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A Ciência na linha… temporal! Iluminação
Desde os tempos mais remotos que o Homem tenta arranjar soluções para combater a escuridão. A iluminação começou pelo domínio do fogo, ganhando um novo rumo com a descoberta da eletricidade. Pelo caminho ficaram várias experiências falhadas, no entanto, sem elas não teriam sido possíveis as lâmpadas modernas.
Novo LED emissor de luz branca Investigação do CICECO, Universidade de Aveiro, abre novas perspetivas às fontes de iluminação de luz branca A iluminação é responsável por, aproximadamente, 20% do consumo mundial anual de energia, de acordo com a Agência Internacional de Energia. As fontes de iluminação mais usadas, como as lâmpadas incandescentes e as lâmpadas fluorescentes, são ineficientes convertendo apenas, respetivamente, cerca de 5% e 20% da energia elétrica em luz. Por outro lado, a energia usada na produção de iluminação mundial é uma das maiores causas de emissões de gases de efeito estufa (1900 milhões de toneladas de CO2 anuais, equivalente a 6% da emissão total de CO2 anual e a 70% do CO2 anual produzido por todos os veículos de transporte de passageiros). Os LEDs (sigla derivada do termo em inglês Light Emitting Diode) apresentam-se como uma alternativa energeticamente mais favorável e ambientalmente mais sustentável às fontes de iluminação convencionais, esperando-se, assim, que venham a dominar nas próximas décadas a indústria de iluminação. A relevância tecnológica e societal deste conceito foi reconhecida este ano pela Academia Sueca ao atribuir o prémio Nobel da Física a Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura pela invenção dos LEDs emissores de luz azul como precursores de fontes economizadoras de energia. A descoberta do LED azul permitiu adicionar esta cor aos LEDs vermelho e verde já existentes e gerar luz de qualquer cor, em particular, luz branca. A importância da luz na atividade humana foi, também,
recentemente destacada pela escolha da UNESCO do ano de 2015 como o Ano Internacional da Luz. Esta escolha é justificada não só porque a luz é necessária à existência da própria vida (fotossíntese) como, também, pelas miríades aplicações que revolucionaram a sociedade através da medicina, comunicação, entretenimento e cultura. A luz é transversal à ciência e à engenharia, estabelecendo grandes desafios para os decisores políticos e as partes interessadas na inclusão da luz no desenvolvimento tecnológico sustentável, em paralelo com a aposta de recrutamento e formação neste domínio. No que respeita a emissão dos LEDs, aqueles emissores de luz branca têm recebido uma considerável atenção nos últimos anos devido à sua capacidade de converter eletricidade em luz de forma mais eficiente do que aquela observada nas fontes de iluminação convencionais, aliada a maior tempo de vida e ausência de materiais tóxicos (por exemplo, as lâmpadas fluorescentes compactas contêm, em média, 5 mg de mercúrio). Ainda que menos explorados, outros motivos de atenção incluem a utilização de LEDs emissores de luz branca como estímulo externo no controlo do ritmo circadiano humano (ou de plantas ou bactérias) com impacto no estado fisiológico e na determinação dos padrões de atividade cerebral e regeneração celular. Estas são áreas emergentes onde a baixa dimensão e peso reduzido, baixo consumo e elevado tempo de vida dos LEDs são vantagens a explorar. Para além da possibilidade de produzir luz branca através da mistura das cores primárias de LEDs, destaca-se pelo menor custo, a combinação do LED azul revestido com um material que emite na região do amarelo por conversão parcial da luz azul. A mistura da luz azul não convertida com a emissão amarela do revestimento gera uma luz branca. As principais desvantagens destes últimos LEDs são um menor valor do índice de reprodução de cor (parâmetro que mede o grau de distorção da perceção da cor dos objetos quando iluminados
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com LEDs face à iluminação natural) e baixa temperatura de cor que revela que a cor branca é diferente daquela observada nas lâmpadas convencionais. Por esta razão, a luz branca destes LEDs é, usualmente, designada por luz fria, por se afastar dos padrões de iluminação das sociedades ocidentais, sendo este um obstáculo à sua inclusão massiva na iluminação interior. Acrescenta, ainda, que os atuais LEDs brancos comerciais contêm elementos óticos como, por exemplo, iões lantanídeos que elevam o custo de produção e exigem um processo de reciclagem complexo. Neste contexto, foi desenvolvido um novo LED cuja emissão de luz branca apresenta melhor índice de reprodução de cor e temperatura de cor face ao atual LED branco, sendo uma solução de iluminação mais próxima da luz natural. Para tal, foi desenvolvido um novo material formado por partículas de dimensões nanométricas (um milhões de vezes mais pequenas do que o milímetro). Tais partículas foram depositadas na superfície de um LED comercial que emite radiação ultravioleta que é convertida em luz branca com elevado brilho. Este novo material é não-tóxico, é feito a partir de materiais abundantes, baratos e de fácil reciclagem e que podem ser encontrados na natureza em minérios, como a bauxite que tem uma produção anual elevada de 200 milhões de toneladas. Características desejáveis de um ponto de vista industrial e ambiental. Este trabalho foi publicado pela Nature Communications, uma das revistas científicas mais prestigiadas do mundo, e foi feito em parceria com a Humboldt-Universität, Berlin-Alemanha, a Universidade Federal de Pernambuco, Recife-Brasil e Chinese Academy of Science, State Key Laboratory of Luminescence & Applications, Changchun-China. Maria Rute A. S. Ferreira André CICECO e Departamento de Física, Universidade de Aveiro
1 Milhão de anos – Domínio do fogo. 3000 a 400 BC – Primeiros registos de uso de velas pelos Egípcios e Chineses. 1783 – Ami Argand cria a lâmpada a óleo com uma chaminé de vidro à volta. 1790 – Construção da lâmpada de hidrogénio por Alessandro Volta. 1800s – Humphrey Davy cria a primeira lâmpada de arco. 1840 – Warren De la Rue produz a primeira lâmpada incandescente, mas pouco prática. 1854 – Henricg Globel usando um filamento de bambu carbonizado colocado dentro de um vidro dá origem ao conhecido aspeto bolha das lâmpadas. 1875 – Herman Sprengel descobre a bomba de vácuo. A sua invenção permitiu o desenvolvimento de uma lâmpada elétrica mais prática devido a criação de vácuo dentro da bolha de vidro. 1877 – Devido à sua eficiência, a lâmpada de arco criada por Pavel Yablochkov começa a ser usada no sistema de iluminação público.
Biodiversus Pirilampo
Nome vulgar: Pirilampo Nome científico: Lampyris noctiluca Os pirilampos, também popularmente conhecidos por luze-cus, são insetos coleópteros pertencentes à família Lampyridae, grupo em que, na maioria das espécies, as larvas e os adultos são bioluminescentes, ou seja, são capazes de emitir luz a partir de uma reação química. A palavra Lampyra vem do grego e significa “portador de lanterna”. Os adultos machos e fêmeas são cinzento-acastanhados, com o corpo achatado composto por segmentos articulados, e apresentam um dimorfismo sexual muito acentuado. As fêmeas medem 1,5 a 2 cm de comprimento e são ápteras, ou seja, não possuem asas. Os machos medem 1 a 1,5 cm; apresentam as asas posteriores membranosas cobertas por asas anteriores rígidas; a cabeça é muito pequena e com grandes olhos esféricos. As larvas são semelhantes às fêmeas mas têm a cabeça mais pequena. A característica mais familiar dos pirilampos não diz respeito à sua morfologia, mas sim ao facto de tanto os adultos, machos e fêmeas, como as larvas, emitirem luz. O último segmento do abdómen apresenta dois pontos luminosos sob as faces ventral e dorsal. Esta emissão de luz resulta de uma reação química na qual uma substância chamada luciferina, ao combinar-se com o oxigénio na presença de uma enzima, a luciferase, fica oxidada e emite luz. Trata-se de uma reação extremamente eficiente que praticamente não envolve a produção de calor, com cerca de 90% da energia a ser convertida em luz visível. As larvas emitem luz para proteção própria, alertando os predadores de que possuem substâncias químicas nocivas, enquanto que nos adultos a emissão de luz permite atrair e encontrar parceiros.
POESIA, LIVROS E CIÊNCIA HUMANISMO E CIÊNCIA: DA MATÉRIA POÉTICA À MATÉRIA MÉDICA
2 FEVEREIRO’15 | 17h30
Um momento de poesia, livros e ciência terá lugar no próximo dia 2 de fevereiro, às 17h30, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. Nesta sessão, que tem como título “Humanismo e ciência: da matéria poética à matéria médica”, serão apresentados dois livros centrados no estudo da obra poética e médica de Diogo Pires e de Amato Lusitano. Haverá ainda oportunidade para um momento de revisitação da poesia de Diogo Pires, dita por Maria do Rosário Rebelo e António Andrade. A entrada é livre. PROGRAMA 17h30 – Apresentação do livro “O Cato Minor de Diogo Pires e a poesia didáctica do século XVI”, da autoria de António M. L. Andrade| por João M. N. Torrão (CLLC – Departamento de Línguas e Culturas da Universidade de Aveiro) 18h00 – Poemas de Diogo Pires ditos por Maria do Rosário Rebelo e António Andrade 18h30 – Apresentação do livro “Humanismo e Ciência: Antiguidade e Renascimento”, com a coordenação de António M. L. Andrade, Carlos de Miguel Mora e João M. N. Torrão| por Henrique Leitão (CIUHCT – Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa)
1878 – Sir Joseph Wilson Swan inventa a primeira lâmpada elétrica de longa duração. Iluminava umas escassas 13,5 horas. 1879 – Thomas Edison fabrica a primeira lâmpada de incandescência comercializável, fazendo uso das patentes compradas anos antes a Henry Woodward e Matthew Evans e copiando o desenho de Sir Joseph Wilson Swan. 1898 – Três anos após criar a lanterna (aparelho de iluminação portátil), David Misell patenteia a sua invenção. 1927 – Oleg Losev inventa o LED. 1968 – Produção em massa da tecnologia LED aperfeiçoada por Nick Holonyak. Atualidade – No último meio século, têm sido feitos melhoramentos às diferentes tecnologias de iluminação com o objetivo de melhorar o seu design e eficiência energética, mantendo ou melhorando a qualidade de luz emitida.
Ciência na Agenda
30 jan
18h30 Perspetivas Arte&Ciência –
01 fev
11h00 Domingo de manhã na barriga do caracol –
02 fev
17h30 Café de Ciência – “Humanismo e Ciência: da
12 fev
21h15 Quintas da Ria – “As embarcações e as rotas
15 fev
11h00 Pai, vou ao espaço e já volto! - “O Homem
Inauguração da Exposição Coletiva de Imagens Científicas “Nanos”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. “O Presente do Jardineiro”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
matéria poética à matéria médica”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
na Ria de Aveiro”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. na Lua”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro. Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro 2015