Mecânica - Tecnologias que você não vê beneficiarão o que você vê e usa

Tecnologias de processo Tecnologias que renderão bilhões de dólares nos próximos anos serão adotadas sem que os usuários sequer percebam.
Isto porque não são tecnologias de produto, como o tablet do momento ou o motor mais moderno do seu carro.
São tecnologias de processo, que tornam aquilo que você usa, ou usará no futuro, mais eficiente, mais fácil de fabricar e, por decorrência, mais barato.
É o caso de dois avanços de impacto divulgados nesta semana.
O primeiro mostra como não apenas o tablet do momento, mas os de todos os momentos futuros, podem ser beneficiados pelas pesquisas com fusão nuclear.
O segundo mostra como um mineral e um bom trabalho em um laboratório de química podem se traduzir em ganhos econômicos e ambientais globais.

Minirreator: quatro capacitores (embaixo) fornecem 10.000 volts para separar os elétrons do xenônio de seus núcleos, criando um plasma eletricamente carregado. [Imagem: U. of Washington]

Plasmando a eletrônica
A equipe do Dr. Uri Shumlak, da Universidade de Washington, está tentando viabilizar a criação de uma estrela artificial, uma máquina de fusão nuclear para gerar energia renovável e sem resíduos.
Para isso eles lidam com plasma, o quarto estado da matéria. O plasma de hidrogênio no Sol é tão quente que os núcleos de hidrogênio se fundem liberando energia.
Mas quando ainda estudava seu protótipo em escala de laboratório, o pesquisador descobriu que já possuía uma tecnologia muitíssimo superior à que é necessária para que a indústria eletrônica fabrique componentes cada vez menores - mais especificamente, 1.000 vezes melhor.
A litografia usada para a fabricação de chips depende de uma fonte de luz - uma máquina de US$100 milhões para fazer a luz ricochetear em uma série de espelhos e lentes, até atingir a superfície da pastilha de silício.
Como os transistores precisam ficar cada vez menores, muito menores do que o comprimento de onda da luz, os esforços atuais se concentram na construção de fontes de luz ultravioleta extrema, para tentar alcançar os 13,5 nanômetros especificados pela indústria como o próximo degrau para manter a Lei de Moore em vigor.
O problema é que espelhos e lentes sempre absorvem um pouco da luz, e o feixe chega no silício fraco demais, em "fagulhas" que duram entre 20 e 50 nanossegundos.
Shumlak e sua equipe criaram um feixe de plasma que dura 1.000 vezes mais, de 20 a 50 milionésimos de segundo.
"Isso se traduz diretamente em mais luz na saída, mais potência atingindo a pastilha de silício, de tal forma que você pode movê-la durante um período razoável de tempo," explicou o pesquisador, referindo-se ao movimento necessário para desenhar os transistores.
Ele agora está em busca de investidores para integrar o feixe de plasma aos equipamentos já usados pela indústria eletrônica, a tempo de pegar a próxima geração de processadores.

1 grama de zeólita tem uma superfície de 1.000 metros quadrados, fazendo com que os líquidos atinjam os catalisadores passando pelos inúmeros túneis do material. [Imagem: Michael Tsapatsis Lab]

Catalisando a química
E, já que computadores e automóveis são os elementos dinâmicos da chamada "economia moderna", o outro avanço não poderia deixar de beneficiar os possantes - e muito outros produtos.
Cada gota de gasolina que seu carro consome percorre um longo caminho na refinaria, em uma série de reações químicas que fazem com que não lembre em nada o petróleo da qual se originou.
E todas essas reações químicas dependem de catalisadores.
Michael Tsapatsis e seus colegas da Universidade de Minnesota desenvolveram uma técnica que usa zeólitas para dar ao material que está sendo processado um acesso ultrarrápido ao catalisador.
O ganho é comparável a retirar os compostos químicos de onde eles correm hoje, a um ritmo de uma rua estreita de um bairro, e levá-los para uma rodovia de várias pistas sem limite de velocidade.
"O impacto dessa nova descoberta é enorme," disse Tsapatsis, acrescentando que ela terá uso não apenas na produção de gasolina e diesel, mas também na fabricação de plásticos, biocombustíveis, medicamentos, enfim, em toda a indústria química.
Eles usaram materiais altamente porosos, chamados zeólitas. Essa espécie de cerâmica foi crescida artificialmente na forma de nanofolhas ultra-finas, que se dobram em ângulos de 90 graus, formando uma estrutura parecida com um castelo de carta - ou seja, são poros dentro de poros.
Como a área superficial disponível é muito maior - 1 grama de zeólita tem uma superfície de 1.000 metros quadrados - os líquidos podem atingir os catalisadores passando pelos inúmeros túneis do material.
Segundo os pesquisadores, além da maior velocidade, o processo apresentou ganhos em estabilidade e seletividade, tudo ao mesmo custo do que é feito hoje - só que para uma produção que poderá ser centenas e até milhares de vezes maior.