Clivagem em fibra microestruturada polimérica

A clivagem em uma fibra óptica é importante para se obter o mínimo possível de perdas de potência no acoplamento da luz. A seção transversal da fibra deve estar plana para facilitar possíveis emendas.

A clivagem em uma fibra microestruturada polimérica (baseada em PMMA - polimetilmetacrilato) não é um processo simples. Tanto a fibra quanto a lâmina devem estar previamente aquecidas, e na temperatura certa, para um corte perfeito. A figura abaixo mostra um exemplo.


Observe que os buracos não estão obstruídos por pedaços do material da fibra.

Os pesquisadores S.H. Law, G.W. Barton, M.A. van Eijkelenborg e M.C.J. Large da University of Sydney (Austrália) em parceria com J.D. Harvey, R.J. Kruhlak, M. Song e E. Wu da University of Auckland (Nova Zelândia) escreveram um excelente artigo sobre clivagem em fibras poliméricas microestruturadas que pode ser encontrado aqui.

A máquina de clivagem projetada e usada pela Universidade de Sydney é a seguinte:


Como na UTFPR não temos tanto dinheiro nem gente suficiente para projetar uma máquina como essa, apelamos para a improvisação.

Uma boa temperatura para a lâmina e a fibra fica em torno de 80 graus Celsius. Para chegar a tal temperatura usamos essa "sofisticada" fonte de calor:

Também usamos essas lâminas de "alta precisão".

Para montar uma espécie de guilhotina.


Com isso, montamos um clivador ao estilo McGyver.

Usamos uma fonte variável de tensão para estabilizar nossa "fonte de calor".


Uma fibra polimérica multimodo foi gentilmente enviada pela Aston University (Birmingham, Reino Unido). A primeira clivagem nós fizemos em temperatura ambiente, em torno de 20 graus Celsius. O resultado foi ridículo:


É impossível perceber o padrão de buracos da fibra.

Usando nossa maravilhosa máquina de clivagem, aquecendo a lâmina e a fibra até chegar a uma temperatura próxima de 80 graus Celsius, conseguimos um resultado mais aceitável:


Essa é uma foto com uma ampliação de 100 vezes. Observa-se que essa fibra tem padrão hexagonal e seu núcleo é sólido. As rebarbas na parte superior da foto mostram que a mecânica da nossa máquina de clivagem precisa ser melhorada, a lâmina precisa ultrapassar o nível da fibra, isso vai ser resolvido aumentando a profundidade do sulco no plano da lâmina. O importante é que os buracos não foram obstruídos como na foto anterior. NOSSA MÁQUINA DE CLIVAGEM, APESAR DE PRIMITIVA, PODE FUNCIONAR BEM.

A foto abaixo mostra uma ampliação de 40 vezes:

Com um pouco de paciência tudo vai dar certo.

E assim fazemos ciência em um país subdesenvolvido mas com um povo criativo.

O Problema Imortal

Os enxadristas gostam de dar nomes pomposos para partidas e problemas espetaculares.
Assim como a partida entre Adolf Andersen vs. Lionel Kieseritzky (Londres, 1851) é denominada de "A Imortal", o seguinte problema, criado pelo Dr. Conrad Bayer e publicado no London Era em 1856, é chamado de "O Problema Imortal". A situação inicial é a seguinte:

Brancas jogam, mate em 9 lances.

Observe que se essa situação se repetisse em uma partida real as brancas estariam em grande vantagem. A solução desse problema é surpreendente.

As brancas começam movendo a torre de b4 para b7 forçando a dama negra a capturá-la (se as negras responderem com 1-.....Bc7 será mate em 4 lances: 1-Tb7 Bc7, 2-Dxc7 Dxc7+, 3-Txc7+ Rg8, 4-Ta8# Xeque-mate).

1- Tb7......D x b7

Na seqüência, as brancas atacam o rei negro eliminando o peão de g6 com o bispo, a única saída para o rei é capturá-lo.

2- B x g6+.......R x g6

Agora as brancas atacam o rei com a dama, o rei é forçado a capturar o cavalo branco (se 2- ... Rh5 o mate acontece com 3- Th4#)

3- Dg8+........R x f5

As brancas atacam o rei com a dama novamente em g4, forçando-o a ir para e5.

4- Dg4+....... Re5

As brancas continuam atacando com a dama em h5, obrigando as negras a defender o rei com a torre em f5.

5- Dh5+........Tf5

As brancas avançam o peão de f3 dando xeque ao rei. A única alternativa para as negras é a captura do peão pelo bispo de h2.

6- f4+..........B x f4

As brancas ativam a dama capturando o cavalo negro e atacando o rei em e2, o que leva as negras a capturá-la com o bisbo de d1.

7- D x e2+.......B x e2

Sem a dama, as brancas dão xeque ao rei levando a torre de a4 para e4.
A torre é capturada pelo peão de d5.

8- Te4+..........d x e4

Observa-se que nesse estágio as brancas já sacrificaram quase todas as suas peças numa combinação brilhante. Finalmente vem o lance fatal:

9- d4#
Xeque-mate

Os problemas de xadrez são uma forma divertida de montar combinações letais.

Uma coleção de 200 problemas (com soluções), publicados inicialmente em 1866, pode ser encontrada aqui.

Além disso, problemas selecionados do torneio promovido pelo Era em 1857 podem ser encontrados aqui.

Aerogel

Outra coisa divertida da nanotecnologia: Aerogel, o sólido mais leve que existe.
Desenvolvido com sílica em 1930, só foi levado a sério em 1960 quando foi pesquisada sua aplicação como um meio de armazenamento de combustíveis de foguetes. Porém, eram bastante frágeis.

Hoje o aerogel pode ser fabricado misturando sequências de sílica nanoparticuladas com polisocianato, um dos dois componentes do poliuretano. Dessa forma, ele ficou 100 vezes mais resistente. Esse trabalho foi feito por pesquisadores da Universidade Missouri-Rolla (Estados Unidos), chefiados pelo professor Nicholas Leventis. Os pesquisadores afirmam ter construído o sólido mais leve e mais resistente do mundo.

Um bloco de aerogel é composto por 99,8% de ar (por isso é tão leve), tem baixa condutividade térmica, baixo índice de refração e tem um grande potencial de uso industrial, de tanques de aeronaves à roupas de inverno extremamente leves.

Uma galeria de fotos sobre aerogel pode ser vista aqui.

Foto de um guia de onda em cristal fotônico.

Guia de onda fabricado com pilares de silício por T. Zijlstra e E.W.J.M. van der Drift, pesquisadores do Delft Institute of Microelectronics and Submicron Technology (DIMES) na Holanda.
Cada pilar tem 205 nm de diâmetro e estão separados a uma distância de 570 nm. O guia é construído removendo colunas de pilares.
Mais detalhes sobre a fabricação desse guia podem ser encontrados aqui.

Guia de onda em cristal fotônico

Essa é uma das propriedades dos guias de onda em cristais fotônicos: Curvas de 90 graus com pouquíssimas perdas (e sem usar espelhos). Mais uma forma de escravizar a luz.