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Biodiversus
Morpho azul gigante Nome vulgar: Morpho azul gigante Nome científico: Morpho didius
GRANDES coisas a partir de um pequeno mundo ! … como é que a NANOTECNOLOGIA está a mudar o universo? Define-se por Nanotecnologia, a construção e utilização de materiais, dispositivos e máquinas na escala nanométrica (atômica / molecular) (1 e 100 nanômetros (nm)), fazendo uso de propriedades únicas que ocorrem naquelas pequenas dimensões e onde fenómenos singulares permitem novas aplicações. Abrangendo ciência, engenharia e tecnologia à nanoescala, a Nanotecnologia envolve visualização, medição, modelação e manipulação da matéria nessa escala de comprimento, ou seja, à escala do nanómetro. Um nanómetro (nm) é um bilionésimo de um metro (1.000.000.000 x mais pequeno do que 1 metro, ou seja, 1 x 10-9 m). A noção de quão pequeno um nanómetro é surge quando se compara 1 nm com objetos comuns. Assim, o diâmetro de uma bola de futebol é 26 cm ou seja, 260.000.000 nm, de um fio de cabelo de ~ 0,1 mm ou 100.000 nm, das células vermelhas do sangue de ~ 0,007 mm ou 7000 nm, de um nanotubo de carbono de ~ 1 a 10 nm e da hélice do ADN (ácido desoxirribonucleico) de 2 nm. Mas não se trata apenas de dimensão de escala. O mais interessante, e tecnologicamente desafiante, é que as propriedades de alguns materiais mudam nesta escala, permitindo aplicações absolutamente únicas. À escala nanométrica os efeitos quânticos tornam-se importantes e as propriedades electrónicas dos sólidos são alteradas por redução das suas dimensões. Macroscopicamente as propriedades de qualquer material são a média de um comportamento quântico, que afecta todos os átomos. À medida que se reduzem as dimensões, há um ponto a partir do qual o comportamento deixa de ser médio e, passa a ser ditado por interações a nível individual, atómico ou molecular, que pode ser muito diferente do comportamento destas entidades (átomos ou moléculas) quando agregadas numa estrutura de dimensão macro. Assim, pontos de fusão, fluorescência, condutividade
elétrica, permeabilidade magnética, reatividade química, entre outros, podem mudar à escala do nanómetro. Concretamente, substâncias opacas podem tornar-se transparentes (p.ex. cobre); materiais estáveis podem tornar-se instáveis, i.e. combustíveis (p.ex. alumínio); materiais insolúveis podem tornar-se solúveis (p.ex. ouro). O ouro é sem dúvida um bom exemplo. Na escala macro, o ouro é um óptimo condutor de calor e eletricidade, mas “insensível” à luz. No entanto, à escala nanométrica, nanopartículas de ouro podem absorver luz incidente, transformando-a em calor, calor este que pode ser suficiente para ser usado como um bisturi térmico miniaturizado, para aniquilar células nefastas. As superfícies super-hidrofóbicas nanoestruturadas e o efeito lótus são um outro exemplo emblemático da Nanotecnologia. A folha da Flor de Lótus (Nelumbo Nucifera Lotus) é conhecida por não molhar, ou seja, uma gota de água sobre a sua superfície mantém a sua forma esférica, deslizando facilmente. A este efeito chama-se o efeito lótus. Superfícies como estas são impermeáveis, auto limpantes e muito mais resistentes à contaminação por microorganismos. Materiais com superfícies desta natureza têm inúmeras aplicações tecnológicas importantes; são exemplos têxteis e superfícies impermeáveis e autolimpantes. Para se conseguir uma superfície super-hidrofóbica é necessário, juntamente com as propriedades químicas, controlar a topologia da superfície. No caso da Flor de Lótus, a presença de nanocristais de cera tornam a superfície das suas folhas super-hidrofóbicas. É assim fácil entender porque razão a construção e utilização de materiais, dispositivos e máquinas na escala nanométrica é tão importante. Tratam-se de tecnologias com grande potencial social e económico e transversais, abrangendo um vasto número de áreas com finalidades industriais, sociais, militares, ambientais, legais incluindo aplicações médicas, químicas, biológicas,
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As borboletas da espécie Morpho didius são facilmente reconhecíveis pela sua cor azul metálica brilhante e pela sua grande envergadura, que pode atingir uns impressionantes 20 centímetros. São das maiores borboletas do mundo. O lado inferior das asas é castanho e cinzento, com manchas oculares, padrões que se assemelham a olhos de animais. Vivem em zonas tropicais, podendo ser encontradas em toda a América Central e do Sul. A bela cor azul das borboletas Morpho (borboletas iridescentes) resulta não da pigmentação mas da existência de nano estruturas na superfície das suas asas, que estão cobertas de minúsculas escamas semitransparentes. Em cada escama há camadas de ranhuras microscópicas em espaços regulares que, por sua vez, têm ranhuras ainda menores nas laterais. A distância entre essas nano ranhuras laterais é inferior ao comprimento de onda da luz. Assim, essas ranhuras decompõem a luz e criam um padrão de interferência; em resultado disso, algumas cores são anuladas e outras são intensificadas.
físicas, computacionais, de comunicações, de materiais, entre muitas outras. Espera-se que trabalhando à nanoescala se enfrentem alguns dos maiores desafios atuais da humanidade, através do desenvolvimento de: i) energia limpa, segura e de baixo custo, ii) materiais resistentes e mais leves, iii) dispositivos médicos e medicamentos para detetar e tratar doenças mais eficazmente e com menos efeitos colaterais, iv) sistemas de iluminação ultra eficientes, v) sensores para deteção e proteção de pessoas e ambiente, entre outros. No entanto não há bela sem senão! A elevada área superficial específica das nanopartículas e nanomateriais e a sua elevada reatividade face a biorganismos, levanta questões importantes do foro da saúde pública. O tamanho extremamente pequeno dos nanomateriais torna-os mais rapidamente absorvidos pelo corpo humano, relativamente a partículas de maiores dimensões. A forma como essas partículas se comportam dentro do corpo humano não é ainda completamente conhecida. Sobrecarga de fagócitos, degradação ou acumulação de nanopartículas em órgãos, mecanismos de regulação de enzimas e outras proteínas, são aspetos atualmente em estudo. Tratando-se as Nanotecnologias de uma área emergente, existe um grande debate na comunidade sobre até que ponto as Nanotecnologias serão benéficas ou maléficas para a saúde humana. Um dos objetivos da Nanomedicina é também entender os aspetos relacionados com a toxicidade e impacto ambiental dos materiais nanométricos. No grupo de Investigação da Professora Paula Vilarinho (www.electroceramicsgroup.org) e no âmbito do laboratório Associado CICECO da Universidade de Aveiro, estão em estudo nanomateriais e nanoestruturas para aplicações na electrónica. Paula Vilarinho Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica
da osga têm o nome de lamellae. Cada lamella (singular de lamellae) é constituída por milhões de pequenos filamentos chamados setae. A extremidade de cada seta (singular de setae) divide-se em centenas de filamentos ainda mais pequenos, chamados spatulae. Os spatulae têm dimensões tão reduzidas que conseguem estabelecer ligações de Van der Waals com as moléculas das superfícies que as osgas “pisam”, independentemente da inclinação. Este sistema é tão eficiente que uma osga consegue sustentar todo o seu peso numa só pata. Com base na estrutura das patas das osgas foram criados dispositivos que podem ser usados no quotidiano, tais como adesivos fortes, velcros (onde se empregam nanotubos) e robôs que sobem paredes.
Ciência… ao pequeno-almoço!
No dia 13 de abril, pelas 11h00, no Hotel “As Américas”, realiza-se mais uma sessão do “Ciência…ao pequeno-almoço!”, atividade da Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro em parceria com o Hotel “As Américas”. Esta sessão será dedicada à química e contará com a presença de Maria do Amparo Faustino, docente do Departamento de Química da Universidade de Aveiro. Destina-se a crianças dos seis aos dez anos, e será, como sempre, acompanhada por um delicioso pequeno-almoço no Hotel “As Américas”. O bilhete é de 5€ (inclui pequeno-almoço da criança) e as inscrições deverão ser feitas através dos seguintes contactos: 234 427 053 ou fabrica.cienciaviva@ua.pt. Se a tua ementa do pequeno-almoço está cheia de "receitas" com limão puro… não é para provares, não te assustes! São protocolos simples e divertidos para recheares o teu domingo de manhã com surpresas de química! Não faltes a este pequeno-almoço repleto de química!
Férias da Páscoa com Ciência
Ciência na Agenda 3 abril (11h50) - Palestra Linkinmat – “Nanotecnologias”, com Paula Vilarinho, na Escola Secundária José Estêvão. 7>11 abril | 14>17 abril (9h00>17h45) – Férias da Páscoa com Ciência, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. 8 abril (10h00) - A Fábrica vai... à Pampilhosa da Serra, com a oficina Aprender ciência a brincar, no âmbito do projeto Cientistas na Serra. 10 abril (21h00) - Café de ciência Quintas da Ria – “Riscos na Ria de Aveiro – biodiversidade”, com Cristina Bernardes, Fátima Alves e Myriam Lopes, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
Para estas férias da Páscoa, a Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro programou vários dias de atividades com ciência, destinadas a crianças dos 6 aos 12 anos. Descobrir o som das aves que nos rodeiam; moldar arestas e vértices que depois se provam em saborosos biscoitos; dar vida a personagens num teatro de sombras; construir e programar robôs que se transformam em animais ferozes são apenas algumas das atividades propostas. As atividades decorrem de 7 a 11 de abril e de 14 a 17 de abril, As osgas conseguem andar de pernas para o ar ou subir facilmente das 9h00 às 17h45, sendo o valor da inscrição de 20€ por dia, superfícies, mesmo que estas estejam molhadas ou sujas, porque as suas patas estão cobertas de nano estruturas que aumentam com almoço e lanches incluídos. As inscrições são diárias e podem ser feitas por telefone (234 427 053) ou e-mail substancialmente a sua área superficial. As pequenas faixas com a forma de lâminas nos dedos das patas (fabrica.cienciaviva@ua.pt).
Mais vale saber...
Porque é que as osgas conseguem subir paredes?
11 abril (10h00) - A Fábrica vai... à Pampilhosa da Serra, com a oficina Scones com manteiga, no âmbito do projeto Cientistas na Serra. 12 abril (16h00) - Show de ciência Física Viva, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. 13 abril (11h00) - Ciência… ao pequeno almoço, no Hotel As Américas. 13 abril (11h00) - Domingo de manhã na barriga do caracol – “O Avô e os passarinhos”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro 2013