Pesquisadores de Harvard construíram pequenos dispositivos em forma de disco que voam com a luz solar. A equipe pretende usar esses aparatos para explorar a mesosfera, uma camada atmosférica a 60 km do solo, que é alta demais para estudos com aviões e baixa para a captura de dados com satélites.
Publicado nesta semana na revista científica Nature, um artigo descreve o experimento com os minúsculos discos como uma prova de conceito, a etapa do desenvolvimento tecnológico em que se avalia a viabilidade técnica e econômica de um aparato em ambiente controlado.
Os dispositivos são compostos de alumínio cerâmico com base de cromo e flutuam por fotoforese: o fenômeno do movimento impulsionado pela luz. Quando a luz solar atinge um desses objetos, as diferenças de calor e pressão ao redor dele criam um fluxo de ar que o mantém levitando sem a necessidade de combustível.
“Esse fenômeno costuma ser tão fraco em relação ao tamanho e ao peso do objeto sobre o qual atua que normalmente não o notamos. Mas, conseguimos tornar nossas estruturas tão leves que a força fotoforética é maior que seu peso, permitindo que elas voem”, explicou Ben Schafer, autor principal do artigo e ex-aluno de Harvard, em um comunicado.
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Discos movidos a luz solar passaram por testes e logo estarão explorando a atmosfera
Em laboratório, o grupo construiu amostras em forma de quadrado, brilhantes e com furos minúsculos, cerca da metade do tamanho de uma moeda de centavo de dólar. Esses objetos foram testados em uma câmara de baixa pressão para simular as condições atmosféricas e de luz solar na mesosfera. Os testes deram certo e as peças se mantiveram flutuando no ar.
Agora, o grupo planeja aprimorar o conceito e disponibilizá-lo para uso comercial. Os pesquisadores pretendem aperfeiçoar o projeto para que os discos possam transportar tecnologia de comunicação e coleta de dados.
“Desenvolvemos um processo de nanofabricação que pode ser dimensionado para dezenas de centímetros. Esses dispositivos são bastante resilientes e apresentam um comportamento mecânico incomum para estruturas tipo sanduíche. Atualmente, estamos trabalhando em métodos para incorporar cargas úteis funcionais aos aparatos”, comentou o professor Joost Vlassak, membro da pesquisa e docente de engenharia dos materiais em Harvard.
Segundo os autores, conjuntos de discos fotoforéticos poderão coletar dados sobre temperatura, pressão, composição química e dinâmica dos ventos da mesosfera. O grupo acredita que sua tecnologia pode ser aplicada também em futuras missões em planetas com atmosferas, como Marte, desde que haja luz solar para manter os dispositivos voando.
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