Átomos de carbono são mostrados em filme pela primeira vez

Pela primeira vez, cientistas conseguiram fazer um filme mostrando átomos individuais de carbono movendo-se nas bordas de uma folha de grafeno.

Vendo átomos individuais

“A capacidade para ver átomos individuais movendo-se em tempo real para ver como a configuração atômica evolui e influencia as propriedades do sistema é alguma coisa como um biólogo ser capaz de ver as células se dividindo e formando um organismo,” diz o físico Alex Zettl, que coordenou a pesquisa.

Os cientistas fizeram um furo na folha de grafeno - uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura - e usaram o mais poderoso microscópio de transmissão eletrônica do mundo para filmar os átomos realinhando-se ao redor do furo, tudo em tempo real.

Spintrônica

O filme permite a visualização das ligações químicas se quebrando e formando à medida que os átomos tentam retornar para uma configuração estável depois que o furo foi feito.

Pode-se ver os átomos realinhando-se em uma estrutura em ziguezague, a mais promissora para futuros explorações da spintrônica.

“O crescimento átomo por átomo é um dos problemas mais fundamentais da física do estado sólido, mas é especialmente crítico para sistemas em nanoescala, onde a adição ou subtração de um único átomo pode ter consequências dramáticas para as propriedades mecânicas, ópticas, eletrônicas, termais e magnéticas do material,” explica Zettl.

A técnica de filmagem de átomos em movimento agora poderá ser aplicada a outros materiais, permitindo o entendimento da formação e cristalização dos sólidos.

Bibliografia:
Graphene at the Edge: Stability and Dynamics
Çaglar Ö. Girit, Jannik C. Meyer, Rolf Erni, Marta D. Rossell, C. Kisielowski, Li Yang, Cheol-Hwan Park, M. F. Crommie, Marvin L. Cohen, Steven G. Louie, Alex Zettl
Science
March 27, 2009
Vol.: 323. no. 5922, pp. 1705 - 1708
DOI: 10.1126/science.1166999

Neurônio artificial pode criar estrutura capaz de emular cérebro humano

A modelagem de estruturas de carbono em escala molecular pode ser o próximo passo na tentativa de emular funções do cérebro humano. Com esse enfoque, pesquisadores estão projetando um córtex sintético, uma plataforma onde a forma de funcionamento do cérebro humano poderá ser imitada de forma artificial.

Esquema do neurônio artificial, construído com transistores de nanotubos de carbono.[Imagem: USC/NSF]

Neurônios artificiais

A equipe da professora Alice Parker está criando os primeiros neurônios sintéticos, ou artificiais, minúsculas estruturas feitas com nanotubos de carbono, capazes comunicar-se uns com os outros.

Cada vez que um neurônio é acionado, ele envia um sinal eletroquímico para milhares de outros neurônios ao seu redor. Com aproximadamente 100 bilhões de neurônios no córtex humano, o que resulta em algo como 60 trilhões de conexões sinápticas, o cérebro é uma estrutura maciçamente interconectada.

Esfera do pensamento

“O cérebro é uma espécie de fábrica bioquímica, operando em uma esfera que você não pode esticar sobre circuitos integrados e placas de circuito impresso a fim de emular toda a sua atividade elétrica,” explica a professor Parker.

“A conectividade é imensa e existem muitos ‘delays’. Nós tivemos que nos voltar para a nanotecnologia para construir algo tridimensionalmente, para que eventualmente nós sejamos capazes de emular como os neurônios disparam e ativam os outros ao longo de uma rota específica dentro daquela esfera.”

Neurônios transistorizados

O resultado é um neurônio artificial projetado tridimensionalmente, como se fosse um transístor 3D, construído com peças nanoscópicas de carbono. Usando o projeto, os pesquisadores agora se preparam para construir o primeiro chip usando os seus “neurônios transistorizados” de carbono.

Até o final deste semestre, afirma Dra. Parker, a pesquisa já contará com “vários neurônios sintéticos conversando entre si.” Usando o chip que será construído, os pesquisadores planejam testar a conexão entre os neurônios sintéticos e sua interconectividade, verificando o funcionamento de suas sinapses artificiais.

É possível construir um cérebro artificial?

O objetivo da pesquisa não é modesto. Em última instância, os pesquisadores desejam responder uma questão fundamental: Será o homem capaz de construir um cérebro artificial, de dimensões razoáveis, capaz de apresentar um comportamento e aprender?

“Nós realmente não sabemos se conseguiremos ainda, apesar de toda a imprensa falando que nós estamos próximos disso,” explica a Dra. Parker. “O córtex humano é maciçamente interconectado e as conexões estão sempre mudando. Esse tem sido sempre um dos maiores desafios na tentativa de simular o funcionamento neural. Mas, com as tecnologias se tornando menores e mais baratas, há uma possibilidade de se construir estruturas neurais na escala do cérebro humano.”

Para o que serviria um cérebro artificial? Para controlar robôs terrestres e espaciais, para construir carros capazes de dirigir sozinhos, próteses capazes de aprender (a ver e ouvir, por exemplo), fazer implantes médicos neurais e o que mais ocorrer ao cérebro natural. Pelo menos até que idéias comecem a ocorrer também nos cérebros artificiais.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=neuronio-artificial-pode-criar-estrutura-capaz-de-emular-cerebro-humano&id=010165090310