Tendências tecnológicas: teletransporte de energia, nanotubos de carbono, vidro líquido zero

Demonstrado teletransporte de energia na computação quântica, nanotubos de carbono para baterias de armazenamento e um novo forno movido a energia verde para produção de vidro estão no radar tecnológico desta semana.

O conceito de teletransporte – a transferência de objetos de um lugar para outro sem atravessar o espaço intermediário – tem sido tema de ficção científica desde a década de 1870.

Desde então, o teletransporte quântico de informações emergiu como um fenômeno bem compreendido do mundo quântico - e agora, usando a computação quântica, Kazuki Ikeda, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Universidade Stony Brook, em Nova York, relatou a primeira demonstração de o teletransporte de energia, a diferença é que a energia é uma quantidade física, enquanto a informação não é.

O conceito subjacente ao teletransporte de energia quântica é que a energia pode ser extraída de flutuações naturais de partículas emaranhadas, ou seja, partículas que estão conectadas à distância, e Ikeda relata que a demonstração é consistente com “a solução exata da teoria”.

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A demonstração de Ikeda ocorreu em computadores quânticos da IBM, mas ele prevê que em breve será possível teletransportar energia através de distâncias mais longas através de uma Internet quântica, que deverá estar em uso prático por volta de 2030 e, eventualmente, em todo o mundo.

Além das implicações para o desenvolvimento da tecnologia de informação e comunicação e da física quântica, permitir que quantidades físicas sejam negociadas concretamente na rede quântica significa que nascerá um novo mercado económico, afirma.

Apesar desses avanços, o teletransporte de nós, humanos, ainda está a muitos anos de distância, ou nunca, e permanece para os sonhadores de viagens no tempo.

Os nanotubos de carbono de parede única alinhados verticalmente possuem propriedades mecânicas, elétricas e de transporte que os tornam adequados para diversas aplicações, desde separação de membranas até gerenciamento térmico e fiação de fibras.

Também poderiam ser utilizados no armazenamento de energia, mas até agora a sua integração generalizada nas tecnologias da próxima geração é frustrada pela falta de capacidades económicas e compatíveis de produção em massa.

No entanto, isso parece prestes a mudar. Atualmente, os nanotubos são normalmente feitos em substratos como silício ou wafers de quartzo que são rígidos, caros e eletricamente isolantes.

Agora, um novo trabalho dos cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore com substratos metálicos Inconel permitiu-lhes integrar os nanotubos em dispositivos flexíveis, eliminando uma etapa de transferência do Si para outros substratos e minimizando as resistências de transporte elétrico ou térmico na interface nanotubo-substrato. Isto é crítico para aplicações eletrônicas e de armazenamento de energia.

Inconel é uma família de superligas à base de níquel-cromo que são materiais resistentes à oxidação e à corrosão, adequados para uso em ambientes extremos sujeitos a pressão e calor.

“A transição do crescimento de nanotubos de carbono de alta qualidade de substratos tradicionais de Si para folhas metálicas abre a porta para uma fabricação mais econômica, em grande escala, semicontínua e rolo a rolo de compósitos CNT multifuncionais, membranas nanoporosas e dispositivos eletroquímicos”, disse o cientista do LLNL Francesco Fornasiero.

A síntese de nanotubos de carbono de parede única de alta qualidade em folhas metálicas seria especialmente valiosa para dispositivos de armazenamento de energia, como baterias de íons de lítio. Embora os materiais grafíticos sejam comuns como ânodos, a sua capacidade fica aquém das necessidades de armazenamento de energia em rápida evolução.

A Encirc Glass, fabricante de vidro parceira na iniciativa de descarbonização industrial HyNet, no noroeste da Inglaterra, e a empresa de bebidas alcoólicas Diageo lançaram um plano para criar as primeiras garrafas de vidro com emissões líquidas zero do mundo em grande escala até 2030.