engenharia e tecnologia construindo o futuro · 2017-02-26 · leis de clarke (arthur c. clarke)...

ENGENHARIA E

TECNOLOGIA –

CONSTRUINDO O FUTURO

PROF. DR. BRUNO HONDA

26/02/2017

Prof. Dr. Bruno Honda - Universidade Paulista

TÓPICOS

• Memorial

• Histórico – paradigma atual

Atualmente:

• Fotônica

• Spintrônica

• Grafeno

• OLEDs

26/02/2017


MEMORIAL

• Bacharel em Física (USP, 2002)

• Mestre em Ciências (MSc) – Física (USP, 2004)

• Doutor em Ciências (PhD) – Física (USP, 2009)

Áreas de pesquisa:

• Polímeros (dissipador de calor)

• Câmeras infravermelha (térmica)

• Spintrônica e Opto-magnetismo

[email protected]/02/2017


HISTÓRICO

Primeiro computador: ábaco

Cálculo – latim, ‘pedra’;

Utilização:

• Grande número de objetos

• Rapidez

• Precisão

HISTÓRICO

E.N.I.A.C. (electronic numerical integrator

and computer)

Segunda Grande Guerra – trajetória

balística;

- Válvulas termiônicas (~17.000)

* O Jogo da imitação Alan Turing (Máquina de Turing)

E.N.I.A.C.

Técnico e programadora

HISTÓRICO

Revolução tecnológica - Transistor (anos 70) (“vale do

silício”)

• Material semicondutor

Fonte: www.wisegeek.com

HISTÓRICO

Vantagens do transistor:

• Economia de energia

• Tamanho reduzido (miniaturização)

*1996 Pensylvania – “ENIAC on a chip”

PARADIGMA

• Nanotecnologia (nano ~ 10-9)

• Aumentar a densidade de transistores no mesmo espaço

Paradigma: como aumentar a capacidade de

processamento?

• Molécula ~ 0,5 10-9 m

• Como construir um dispositivo menor que seus

componentes?

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NOVAS TECNOLOGIAS

• Mudanças: propaga informação

• Eletrônica – elétrons (cargas elétricas)

• Alternativa: LUZ

• Efeitos e propriedades da luz

• Materiais Fotossensíveis

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Peter Zijlstra, James W. M. Chon, and Min

Gu, Five-dimensional optical recording

mediated by surface plasmons in gold

nanorods, Nature (2009) 459, 410-413

COMPUTAÇÃO –

LIMITES (HARDWARE)

• Fotônica

Tecnologia em que o elétron é substituído pelo fóton

(partícula de luz) para desempenhar as mesmas funções:

circuitos ópticos em vez de elétricos - velocidade de

processamento e economia de energia.

• Scanner de código de barras, Blu-Ray, controles remotos;

• Cirurgias para correções ópticas, endoscopia, remoção de

tatuagem, estética;

• Nivelamento de estruturas em construções;

• Shows de laser, efeitos e artes);

• Impressão e corte laser

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ATUALMENTE

• Transporte de informação por luz

• Fibras óticas

PROBLEMA

• Fazer a luz se curvar de 90º em microcircuitos

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PROCESSAMENTO – LIMITES

• Computação quântica

Mudar a maneira como a computação é feita. Substitui-se os

bits por seus análogos quânticos qubits. O emaranhamento

e superposição de estados quânticos nos levam à um

processamento binário extremamente rápido e eficiente;

• Spintrônica

Mudar a maneira de como a informação é manipulada.

Propõe-se novos métodos para construção de

processadores, dispositivos de memória ultra rápidos, leitura

e armazenamento com luz (magneto-óptica e opto-

magnetismo

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SPINTRONICA

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• SPIN

• Característica da matéria

• Campo magnético intrínseco – carga em rotação

• Por exemplo: elétron

• Definição: SPIN UP ↑ ou SPIN DOWN ↓

SPINTRÔNICA

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• Interesse tecnológico: controle magnetismo – luz;

• “Spin Coherence Generation”;

• Materiais: ilhas quânticas QDs (InAs/GaAs) e semicondutores

magnéticos (EuTe);

PRINCIPAIS PROBLEMAS PARA A

COMPUTAÇÃO QUÂNTICA?

• Materiais disponíveis: temperaturas criogênicas (4-78K)

• Apostas: ilhas quânticas (quantum dots), poços quânticos

(quantum wells), semicondutores magnéticos;

• Descobrir este material;

• Construir de fato um processador quântico;

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GRAFENO

• Camada de carbono (grafite) extremamente fina

Propriedade:

• Carbono (C) distribuído em forma hexagonal

• Rígida, transparente e flexível!

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GRAFENO

Aplicações:

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OLED

• “Organic Light Emitting Diode”

• LEDs orgânicos

• “Tinta de luz”

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FUTURO?• Dispositivos transparentes

• Ultrafinos

• Ultrarrápidos

• Resolução “olho humano”

• Nuvem: grande rede conectada em tempo real (ex. FOLDIT)

Energia renovável (verde)

• Carro Elétrico

• Energia Solar

• Sistemas autossustentáveis

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LEIS DE CLARKE

(ARTHUR C. CLARKE)

• Quando um cientista distinto e experiente diz que algo é

possível, é quase certeza que tem razão. Quando ele diz

que algo é impossível, ele está muito provavelmente

errado.

• O único caminho para desvendar os limites do possível é

aventurar-se um pouco além dele, adentrando o

impossível.

• Qualquer tecnologia suficientemente avançada é

indistinguível de magia.

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FONTES DE PESQUISA

Biblioteca (leiam livros físicos!)

• Halliday, D, Walker, R, “Fundamentos de Física”, São

Paulo, LTC, 2009.

INTERNET :

• www.techtudo.com.br

• www.sciencemag.org

• www.nature.com

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ATÉ A PRÓXIMA!

Muito obrigado pela presença!

Bslhonda.webnode.com

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