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Eletrônica

Anjos da guarda do futuro serão eletrônicos

Com informações da Swissinfo - 12/09/2011

Os anjos da guarda do futuro serão eletrônicos
Como ninguém espera que seu anjo da guarda fique sem energia quando mais se precisa dele, esses chips guardiões deverão ter seu próprio suprimento de energia.
[Imagem: EPFL]

Chip da Guarda

Presume-se que os anjos da guarda guardem os seus protegidos em qualquer situação.

É por isso que os chips que, no futuro, deverão monitorar a saúde humana e o meio ambiente, foram apelidados de Anjos da Guarda.

Como ninguém espera que seu anjo da guarda fique sem energia quando mais se precisa dele, esses chips guardiões deverão ter seu próprio suprimento de energia.

Com esse objetivo, dois dos principais centros de pesquisa da Suíça, a Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) e a Politécnica de Zurique (ETH), se uniram em um projeto que pretende alimentar os chips diretamente com energia solar.

Mas para construir um anjo da guarda eletrônico de verdade, é preciso muito mais do que só o chip. É por isso que o projeto todo inclui 17 universidades e institutos de pesquisa e 11 parceiros industriais.

Energia do suco

O experimento: uma ou duas framboesas esmagadas numa pequena placa de vidro, cobertas por uma outra chapa com tinta branca e traços de lápis, tudo conectado através de dois eletrodos e exposto à luz.

Essa estranha montagem produz uma corrente elétrica capaz de fazer funcionar um motorzinho.

Especializada há 20 anos em células solares de baixo custo inspiradas na natureza, a equipe do Professor Michael Graetzel foi a escolhida para construir as casas-de-força dos chips anjos da guarda.

Idealmente, os Anjos da Guarda terão de funcionar sem consumir energia. Ou melhor, sem tocar na rede elétrica. Cada unidade vai produzir sua própria eletricidade. O desafio é duplo: a construção de chips que consomem o mínimo possível e obter a energia por conta própria sempre que possível.

Em temos de consumo, a meta é consumir 100 vezes menos do que os chips de silício atuais. A equação é simples: quanto menor o sistema, menor o consumo de energia.

Chips de nanotubos de carbono

Em suas instalações novinhas em folha, a EPFL imprime circuitos usando feixes de elétrons, cujo tamanho é medido em milionésimos de metro.

Além disso, tubos mil vezes menores "crescem" graças à capacidade dos átomos de carbono de se juntarem espontaneamente entre eles. Mais fortes do que o diamante, melhor condutores de eletricidade que o cobre, esses nanotubos de carbono são o material básico dos chips do futuro: minúsculos, ultra-rápidos e que esquentam muito pouco.

E, para alimentá-los, todos os meios são válidos. Energia solar, é claro (por exemplo, com uma variação "soft" das células Graetzel), mas também energia térmica (incluindo o calor do corpo) ou energia dinâmica.

Nesta última área, o trabalho está por conta do Centro de Eletrônica e Microtecnologia de Neuchâtel (ligado à EPFL), que vai disponibilizar seus pequenos nanogeradores, conversores piezoelétricos que produzem energia pelo simples movimento de andar de uma pessoa.

No futuro, os cientistas já falam em recuperar a energia das gotas de chuva que caem no chão.

Anjo da guarda com alarme

E tudo isso para que? O objetivo não é fazer arte pela arte, mas "transformar ciência e tecnologia em algo útil para a humanidade, algo que tenha um impacto em nossas vidas de todos os dias", resume Adrian Ionescu, chefe do "Nanolab" da EPFL e codiretor do projeto Anjo da Guarda, junto com seu colega Christofer Hierold, de Zurique.

Na prática, os chips Anjo da Guarda serão integrados nas fibras das roupas e funcionarão como sensores biomédicos, medindo continuamente os parâmetros vitais, como frequência cardíaca, pressão arterial ou glicemia, soando um alarme sempre que necessário.

Uma aplicação particularmente útil para ajudar, por exemplo, a manter as pessoas em casa em sociedades cada vez mais envelhecidas.

Os sensores também podem ser ambientais, para detecção de poeira na atmosfera, pólen, concentrações de ozônio, ou a chegada de tempestades e tsunamis. Comunicando entre eles, esses anjos da guarda instalados em pontos fixos ou móveis irão reconhecer os perigos e soar o alarme quando necessário.

Chip de emoção

Finalmente, os chips do futuro também devem ser capazes de detectar as emoções, para que o professor saiba, por exemplo, se os alunos estão lhe ouvindo ou para que o carro se recuse a obedecer a um motorista bêbado ou muito cansado.

As perspectivas também são grandes para os deficientes. Um experimento do centro de neuropróteses da EPFL permitiu que um aluno usando um boné repleto de eletrodos conseguisse movimentar uma cadeira de rodas apenas pelo pensamento.

Ainda assim, nem todos querem necessariamente ser assim analisados, monitorados, observados constantemente, mesmo que seja para seu próprio bem.

Sobre este ponto, Adrian Ionescu é categórico: os chips Anjos da Guarda não serão espiões, a tecnologia continuará sendo não-invasiva e todos poderão desconectá-la quando quiserem.

Nesse sentido, as dimensões éticas do projeto receberão uma atenção especial.

Os anjos da guarda do futuro serão eletrônicos
Algumas células solares orgânicas têm um princípio de funcionamento similar à fotossíntese das plantas.
[Imagem: Wang et al.]

Concentrados de tecnologia

Na verdade, como é que funciona mesmo aquela história com as framboesas? Muito simples: frutas contêm uma molécula, semelhante à clorofila das plantas, que libera elétrons quando exposta à luz.

E o grafite do lápis serve para conduzir esses elétrons até o fio.

Na prática, porém, as células Graetzel são feitas de um corante sintético, significativamente mais eficiente do que o suco de framboesa natural.

Células Graetzel

O químico alemão Michael Grätzel testou pela primeira vez as células solares que receberiam seu nome em 1991.

Também chamadas de "pigmento fotossensível, o processo é similar à fotossíntese das plantas: um corante depositado sobre a célula se comporta como uma espécie de clorofila artificial, transformando a radiação solar que é absorvida em eletricidade.

Significativamente mais baratas do que as células solares de silício, as células Gratzel também funcionam sob luz menos intensa, são insensíveis à temperatura e facilmente adaptáveis a qualquer aplicação, pois são flexíveis.

Elas podem captar a energia de ambos os lados e pode-se até escolher sua cor.

Mas foram necessários 20 anos para iniciar a produção industrial das células Graetzel.

Hoje, elas são produzidas em massa pela empresa G24i, na Inglaterra, que já vende uma pequena mochila vermelha com uma cruz branca decorada com um painel solar flexível para recarregar telefones celulares e tocadores de MP3.

Gigantes como Sony e Toyota também estão na corrida, na fase de protótipos industriais.







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