p Sensores cerebrais e etiquetas eletrônicas que se dissolvem. Aumentar o potencial das fontes de energia renováveis. Estes são exemplos das pesquisas mais recentes de dois cientistas pioneiros selecionados como palestrantes Kavli deste ano no 247º Encontro e Exposição Nacional da Sociedade Química Americana (ACS). p A reunião apresenta mais de 10, 000 apresentações das fronteiras da pesquisa química, e está sendo realizado aqui até quinta-feira. Duas dessas palestras são apoiadas pela Fundação Kavli, uma organização filantrópica que incentiva a inovação científica básica. Essas palestras, que são os destaques da conferência, destacar o trabalho de pesquisadores jovens e estabelecidos que estão expandindo os limites da ciência para resolver alguns dos problemas mais urgentes do mundo.

p Lidando com questões de saúde e sustentabilidade simultaneamente, John Rogers, Ph.D., está desenvolvendo uma vasta caixa de ferramentas de materiais - de magnésio e silício a seda e até mesmo papel de arroz - para fazer eletrônicos biodegradáveis ​​que podem ser usados ​​em uma variedade de aplicações. Ele apresentará "A aula de Inovações de Fred Kavli em Química".

p "O que estamos descobrindo é que existe uma paleta robusta e diversificada de opções de materiais em todos os níveis, "disse Rogers, quem está na Universidade de Illinois, Urbana-Champaign. "Para o maestro, para o semicondutor, para a camada isolante e a embalagem e o substrato, pode-se selecionar e escolher os materiais, dependendo dos requisitos da aplicação. "

p A equipe de Rogers está trabalhando para incorporar alguns desses elementos em sensores que podem, por exemplo, detectam o início precoce do inchaço e das mudanças de temperatura no cérebro após ferimentos na cabeça e desaparecem quando não são mais necessários. Hoje, os dispositivos projetados para essas finalidades são conectados - eles precisam ser implantados e, posteriormente, completamente removidos, uma vez que não sejam mais necessários. O sensor de Rogers pode ser implantado, mas funciona sem fio e, depois de usar, "simplesmente desapareça." Isso elimina o risco de infecção e outras complicações associadas à remoção cirúrgica dos dispositivos. Rogers testou com sucesso os primeiros protótipos de sensores em animais de laboratório e prevê que tais dispositivos possam ser usados ​​um dia em pacientes humanos.

p Seu grupo também está trabalhando em etiquetas de identificação de radiofrequência biodegradáveis, ou etiquetas RFID. Atualmente, RFIDs são produzidos aos bilhões e usados ​​em tudo, desde jeans para rastrear o estoque com precisão até cartões inteligentes e injetados em animais de estimação. Eles também são encontrados em embalagens de produtos que vão para aterros sanitários. Usando celulose, zinco e silício, Rogers fez com sucesso etiquetas RFID dissolvíveis no laboratório. A próxima etapa seria descobrir como aumentar a produção e comercializá-la.

p "Estamos bastante otimistas, "Rogers disse." Nós vemos o caminho a seguir e estamos quase na metade do caminho. "

p Apresentando a "Palestra Líder Emergente em Química da Fundação Kavli" está Emily Weiss, Ph.D., da Northwestern University. Seu laboratório está focado em obter o máximo possível de nanomateriais combinados e combinados que estão sendo desenvolvidos para maximizar as fontes de energia renováveis. Os cientistas agora podem projetar esses materiais com uma precisão sem precedentes para capturar grandes quantidades de energia, por exemplo, do sol e de fontes de calor. Mas obter toda essa energia desses materiais e distribuí-la pelo mundo para energizar casas e dispositivos têm sido os maiores obstáculos.

p "A corrente elétrica se origina do movimento dos elétrons através de um material, "Weiss explicou." Mas à medida que se movem através de um material ou dispositivo, eles encontram lugares onde precisam pular de um tipo de material para outro no que é chamado de interface. Por interfaces, Quero dizer lugares onde partes do material que não são exatamente iguais se encontram. O problema é quando um elétron tem que passar de um material para outro, ele perde energia. "

p À medida que as estruturas dos materiais ficam menores, o problema de interface é amplificado porque os nanomateriais têm mais área de superfície em comparação com seu volume. Portanto, os elétrons nesses dispositivos avançados precisam viajar por mais e mais interfaces, e sempre perdem energia na forma de calor.

p Mas, graças aos últimos avanços em instrumentos analíticos e poder de computação, O grupo de Weiss está prestes a transformar essa desvantagem em uma vantagem. "Em vez de ver todas essas interfaces como negativas, agora não precisamos considerar isso uma desvantagem, ", disse ela." Podemos projetar uma interface de forma que possamos nos livrar dos defeitos e dessa lentidão. Na verdade, podemos usar interfaces cuidadosamente projetadas para aprimorar as propriedades do seu dispositivo. Esse tipo de filosofia está começando a se firmar. "