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Mecânica

Motor quântico nanoscópico poderá gerar mais energia do que consome

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/02/2007

Motor quântico nanoscópico poderá gerar mais energia do que consome

Há poucos dias noticiamos o feito de cientistas escoceses que conseguiram construir uma nanomáquina conhecida como Demônio de Maxwell.

Agora, um grupo de cientistas japoneses, chineses e norte-americanos afirma que o mesmo conceito pode ser utilizado para a construção de um motor microscópico que poderá até mesmo gerar mais energia do que consome - uma verdadeira heresia científica se analisada apenas do ponto de vista da física clássica.

Mas a idéia deste grupo de físicos se baseia no mundo subatômico, onde valem as leis da física quântica.

Enquanto o motor de um carro, por exemplo, transforma o calor da queima do combustível em movimento, o nano-motor proposto pela equipe de Franco Nori e Yu-xi Liu será alimentado por partículas subatômicas - ou matéria quântica, como os cientistas as chamam.

Motor envenenado

A natureza quântica do combustível significa que o motor quântico também terá algumas características que podem parecer, no mínimo, extravagantes: imagine abastecer o tanque do seu carro até a metade e, depois de viajar centenas de quilômetros, verificar que agora o tanque está cheio!

É mais ou menos isso o que os cientistas prevêem que possa acontecer com o motor quântico, ainda que apenas sob condições muito específicas: ele será nada menos do que um moto-contínuo, um mecanismo que produz mais energia do que consome (Veja: Moto-contínuo: empresa lança desafio à comunidade científica).

Demônio de Maxwell

O projeto agora apresentado utiliza circuitos supercondutores para construir uma nova versão do Demônio de Maxwell.

Em 1867, o físico James Clerk Maxwell, que não era brasileiro, mas escocês, propôs um "jeitinho" para contornar a Segunda Lei da Termodinâmica. Segundo essa lei, o calor não pode fluir espontaneamente de um material frio para um material quente, e todo sistema tende naturalmente para um estado de desordem crescente.

Maxwell sugeriu que um demônio imaginário - o que hoje seria chamado de nanomáquina - poderia ser capaz de fazer com que o calor flua na contramão, abrindo e fechando um portal entre as câmaras fria e quente. Somente as moléculas mais quentes passariam entre as câmaras, que iriam gradualmente se aquecer.

Essa aparente contradição da Segunda Lei da Termodinâmica pode ser resolvida considerando-se a quantidade de informação contida no sistema, juntamente com seu calor. Essa "informação" - na forma de estados quânticos registrados no sistema - pode também contribuir para aumentar a ordem no sistema.

O projeto agora apresentado utiliza circuitos supercondutores para construir uma nova versão do Demônio de Maxwell, uma nanomáquina que processa essa informação quântica de forma que ela ajude a carregar calor de um lugar para outro. Os cálculos mostram que a nanomáquina pode balancear a termodinâmica do circuito e, de quebra, criar um nano-motor ultra-eficiente.

Agora é só esperar que os físicos experimentalistas ponham as mãos na massa. Ou, como dizem os mecânicos, ponham as mãos na graxa, para construir o seu motor que consegue gerar mais energia do que consome.







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