Ímã é aquele tipo de coisa que é tão banal no nosso cotidiano, que achamos que já sabemos tudo sobre ele. No entanto, esse objeto é crucial para muito mais tecnologias emergentes do que você poderia esperar. O bom e velho ímã está prestes a mudar tudo – da forma como nós dirigimos ao tratamento de câncer.
1. Trens maglev
No início deste ano, o Japão quebrou um recorde mundial de velocidade para um trem: 589 quilômetros por hora. Como eles fizeram isso? Com ímãs, é claro.
O Japão utilizou um trem maglev, um tipo especial de trem de alta velocidade que troca rodas por ímãs. Como ímãs ajudam os trens a ir mais rápido? A fricção é totalmente eliminada. Os trens pairam acima dos trilhos, sem rodas, e são puxados a velocidades inacreditáveis usando eletroímãs.
O trem digno do Guinness do Japão funciona usando o princípio clássico de repulsão magnética. As forças a serem repelidas uma da outra são os ímãs supercondutores a bordo do trem e as bobinas magnéticas nos lados dos carris de guia. Essas forças opostas com pólos norte e sul alternados criam um efeito que o empurra para a frente.
Também incorporadas aos trilhos estão mais bobinas que se tornam eletroímãs à medida que os ímãs supercondutores a bordo do trem passam. Isso cria uma segunda força que eleva o trem alguns centímetros do chão. Os trilhos guia do maglev no Japão são em forma de U para evitar descarrilamentos.
Graças a esta noção simples de física, os trens maglev são mais ecologicamente corretos, mais rápidos, mais silenciosos e têm corridas mais suaves do que trens tradicionais.
Ferrovias de alta velocidade existem nos países desenvolvidos em todo o mundo há décadas, mas esses modelos supervelozes de maglev marcam o próximo estágio da evolução nos trens. Na verdade, quando o primeiro-ministro japonês, Shinzo Abe, visitou os EUA no início deste ano em uma viagem diplomática, ele disse que quer que o governo japonês ajude a construir um trem maglev ligando as cidades de Baltimore e Washington, DC, que ficam a aproximadamente 60 quilômetros de distância uma da outra. Como ímãs significam grandes projetos de infraestrutura, eles também significam um grande negócio.
Países de todo o globo começaram a perseguir essa nova tecnologia de transporte. Xangai têm executado um maglev na China há mais de uma década, e o Incheon Airport de Seul vai ostentar um trem maglev em menor escala ainda este ano.
2. Hoverboards
À medida que 2015 se aproximava, as pessoas começaram a exigir uma hoverboard no estilo de “De Volta para o futuro 2”. Agora, as empresas estão realmente tentando entregar esse produto dos sonhos. Será que eles vão conseguir fazer este modo de transporte futurista aprovado por Marty McFly para os consumidores? Usando ímãs, já estão chegando perto.
Como contamos aqui no HypeScience, no início deste mês, a Lexus estreou sua pista de hoverboard, alcançando o que acreditava-se ser inatingível: apesar de pesada e desajeitada, era um objeto parecido com um skate no qual você podia andar e que realmente flutuava a alguns centímetros do chão. Lexus descreve o gadget como “colocar a tecnologia maglev em uma prancha”. Há, ainda, outra prancha que usa uma tecnologia maglev similar chamada Hendo.
O corpo da prancha da Lexus contém supercondutores cercados por reservatórios de hidrogênio líquido que os resfriam a menos 196 graus Celsius, mais dois ímãs em cada extremidade da prancha. A hoverboard é colocada sobre um piso com ímãs incorporados a ele e, então, a prancha é levantada de uma forma semelhante a um trem maglev.
Ainda há muito a ser cético em relação a tecnologia, no entanto. Estas placas são difíceis de controlar, só podem pairar sob certas condições e sua bateria dura muito pouco. Mas, como é o caso desses supertrens surgindo em todo o planeta, ímãs significam grandes avanços para o transporte de amanhã.
3. Pílulas de detecção de câncer
Tecnologias emergentes muitas vezes parecem algo muito ambicioso no início, e o arsenal de projetos ousados do laboratório Google X não é exceção. Um em particular usa ímãs de uma forma surpreendente: colocando-os em pequenas pílulas para farejar doenças mortais no corpo humano.
Como isso funciona? A resposta está em nanopartículas magnéticas – partículas ridiculamente pequenas que contêm um material magnético inofensivo que se ligam às células cancerosas circulando na corrente sanguínea de um paciente. O Google quer desenvolver um comprimido preenchido com essas nanopartículas que iria viajar pela corrente sanguínea do usuário em busca de células cancerosas. Estas descobertas seriam transmitidas de volta para um sensor que a pessoa usaria no pulso, onde as nanopartículas magnetizadas de detecção de câncer se reuniriam. Isso ajudaria os médicos a descobrir o câncer precocemente em pacientes.
Outras pessoas também têm tentado transformar os ímãs em armas superpoderosas contra o câncer. Em 2012, pesquisadores sul-coreanos disseram que tinham encontrado uma maneira de usar um campo magnético para destruir células cancerosas. Isso seria uma vantagem em relação à quimioterapia, uma vez que ela também pode prejudicar inadvertidamente células não cancerosas no corpo.
4. Controle de calor e de som
Parece uma subtrama de “X-Men”, mas os cientistas mostraram recentemente que os campos magnéticos podem ser usados para manipular calor e som.
Pesquisadores da Ohio State University anunciaram no início deste ano que eles podem controlar o calor com campos magnéticos. Mas sua descoberta afeta o som também. Eles examinaram as propriedades magnéticas dos fônons, que são partículas que transmitem som e calor. Usando um campo magnético do tamanho do utilizado em aparelhos de ressonância magnética, eles controlaram o comportamento de fônons e reduziram a quantidade de calor que flui através de um semicondutor em 12%.
O trabalho da equipe é importante porque mostra que os campos magnéticos podem manipular calor em materiais que não são tradicionalmente magnéticos, como vidro, plástico ou pedra. Atualmente, no entanto, isso requer um ímã enorme. A equipe também disse que poderia direcionar as ondas sonoras magneticamente – mais uma vez, se o campo magnético fosse grande o suficiente.
Até agora, os fônons não eram tão extensivamente estudados como, por exemplo, os fótons. Conforme explicam os estudiosos, tanto seu calor quanto seu som envolvem átomos vibrando – expressões de uma mesma forma de energia mecânica quântica.
A equipe admite que essa descoberta ainda está, em grande parte, amarrada a laboratórios. O experimento utilizou um ímã de 7 tesla, que não cresce exatamente em árvores por aí no mundo real, e também envolveu refrigerar os fônons para perto do zero absoluto, a fim de retardar seu movimento para o estudo – a hoverboard e os trens maglev também precisam de temperaturas muito frias para ativar o potencial dos ímãs.
Ainda assim, é uma grande descoberta que poderia fazer com que cientistas reavaliem seriamente a forma como interpretam e estudam fônons. Usar campos magnéticos para conduzir calor e som poderia abrir muitas portas na produção de energia.
5. Estradas para os carros sem motorista
Veículos autônomos são os novos queridinhos entre as empresas de tecnologia, automóveis e startups de todos as matizes. E este campo está ficando cada vez mais competitivo. Mas dado quão propensos a acidentes estes carros sem motorista podem ser, precisamos ter certeza de que nossas rodovias estão prontas para sua chegada massiva. Mais uma vez, a resposta pode estar nos ímãs.
A Volvo anunciou no ano passado que havia concluído um projeto de pesquisa que mostrou as vantagens da implantação de sensores magnéticos nas ruas. Eles poderiam servir como “faixas” para ajudar a guiar os carros de autocondução da empresa. Estes ímãs têm uma vantagem sobre outras tecnologias, como o GPS, que podem apresentar problemas em certas condições e, por vezes, podem não ser confiáveis.
Além disso, temos ainda que entender completamente como carros autônomos se saem em condições adversas, como chuva ou neve. No entanto, a Volvo diz que esses ímãs podem ajudar estes modelos de carros a circular mesmo quando o clima não é favorável. Enquanto os carros autônomos podem funcionar sem essas ruas embutidas com super-ímãs, elas seriam um bom complemento.
Claro, eles também apresentam um desafio colossal de infraestrutura: como o hoverboard da Lexus, o plano da Volvo envolve estradas especialmente desenvolvidas que estariam prontas para o veículo antes de ele chegar às ruas. Ter que reformular totalmente as estradas – e construir algumas a partir do zero – pode tornar esta forma de tecnologia mais problemática do que vantajosa.
Podemos ver claramente os desafios que muitas dessas tecnologias com ímãs terão que encarar daqui para frente: infraestrutura específica, temperaturas monstruosamente baixas e outros requisitos complicados devem ser cumpridos para que os ímãs façam esse tipo de mágica. Mas, como todas as tecnologias emergentes, uma vez que estes projetos gradualmente começarem a sair do laboratório e passarem a ter uma abordagem comercial, veremos os seres humanos usando o potencial dos ímãs nos mais diversos setores, indo dos esportes à medicina e, especialmente, no transporte.
As ferramentas mais familiares, às vezes, podem produzir os resultados mais surpreendentes. O futuro tem grandes planos para os ímãs – e eles vão muito além da porta da sua geladeira. [Gizmodo]