistema, tanto na direção do passado quanto na direção do futuro (porque as equações de movimento são reversíveis). Se você lembra do que já foi escrito aqui a respeito da seta do tempo, deve ter captado o paradoxo.
Se formos bem criteriosos tal qual o Roberto Takata, observaremos que a definição da segunda lei poderia ser mais adequadamente descrita considerando seu aspecto probabilístico, ao afirmar que na verdade ela apenas quer dizer que “é extremamente improvável que a entropia de um sistema fechado decresça em um dado instante”.

(não desanime! continue lendo, vai valer a pena! por favor?)
gato_de_botas.jpg

Ora, a grosso modo, para tempos relativamente longos e sistemas grandes, a probabilidade de redução da entropia é ridiculamente desprezível e, nessas condições, pode-se considerar sem medo de ser feliz que ela sempre aumenta até atingir um máximo. A questão – e esse é o ponto-chave da coisa toda – é que tal probabilidade já não é tão desprezível assim para sistemas muito pequenos em tempos muito curtos. Pasme como eu, leitor: nesses casos, a entropia pode ser CONSUMIDA ao invés de produzida (daí o termo “violação” da segunda lei)
Uma equação matemática foi proposta em 1993 por Evans e colaboradores para predizer “violações” mensuráveis e relevantes da segunda lei para sistemas numa escala pequena de tamanho durante curtos períodos de tempo. Eles a chamaram de teorema das flutuações, porque se refere às flutuações do grau de entropia de um sistema em relação a uma média. Parece difícil entender isso à primeira vista, mas é como pensar na loucura do clima: em alguns dias chove, em outros faz um sol danado (flutuações) e na média um mês pode ser chuvoso, seco, etc. O fato de que um mês qualquer foi muito chuvoso não quer dizer que em nenhum momento desse período fez um belo dia de sol. Capiche? A ideia é genial, mas o fato é que NENHUMA demonstração experimental desse teorema havia sido feita. Até agora.
And now, the conclusion.
Wang e colegas conseguiram realizar essa façanha em 2002. Ao acompanhar a trajetória de nanopartículas de látex suspensas em água, empregando uma “armadilha óptica” composta por feixes de laser, eles demonstraram experimentalmente o “consumo espontâneo” de entropia em sistemas com distância coloidal (de poucos nanômetros) em tempos da ordem de segundos. Os resultados experimentais foram muito semelhantes àqueles obtidos por simulação de computador. De acordo com os autores, os resultados obtidos podem ajudar a entender como funcionam os motores de proteínas e também as nanomáquinas que o homem eventualmente construirá.
O teorema das flutuações indica que transformar máquinas macroscópicas em máquinas microscópicas não é uma simples questão de redução de escala. Quanto menores esses dispositivos, maior é a probabilidade de que funcionem de forma “termodinamicamente reversa” àquela esperada para a escala macroscópica. Se construirmos nanomáquinas, precisamos considerar que elas estarão sujeitas a esse efeito. Da mesma forma, as nanomáquinas “biológicas” dentro das nossas células devem tirar algum proveito disso tudo. Portanto, a resposta à pergunta feita pelo Joao é que o teorema das flutuações tem sim importantes implicações para a nanotecnologia e – nas palavras dos autores – também no próprio entendimento de como funciona a vida.
Um P.S. importante: Antes que alguém mais imaginativo encha-se de esperanças ao ler esse texto, é bom deixar claro que nanomáquinas jamais poderiam ser moto-perpétuos, pois ao longo do tempo a probabilidade média de aumento da entropia é cada vez maior. É, meu amigo, não tem jeito… A segunda lei é inexorável!

Evans, D., Cohen, E., & Morriss, G. (1993). Probability of second law violations in shearing steady states Physical Review Letters, 71 (15), 2401-2404 DOI: 10.1103/PhysRevLett.71.2401
Wang, G., Sevick, E., Mittag, E., Searles, D., & Evans, D. (2002). Experimental Demonstration of Violations of the Second Law of Thermodynamics for Small Systems and Short Time Scales Physical Review Letters, 89 (5) DOI: 10.1103/PhysRevLett.89.050601


Você foi vítima de um plano maquiavélico

Este blog, dedicado à nanobiotecnologia e afins, tem tratado também de temas diversos como teoria do caos, segunda lei da termodinâmica e seta do tempo. E você, leitor, deve ter se perguntado:
“- Ora bolas, o que essas coisas têm a ver com a temática do Bala Mágica?”
Pois agora revelarei: tudo isso foi maquiavelicamente arquitetado como uma grande introdução a …. este post fatídico! Há meses estou enrolando para responder uma pergunta feita aqui no Bala Mágica pelo Joao, do Crónica da Ciência. O motivo? Muito simples. Eu precisei estudar a respeito.
Eis a pergunta que deu início a tudo:
(Joao) “O que achas disto: http://www.newscientist.com/article/dn2572-second-law-of-thermodynamics-broken.html, as implicações para a nanotecnologia são realmente novas?”
Depois de ler essa pergunta, passar os olhos pela referência científica original, babar por alguns segundos olhando para a tela do computador num estado semi-catatônico e lembrar daquela célebre frase de Sócrates (o filósofo, não o jogador de futebol), comecei a destrinchar a teoria e formular uma resposta. E consegui, finalmente! Você poderá conferi-la no próximo post (com direito a medaglia!). Aguarde e confie.
[continua….]

Um causo sobre cachaça

Na quinta-feira passada, estava eu degustando cachaças numa famosa cachaçaria de São Paulo, na excelente companhia de Igor S. e Rafael, quando vejo meus dois companheiros de mesa rindo e se perguntando se por acaso existia cachaça de silício. O motivo da gracinha foi uma pergunta feita ao garçom pela moça da mesa ao lado: “-Vocês têm cachaça orgânica?
(Se você tiver a oportunidade, experimente a cachaça Paladar, produzida em Minas Gerais e envelhecida em tonéis de Amburana. Satisfação garantida.)
Lógico que eu também achei a maior graça do pedido da moça e da gracinha subsequente, porque sempre associei “orgânico” com “tudo aquilo que possui cadeias de carbono e hidrogênio na sua estrutura”. Fui buscar outros usos do termo “orgânico” e, para minha surpresa, descobri a Lei No 10.831, de 23 de dezembro de 2003, que dispõe sobre agricultura orgânica. De acordo com o Art. 1º desta Lei, “[c]onsidera-se sistema orgânico de produção agropecuária todo aquele em que se adotam técnicas específicas, mediante a otimização do uso dos recursos naturais e socioeconômicos disponíveis e o respeito à integridade cultural das comunidades rurais, tendo por objetivo a sustentabilidade econômica e ecológica, a maximização dos benefícios sociais, a minimização da dependência de energia não-renovável, empregando, sempre que possível, métodos culturais, biológicos e mecânicos, em contraposição ao uso de materiais sintéticos, a eliminação do uso de organismos geneticamente modificados e radiações ionizantes, em qualquer fase do processo de produção, processamento, armazenamento, distribuição e comercialização, e a proteção do meio ambiente.” De acordo com o Art. 3º do Decreto No. 6323, que regulamenta essa lei, são diretrizes da agricultura orgânica I – contribuição da rede de produção orgânica ao desenvolvimento local, social e econômico sustentáveis; IV – incentivo à integração da rede de produção orgânica e à regionalização da produção e comércio dos produtos, estimulando a relação direta entre o produtor e o consumidor final; entre outras. Fica claro, lendo a Lei No. 10.831 e o Decreto No. 6323, que a cultura orgânica é mais que um processo sem agrotóxicos de origem sintética. É praticamente uma filosofia de vida.
É inegável que a quantidade reduzida de agrotóxicos nos produtos orgânicos em comparação com os convencionais pode ser vantajosa para a saúde humana. Mas isso é uma vantagem ambiental? Pode parecer estranho levantar esse questionamento, mas ao perguntar a Luiz Bento do Discutindo Ecologia, qual sua opinião sobre o assunto, meu colega de SBBr citou um artigo científico sobre o tema e contou-me que, “como a agricultura orgânica não usa organismos geneticamente modificados e nem excesso de agrotóxico e fertilizante, a sua produção por hectare acaba sendo menor. Dessa forma, seria preciso uma área maior de plantio para ter uma produção equivalente à da agricultura tradicional. O resultado seria um maior impacto na biodiversidade. Em resumo: melhor por um lado, pior por outro.”
Em termos nutricionais, não há dados conclusivos de cunho epidemiológico que mostrem que tais produtos são mais nutritivos que aqueles de origem orgânica. No entanto, a maioria das pessoas procura os alimentos orgânicos porque estes são “mais saudáveis”. Isso permite concluir que há um fator subjetivo forte nesse tipo de compra. Isso acaba elevando bastante o preço de produtos orgânicos no varejo, embora o seu custo de produção seja relativamente semelhante ao de produtos convencionais. Ora, então comprar diretamente do produtor acaba sendo não só ambientalmente menos impactante – pois elimina os intermediários e toda a poluição causada por eles -, como também muito mais barato.
No fim das contas, alimentos orgânicos podem ser uma ideia interessante, mas não são a “salvação da lavoura” (belo trocadilho do Luiz Bento!). Consumir menos sempre é melhor que consumir muito, por mais “verde” que seja o produto.

Que bela divulgação científica!

Li no Boletim da Agência FAPESP: dia 25 de janeiro deste ano teve início a Mostra Internacional On-line de Nanoarte 2009-2010, organizada por Cris Orfescu, professor da Universidade de Nova York (Estados Unidos). Há 154 imagens na exposição, das quais 15 foram produzidas por pesquisadores ligados ao Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (post anterior sobre o CMDMC aqui), o qual é coordenado pelo professor Elson Longo, do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp).


Eis uma forma inegavelmente linda de divulgar a ciência, você não acha? Há imagens fabulosas lá, recomendo a visita!


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