. Cientistas israelenses ver grande oportunidade na pequena tecnologia - Tudo Sobre Tecnologia

Da Universidade de Ben-Gurion Dr. Yuval Golan vê nanotecnologia trazer grandes avanços para a TI, medicina, ciência dos materiais, e muito mais. 
Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, sobre o comprimento de dez átomos de hidrogênio colocados em uma fileira. Ou, como o Dr. Yuval Golan descreveu em uma palestra recente no Parque Illinois Ciência e Tecnologia , uma nanopartícula é cerca de um milionésimo do tamanho de formigas. Tudo Sobre Tecnologia: falou com o Dr. Golan sobre o excitante mundo da nanotecnologia, bem como o centro de tecnologia em Beer-Sheva, Israel, que ele e seus colegas professores estão ajudando a construir.

Nanotech em poucas palavras

Substâncias muitas vezes se comportam de forma diferente em nanoescala, criando possibilidades interessantes. Pesquisadores ao redor do mundo, incluindo o Dr. Golan e os funcionários do Instituto Katz Ilse de Nanociência e Tecnologia , no campus da Universidade Ben-Gurion do Negev , estão trabalhando para desenvolver aplicações benéficas em uma ampla gama de campos e indústrias.
A nanotecnologia, que preenche as aplicações de pesquisa e engenharia de materiais científicos em escala submicron ", envolve o aproveitamento de produtos químicos, propriedades únicas físicos, biológicos de substâncias em nanoescala de formas fundamentalmente novas e úteis", de acordo com o EUA Congressional Research Service (CRS) . Em um relatório de 29 de agosto de 2012 sobre a Iniciativa Nacional de Nanotecnologia, a CRS cita projeções que as receitas de produtos de nanotecnologia poderia ser tão alto US $ 3 trilhões em 2015, com um 50 por cento para obter atenção vindo de semicondutores.
Os defensores da nanotecnologia no mundo dos negócios, da ciência e da medicina, o CRS relata , afirmam que a nanotecnologia pode eventualmente entregar "avanços revolucionários", particularmente em conjunto com a tecnologia da informação, biotecnologia e ciências cognitivas. Uma lista parcial de inovações projetadas inclui:
  • Sistemas de armazenamento de dados de alta densidade, que pode abrigar toda a Biblioteca do Congresso em um dispositivo do tamanho de cubo de açúcar
  • Prevenção e tratamento tecnologias que podem reduzir muito o sofrimento de câncer e outras doenças mortais
  • Sensores no de de lentes de contato e manchas na pele para monitorar níveis de açúcar no sangue dos diabéticos
  • Portadores Roupas blindagem de toxinas e patógenos
  • Sistemas de purificação de água que fornecem acesso seguro e barato de água limpa em todo o mundo
  • Fontes de energia renovável a partir de novas tecnologias de criação, armazenamento e transmissão
  • Baixas emissões e sistemas de produção eficientes em termos energéticos
  • Tecnologias agrícolas que aumentam a produtividade e valor nutritivo
Na área de computação, os nanotubos de carbono podem substituir o silício, muitos acreditam que, para produzir semicondutores que são mais rápidos, menores, mais barato e mais eficiente da energia, criando assim menos calor.
Na verdade, um grupo de pesquisadores de Stanford anunciou este ano o primeiro computador de nanotubos de carbono do mundo . A equipe que trabalha com os professores Subhasish Mitra e HS Phillip Wong desenvolveu uma técnica chamada de "design imperfeição-imune" para superar as complexidades de produção de semicondutores de nanotubos de carbono funcionais, e construiu um computador básico com 178 transistores.
Falando sobre o potencial de nanotubos de carbono em TI , o Prof Mitra disse: "... tem havido muito poucas demonstrações de sistemas digitais completos que utilizam esta tecnologia emocionante. Aqui está a prova. "

Cultura de investimento de tecnologia de Israel

Presente na do Dr. Golan 22 de novembro de 2013, em conversa Skokie, Illinois foi Daniel Blumenthal, vice-cônsul com o Trade & Economic Escritório Israel no Centro-Oeste . Enquanto falamos, o Sr. Blumenthal explicou como tamanho relativo de Israel e alto nível de atividade técnico fazer exportação e fortes relações internacionais uma necessidade:
"Israel é uma fonte de inovação e empreendedorismo enorme, há um grande número de empresas que vêm de fora de Israel, mas não um mercado em Israel. O país é pequeno, apenas oito milhões de pessoas, e assim o mercado para essas empresas é principalmente em os EUA , também na Europa, e numa extensão crescente na Índia e na China. Mas os EUA continuam sendo o principal mercado, e como resultado, quando uma empresa israelense é fundada, muito cedo no ciclo de vida que pode precisar de ser em que os EUA formar parcerias que irão tornar a tecnologia bem-sucedida ".
"Há uma longa história", ele acrescentou, "de por que Israel é tão inovador." Além necessidades do mercado, pode-se olhar para o sistema de educação, a base de pesquisa e desenvolvimento robusto, muito trabalho de décadas de Israel com as empresas de tecnologia global, o nível de empreendedorismo, políticas de imigração liberais, ea parceria entre o governo israelense, as empresas e as universidades.
"Per capita", disse Daniel Blumenthal:
"... Israel está anos luz à frente de os EUA em termos de investigação científica, arranque de empresas, e os funcionários do setor de alta tecnologia. Mas não apenas per capita, mas também um-contra-um, Israel é uma fonte significativa de inovação para as empresas em os EUA O ponto mais uma vez para as empresas israelenses não é construir tecnologias para Israel, mas como construir tecnologias para pessoas em todo o mundo. maior parte do nosso foco (Secretaria de Comércio) é construir relacionamentos que irão desenvolver fortemente tecnologia. "
Embora Blumenthal fez a "anos-luz" reivindicação com um brilho nos olhos, inovação e contribuições para a indústria de tecnologia israelense são impressionantes para um país de qualquer tamanho, para não mencionar um cuja população é menor do que a cidade de Nova York. Falando de grandes cidades, de acordo com o Wall Street Journal Tel Aviv bateu para fora uma lista de pesos pesados ​​em Londres, Paris, Berlim e Dublin-se tornar o centro de tecnologia da Europa.
Do Editor in Chief TechRepublic Jason Hiner publicou um artigo esta queda em cibersegurança e tecnologia inovação israelense . Ele relatou que Israel tem a maior densidade de startups do mundo, um para cada 1.844 pessoas, ou cerca de 2,5 vezes a taxa dos EUA. (Chamada que "anos luz à frente", se você preferir). Maior tecnologia do mundo empresas Microsoft, Cisco, SAP, HP, IBM, Oracle e centros de pesquisa Facebook-correr lá, e Israel está em terceiro lugar no mundo para a atividade de capital de risco e segundo para cientistas e engenheiros qualificados.
Depois de uma cerimônia em 2007 participou do primeiro-ministro Olmert, a 150 hectares Tecnologias Avançadas Park (ATP) no campus da Universidade Ben-Gurion (BGU) do Negev inaugurado este ano. Em colaboração com o governo de Israel ea cidade de Beer-Sheva, BGU era a "força-fundador" por trás da ATP, cuja missão é "promover a tecnologia e comercialização de pesquisas de ponta e inovação", através da universidade e suas instituições parceiras: Universidade Soroka Medical Center e do Instituto Nacional de Biotecnologia no Negev.
"Beer-Sheva está se tornando uma potência de alta tecnologia em Israel", disse o prefeito Ruvik Danilovich numa conferência de imprensa para a abertura da ATP . Em referência ao Vale do Silício da América, ele acrescentou: "Nós estaremos satisfeitos por Beer-Sheva para ser o Silicon Wadi. "

Nossa entrevista com o Dr. Yuval Golan 

Também no campus BGU é o Instituto Katz Isle , em que o professor Yuval Golan é diretor.Durante nossa entrevista após sua apresentação nov 2013 na área de Chicago, Dr. Golan disse que iria título sua pesquisa como "Nanomateriais em Interfaces".
Yuval Golan: Estamos trabalhando em nanotecnologia em interfaces. Estou enfatizando o papel das interfaces na aplicação e na preparação de nanomateriais. Pense no dispositivo eu estava descrevendo na minha palestra, sobre a estrutura em camadas para visão noturna.Então você tem um elétron, você tem toda a camada de bloqueio, você tem a camada ativa que está absorvendo as radiações, a camada de bloqueio de elétrons, a camada de reforço plasmônica, o dispositivo emissor de luz, e você tem um monte de interfaces entre essas camadas.
O comportamento destes materiais e camadas serão muito regido pelas interfaces. Assim, controlando as interfaces, as orientações, aspereza, composição, miscigenação, tudo isso são questões fundamentais para a tomada de um dispositivo útil. 
 
Eu estava trabalhando na UC Santa Barbara com Jacob Israelachvili , um professor muito famoso na área da ciência interfacial. E eu estou aplicando esses estudos fundamentais que aprendi lá para essas interfaces aplicadas agora para a compreensão de como esses materiais estão falando, ou interagindo em ambos os lados da interface. Então, isso em poucas palavras é o que minha pesquisa é sobre.
O que fazemos, antes de tudo, preparar nanomateriais. A preparação de nanomateriais pode ser feito de várias maneiras. Mas nós nanomateriais em duas direções distintas.
O primeiro está usando surfactantes. Então, essas moléculas de superfície irá absorver na nanopartícula crescente e praticamente competir com os átomos que estão se unindo em um processo dinâmico, competir com eles e envenenar a superfície, absorvendo nele. Portanto, o que tem, eventualmente, é uma nanopartícula que é revestida com uma camada orgânica que está prendendo-o de continuar o seu crescimento. Então agora tem uma interacção muito delicado entre as espécies de cultivo e estas moléculas inorgânicas que são aderentes à superfície para controlar a tamanho e, não menos importante, a forma de nanopartículas. A razão é que as diferentes faces cristalinas têm diferentes comportamentos para a absorção destas moléculas orgânicas.
Por exemplo, imagine que você teve uma partícula, para o qual você tinha moléculas que possam absorver nas faces cromáticas. Eles podem absorver a este cara, mas eles não podem absorver a este rosto. Imagine que você tivesse um sistema como este, exatamente o sistema que eu estou trabalhando. A razão é que a sua composição é diferente. Vamos dizer que você está crescendo sulfeto de zinco, para que ele absorve ao zinco, mas não para o sulfeto. Então, porque esta é uma direção polar, você teria que sulfeto de zinco alternada (gesticula). Mas você nunca é capaz, por causa da neutralidade elétrica, para que o zinco em ambos os lados. Há uma exigência de que se este é o zinco, então este lado nunca pode ser de zinco. Se de um lado é positiva, então o outro lado tem que ser negativo, a fim de que ele seja neutro.
Então, pense nisso como moléculas de sulfeto de zinco que juntam o cristal. Agora, se seus moléculas estão se unindo nos rostos plasmáticas, e na parte inferior, mas não no topo, isso significa que agora você tem um terminal aberto. Um terminal é aberto significa que você vai estar crescendo um fio, ou uma vara, ao contrário de uma esfera ou um cubo. Assim, adaptando essas interações entre as moléculas orgânicas e os nanocristais de crescimento, você pode controlar a sua forma. Você pode fazer os fios muito longos uma nanômetros de largura, ou varas.
Anisotropy é muito importante, você tem agora materiais com um eixo que é um eixo óptico. Ou você pode fazer um polarizador com isso, você pode fazer muitas coisas úteis controlar as propriedades ópticas dos materiais. Para fazer tudo isso você tem que alinhá-los. Coloque todos os varões de um sistema de alinhamento, em uma matriz, fazendo isso também com surfactantes. Assim, a co-cristalização de surfactantes, de nanopartículas, estão dando-lhe agora matrizes de nanomateriais com anisotropia built-in, o que significa que quando orientado de forma diferente se comportam de forma diferente.
Agora, quando você tem uma matriz anisotrópica de materiais, você tem direções em que eles lançam luz, e outras direções em que eles bloqueiam a luz. Apenas como exemplo, se você quer ter emissão de luz polarizada. Então essa é uma área de atividade.
A outra área de atividade está usando moléculas orgânicas para a tomada de nanomateriais.Em minha pesquisa isso é fazer filmes finos semicondutores de soluções. E isso tem implicações muito importantes. A primeira implicação é que você não precisa de um vácuo ultra-alto, você não precisa de temperaturas muito altas. Tudo é feito em solução, num banho.Praticamente neste copo aqui (ele aponta), você pode crescer filmes semicondutores que são de altíssima qualidade, extremamente útil para aplicações, eo custo da solução não é nada.
E nós fazemos um monte de chemistry para o cultivo de filmes finos, e não só isso, mas para o cultivo de epitaxic filmes finos. Assim, podemos crescer em um substrato com orientações bem definidas, que são regidos pelo substrato. A película é orientada pelas direcções cristalográficas sobre o substrato.
Este é um ponto muito importante. Pense em aplicações comerciais na indústria. Se eles precisam de casaco isso, eles sempre preferem mergulhar em um banho, esperar meia hora e levá-la para fora. Ao invés de colocá-lo em uma câmara de UHV , bombeá-lo por horas, revesti-la, levá-la fora essas coisas custam uma fortuna e eles são muito demorado, ao contrário de dip-coating em uma solução. Por isso, estamos trabalhando nessas tecnologias, maneiras baratas de fazer filmes semi-condutores.
Controlar, claro, o tamanho das partículas permite que você também se beneficiar dos efeitos quânticos de tamanho. Agora, se eu dei o exemplo de cores, se você quiser fazer um material laser, se você fizer as partículas bastante grande temos um laser vermelho, se você torná-los menores, abaixo de um determinado limiar, você recebe um laser verde. Se você ainda torná-los menores que você começa um laser azul. Então, isso é algo que é extremamente importante para o controle da microestrutura desses filmes finos, para controlar suas propriedades subseqüentes.
Uma terceira área de atuação temos está trabalhando com polímeros condutores. No futuro, talvez cinco ou dez anos, os nossos telefones celulares e que temos em PCs será definitivamente fizemos nosso de plástico. Não há dúvida sobre isso. Vai ser polímeros para emissores de luz, para fazer processadores e transistores e diodos emissores de luz. Tudo isso vai ser feito de plástico. Nós estamos trabalhando em uma família específica de polímeros condutores e, principalmente, estudar a relação química entre o ambiente químico em que estão vivendo, e seu comportamento óptico.
Isto é importante para a tomada de sensores. Se você quiser, por exemplo, para detectar uma determinada substância, pode ser para a segurança interna, se você quiser sentir explosivos no aeroporto, ou se você quiser tela caminhões para armas químicas ou biológicas-todos estes tipos de materiais podem ser detectado por meio de sensores químicos. E, eventualmente, estes serão os sensores de plástico.
Por isso, estamos trabalhando neste polímero condutor que é muito sensível ao ambiente.Assim, se colocado em um meio ácido, que vai ter uma cor diferente a partir de um meio básico, e assim por diante. É uma plataforma de materiais muito interessantes para trabalhar.E o que nós estamos amarrando a fazer é modificá-lo, colocar esses grupos químicos especialmente projetado sob medida para identificar especificamente uma dada substância de interesse. Portanto, esta é a terceira área de atividade que o meu grupo está trabalhando.
Tudo Sobre Tecnologia: Na Universidade de Ben-Gurion, quais são as áreas de atividade nanotecnologia relacionados à tecnologia da informação?
Yuval Golan: Temos uma empresa startup no parque industrial que está trabalhando em nanotubos de carbono para a tomada de supercapacitores, para o armazenamento de informações, para o armazenamento de carga elétrica, para as baterias. Tem muita coisa acontecendo nesse campo, muito. ( Elbit Systems está financiando este arranque.)
Relativamente outra atividade que temos que é relacionado a tecnologia da informação, há um grupo particular que está trabalhando em chips Atom, a fabricação de chips de átomos frios, ou chips de íon. Isto está diretamente relacionado à computação. Então por exemplo, se você precisa de um relógio muito preciso para a computação, isso é algo que eles estão trabalhando. O nome do pesquisador é Ron Folman , ele é um professor de física que trabalha especificamente em chips Atom, manipulação de átomos com luz e temperatura para aplicações de computação.
Tudo Sobre Tecnologia: Quais são as outras possíveis aplicações da nanotecnologia para a TI?
Yuval Golan: Eu não acho que este é o aspecto mais fascinante da nanotecnologia, mas eu posso estar errado grande momento. O tempo dirá!
Tudo Sobre Tecnologia: O que você considera as principais aplicações da nanotecnologia?
Nanomedicina é enorme, incluindo neste prédio (o parque Illinois Ciência e Tecnologia ). Outra é nanomateriais-para energia fotovoltaica, para materiais termoelétricos, para sensores químicos e biológicos, sensores ópticos.
Tudo isso está causando um grande impacto: segurança interna, visão noturna, e energia.
Adicione a isso a tecnologia de água, nano tecnologia para água. Eu não mencionei isso na minha apresentação, mas a Universidade de Ben-Gurion tem um instituto de tecnologia da água (Instituto de Tecnologia de Água Zuckerberg http://w3.bgu.ac.il/ziwr/intro.htm ), ao sul da BGU campus principal, em Beer-Sheva. Eles estão trabalhando em membranas nanométricas, membranas que têm poros muito pequenos para filtração de água e dessalinização da água.
Universidade Ben-Gurion é líder em tecnologia de dessalinização: tirar a água salgada, a remoção dos grandes quantidades de sal e usá-lo para beber, agricultura e assim por diante.Esta é a principal questão na tomada de membranas especiais para purificar a água, para tratamento de água de vários tipos. Pode ser resíduos, água salgada, pode ser dessalinização ou purificadores regulares.
E a próxima coisa é colocar nanoobjects dentro da membrana. Assim, você não só tem a pequena poros-lhe colocar em pequenos objetos metálicos ou objetos semi-condutores que estão agora ativamente purificar água. Aqui nós beneficiar desta química muito agressiva associada a nanopartículas que podem oxidar materiais orgânicos ou que se decomponham materiais tóxicos, especialmente orgânicos. Nós (BGU) tem um pouco de actividade nesta área.
Então, eu diria medicina, fotônica e segurança nacional, energia, água e materiais em geral, estes são os cinco principais áreas de actividade onde a nanotecnologia já está causando impacto.
Tudo Sobre Tecnologia: Você acha que, por sua natureza de trabalho em nanotecnologia é mais interdisciplinar do que outras áreas de pesquisa e desenvolvimento? Eu tenho essa sensação durante a sua apresentação.
Yuval Golan: Com certeza! Não há nenhuma dúvida sobre isso. Então você começa a partir do nível da indústria, governo e academia, onde é necessária a cooperação, e eu acredito que é uma situação win-win. Porque todo mundo se beneficia com as necessidades da universidade, o financiamento, as necessidades da indústria, da competência e do IP (propriedade intelectual) que é gerado. É claro que o governo quer que a economia começar a rolar com esses projetos. Então eu coisa que esta cooperação com todos estes níveis de atividade é definitivamente benéfico e já está acontecendo.
Claro, a área é interdisciplinar em cada um desses projetos que você tem pessoas de sete, oito departamentos diferentes. Assim, cada um está trazendo sua experiência-é claramente o caso em que um mais um é mais que dois. Então você junta a experiência de pessoas e montar um projeto que é interdisciplinar por natureza, e é isso que é a nanotecnologia.
Tudo Sobre Tecnologia: Como a tecnologia está se tornando tão universal e humanizado, eu acho que a cooperação é a tendência geral. Baseado no que você compartilhou hoje, parece que a nanotecnologia é ainda mais colaborativa e interdisciplinar do que outras áreas da tecnologia.
Yuval Golan: Isso é outra coisa que estamos a trabalhar com o programa de doutoramento interdisciplinar para os alunos. Você sabe, em uma universidade há muitas paredes de vidro.Ninguém fala sobre estas paredes, mas eles existem, entre a faculdade de engenharia e as ciências naturais, por exemplo, ou entre a escola de engenharia e da escola médica. Claro, todo mundo quer colaborar, mas também há paredes de vidro, e eles são muito difíceis de atravessar. Às vezes, as maiores vítimas dessas paredes de vidro são os alunos.
Por isso, criamos esta plataforma em que um aluno pode estar matriculado em um programa de doutorado em nanotechnolog . Não é no departamento de engenharia, porque-eu vou lhe dar um exemplo. Um estudante de engenharia quer ter uma aula de física. Ele vem para o secretário de engenharia e ele diz, eu preciso estar matriculado em classe. Ela diz, eu não posso registrá-lo nessa classe, porque é uma aula de física. Assim, ele vai para o departamento de física e acontece a mesma coisa. Então, é como uma coisa de ping pong, ninguém é capaz de ajudar.
Temos (no programa de doutoramento) um membro do pessoal dedicado, e seu trabalho é para atender as necessidades dos alunos em termos de classes. Juntamente com o conselheiro, que venha com uma lista de classes que o aluno precisa tomar. E ele ou ela vai levar essas classes, sem paredes de vidro. Começamos este 2011, tem sido extremamente bem sucedido. Esta é uma área em que temos sido fortemente ativa.

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