13:06 21 Junho 2021
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    Talvez um dia venha a existir um "tapete mágico" baseado nesta tecnologia de voo induzido através da luz para carregar sensores climáticos até o alto da atmosfera, se o vento deixar.

    No porão de um edifício de engenharia da Universidade da Pensilvânia, Mohsen Azadi e seus colegas de laboratório dispuseram um conjunto de lâmpadas LED ofuscantes sob uma câmara de vácuo acrílica. Com suas câmeras em posição, o grupo de estudantes esperou, olhando para as luzes, o resultado da fricção entre os dois discos de plástico colocados dentro da câmara. Eles queriam ver se esses discos levitariam, somente com o poder da luz.

    O voo induzido pela luz, também conhecido como fotoferese, não é por si só uma enorme descoberta científica. Vários pesquisadores já teriam utilizado este fenômeno físico para fazer flutuar aerossóis invisíveis, e separar partículas em dispositivos microfluídicos. Porém, nunca antes este fenômeno foi visto em objetos maiores, menores o suficiente para carregar outros objetos, informa a revista WIRED.

    "Quando as duas amostras levitaram, houve esse suspiro entre todos nós quatro", contou Azadi. Os discos Mylar, cada um de diâmetro de um lápis, aproximadamente, levitaram nada mais do que graças ao poder da luz proveniente dos LED, de acordo com o estudo publicado na Science Advances.

    A energia vinda dos LED aqueceu a parte inferior, com uma camada especial dos discos Mylar energizando as partículas do ar por baixo do plástico, e impulsionando, assim, os discos com um pequeno, mas forte, empurrão. Esta estrutura de engenharia é a primeira instância de voo fotoforético estável, e o modelo teorético de Azadi consegue simular o quão diferente seria o comportamento dos discos voadores em questão na atmosfera.

    Particularmente, o modelo indica que um disco levitador poderia permanecer assim a cerca de 80,5 quilômetros sobre nossas cabeças, enquanto transportaria cargas de sensores. Essa é uma ideia que pesquisadores de laboratório teriam considerado como método de estudar o clima, apesar de vários meteorologistas advertirem que essa ideia, que ainda é muito preliminar, vai enfrentar alguns desafios meteorológicos complexos.

    Mecanismo de geração de força para levitação de discos Mylar utilizando a energia da luz
    Mecanismo de geração de força para levitação de discos Mylar utilizando a energia da luz

    Há uma razão pela qual os cientistas gostariam de conseguir fazer penetrar pequenos sensores na camada menos conhecida da atmosfera terrestre, a mesosfera, situada entre 49,8 e 85,3 quilômetros de altitude. "Nós simplesmente não temos acesso à [mesosfera]. Você pode mandar um foguete por alguns minutos de cada vez, mas é muito diferente quando para medições são utilizados aviões ou balões", disse Igor Bargatin, engenheiro mecânico e professor da Universidade de Pensilvânia, onde supervisiona o trabalho de Azadi citado pela WIRED.

    "Nós não ignoramos a mesosfera por não ser interessante, mas porque está fora de nosso alcance. O ar mais denso debaixo dela tem condições para que haja voos. [E] a termosfera acima é fina o suficiente para que os satélites em órbita não entrem em combustão. A mesosfera tem o pior dos dois mundos – é muito fina para voo, mas espessa o suficiente para incendiar objetos em órbita", explica o professor, citado no texto.

    A composição química dessa camada atmosférica é também muito importante para cientistas que se interessem em estudar os danos na camada de ozônio, informa Daniel Marsh, cientista atmosférico no Centro Nacional para Pesquisa Atmosférica. "Tempestades solares fazem com que partículas energéticas entrem na mesosfera, criando óxido nítrico", escreveu Marsh em um e-mail para a revista. Esse óxido nítrico, por sua vez, desce na atmosfera e corrói o ozônio estratosférico protetor da Terra.

    Sabendo disso, mandar sensores científicos para esta zona da atmosfera vai exigir a criação engenhosa de uma maneira de voar, e a utilização de luzes faz sentido, pois a sua energia é intrínseca. Contudo, ainda há muito que trabalhar e testar para criar esse jeito de voar.

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    Tags:
    ciência, engenharia, atmosfera, voo, luzes
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