Mundos virtuais chegam à ciência para fazer trabalhos reais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/07/2008

[Imagem: Purdue University/Michael McLennan]

Veda. Este é o nome de um mundo virtual criado para cientistas e engenheiros interessados em fazer avançar a nanotecnologia e em conhecer os segredos mais escondidos da matéria, e que acaba de ser lançado pela Universidade de Purdue, nos Estados Unidos.

Saem os avatares, entram os átomos

Em vez de avatares, as estrelas do Veda são os átomos e as moléculas. No lugar de diversão, no Veda os cientistas poderão encontrar ferramentas para um processamento automatizado capaz de interpretar os gigantescos volumes de dados coletados pelos mais poderosos instrumentos da nanotecnologia - os microscópios de força atômica dinâmicos (DAFM : Dynamic Atomic Force Microscope).

Veda é uma sigla para Virtual Environment for Dynamic AFM: Ambiente Virtual para Microscópios de Força Atômica Dinâmicos.

Mundos virtuais científicos

Os pesquisadores acreditam que o lançamento desse mundo virtual inteligente marca o início de uma tendência crescente na ciência. "Nós iremos ver mais e mais desse tipo de coisa para muitos outros tipos de instrumentos que estão sendo usados ao redor do mundo. Isto permitirá que os pesquisadores gastem mais tempo fazendo pesquisas e menos tempo e dinheiro desenvolvendo simulações," diz o professor Arvind Raman.

Microscópios de força atômica dinâmicos

Um microscópio de força atômica dinâmico utiliza uma ponta finíssima, montada sobre um braço oscilante, para capturar informações sobre os átomos e moléculas na superfície dos materiais. Com estas informações é possível criar digitalmente uma imagem que mostra com precisão a estrutura do material, que não pode ser vista diretamente pelos microscópios ópticos porque as estruturas são muito menores do que o comprimento de onda da luz visível.

Só que, na prática, a coisa não é tão simples assim.

Forças não-lineares

A ponta oscilante do microscópio DAFM sofre a interferência de forças não-lineares interagindo entre a amostra a própria ponta. Desta forma, as imagens topográficas geradas pelo microscópio são na verdade o resultado cumulativo de forças de interação não-linear da ponta oscilante com a amostra, com a mecânica da ponta oscilante, com a geometria da interação ponta-amostra e com o sistema de feedback do microscópio eletrônico.

Em última instância, o limite da resolução do DAFM depende da capacidade de se anular esses efeitos ou eliminá-los de alguma forma. Essa tarefa hoje é responsável por quase 90% do tempo de uma pesquisa.

Mundo virtual para trabalhos reais

O que o ambiente virtual Veda faz é lidar de forma automática com todas essas informações, fornecendo ao pesquisador a imagem pronta, livre dos efeitos indesejados. O software especializado por trás do Veda interpreta os dados relativos à alteração de amplitude da ponta do microscópio, à distância que ela se movimenta sobre a superfície ao longo do tempo e sua fase, ou como a temporização de sua vibração é alterada pelas forças atômicas.

Os pesquisadores utilizam os microscópios de força atômica para pesquisar as propriedades físicas, magnéticas e elétricas dos materiais e os contornos e formatos das estruturas atômicas, incluindo as moléculas biológicas. O novo mundo virtual, disponível pela Internet, deverá facilitar esse trabalho.

"Digamos que um físico esteja operando um microscópio de força atômica no Japão," exemplifica Raman. "Ele faz seu experimento e então vai à internet e acessa nossas ferramentas para descobrir o que os seus dados significam. Os usuários não precisam baixar programas para os seus computadores. Tudo o que eles necessitam é de um navegador, que eles podem ter até em seus telefones celulares, se quiserem."

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