Cientistas Desenvolvendo Real

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Naves espaciais com malditos raios congelantes!

Todo supervilão precisa de uma arma capaz de causar medo em seus inimigos. Para Felonius Gru (Steve Carrell), de Meu Malvado Favorito, essa arma é um raio congelante. Vemos isso pela primeira vez em Meu Malvado Favorito, quando Gru entra em uma pequena cafeteria e encontra uma longa fila. Ele congela os clientes no lugar para evitar a fila.

Covarde!

A origem do raio congelante é vista em Minions (transmitindo agora no Peacock!), quando um jovem Dr. Nefario o demonstra para uma multidão na Villain-Con. Os raios congelantes podem ser a tarifa padrão para supervilões fictícios, mas até agora eles nos escaparam na vida real. Até agora! Isso é de acordo com um artigo publicado recentemente na revista ACS Nano.

Os pesquisadores não estão planejando usar seu raio congelante para dominar o mundo ou pular a fila da cafeteria (se estiverem, não contaram a ninguém). Em vez disso, eles querem usá-lo em aeronaves e espaçonaves de alta altitude para resfriar seus componentes eletrônicos.

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Na Terra, os eletrônicos geram muito calor, mas a atmosfera é muito boa em irradiar calor. No espaço, não há atmosfera para dissipar o calor, por isso ele aumenta até que algo dê errado, a menos que um sistema de resfriamento integrado possa afastá-lo dos componentes eletrônicos sensíveis. Aviões de alta altitude têm limitações semelhantes na alta atmosfera, onde o ar é muito rarefeito para transportar efetivamente o calor.

Hoje, as espaçonaves costumam usar placas de resfriamento para capturar o calor e irradiá-lo para o espaço, mas o instrumento de raios congelados proposto poderia ser implantado com precisão semelhante à do laser, visando pontos quentes conforme necessário. Contra-intuitivamente, o raio congelado proposto por Patrick E. Hopkins do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Universidade da Virgínia e co-autores depende de plasma quente para resfriar a superfície do alvo.

Crédito: Sierra Nevada Corporation

“Com a Força Aérea e a Força Espacial, você está no espaço, que é um vácuo, ou na alta atmosfera, onde há muito pouco ar que possa resfriar. Então, o que acontece é que seus eletrônicos ficam cada vez mais quentes. E você não pode trazer uma carga útil de refrigerante a bordo porque isso aumentará o peso e perderá eficiência”, disse Hopkins em comunicado.

O dispositivo de resfriamento movido a plasma usa “transdução de energia ultrarrápida e em nanoescala e mecanismos de transferência de calor”, de acordo com Hopkins et al. O plasma ocorre quando o gás é energizado. Um dos lugares mais comuns que você vê é dentro de luzes de néon. Quando a energia é introduzida no gás preso no tubo, ela cria plasma e acende em cores diferentes dependendo do gás dentro dele. Isso também acontece dentro das estrelas.

Introduzir plasma quente na superfície interna de uma espaçonave pode não parecer uma forma eficaz de resfriá-la (também surpreendeu os pesquisadores), mas algo estranho acontece quando o plasma atinge uma superfície pela primeira vez. Em experimentos, os pesquisadores enviaram plasma de hélio por uma agulha oca de cerâmica, em direção a um alvo envolto em ouro. Isso é importante porque o ouro é inerte e eles queriam evitar qualquer gravação na superfície que distorcesse as medições.

Eles mediram a temperatura da superfície no exato momento em que o plasma atingiu. Eles observaram o aquecimento do plasma, mas somente após uma queda inicial na temperatura. Uma investigação mais aprofundada revelou que antes do plasma atingir a superfície do seu alvo, primeiro remove uma camada ultrafina de átomos de carbono e água. A evaporação dessa camada causou resfriamento, semelhante à forma como a evaporação do suor esfria seu corpo.

Eles conseguiram reduzir a temperatura do alvo em alguns graus e por alguns momentos. Isso pode ser apenas o suficiente para manter aeronaves ou espaçonaves de alta altitude resfriadas o suficiente para operar. Embora a tecnologia ainda esteja sendo desenvolvida, a Força Aérea gostou tanto que forneceu US$ 750.000 em financiamento ao longo de três anos.