Uma equipa de investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), liderada pelo professor Long Ju, criou um material com propriedades únicas isolantes, magnéticas e topológicas a partir da grafite, a substância comum usada como mina nos lápis.
O novo material, denominado de grafeno romboédrico empilhado em penta camada, foi obtido empilhando cinco camadas de grafeno, numa configuração meticulosamente estudada. As propriedades incomuns do material, que foi apresentado num estudo recentemente publicado na revista Nature Nanotechnology, não se manifestam na grafite natural, representando um avanço substancial na física dos materiais.
O trabalho da equipa de Ju foi baseado em estudos de “twistronics“, um novo campo da Física que surgiu há cerca de cinco anos após se descobrir que empilhar camadas individuais de grafeno em pequenos ângulos introduz alterações nas características do material, desde a supercondutividade até ao magnetismo.
Ao contrário dos trabalhos anteriores, a equipa de investigadores desbloqueou estas propriedades intrigantes sem a necessidade de “torcer” as camadas de grafeno.
No decorrer do estudo, foi essencial o uso de um microscópio especial que Long Ju construiu no MIT em 2021, capaz de determinar rapidamente, e de forma económica, várias características dos materiais em escala nanométrica. O grafeno romboédrico empilhado em penta camada tem uma espessura de apenas um nanómetro – cerca de 0,0000001 centímetros.
De acordo com o portal SciTechDaily, os investigadores ligaram eléctrodos a uma minúscula “sandes” do material, encerrada entre camadas protectoras de nitreto de boro. Ajustando o sistema com diferentes voltagens eléctricas, observaram então a ocorrência de três fenómenos distintos, com base no nível de interacção dos electrões, um resultado da correlação electrónica, a que Long Ju se refere como “a magia”.
A equipa do MIT descobriu que o seu material, assim criado, pode manifestar-se como isolante, mostrar propriedades magnéticas ou comportar-se como um condutor topológico.
No caso deste último comportamento, os electrões movem-se livremente ao longo das bordas, como uma auto-estrada, enquanto o centro actua como um isolante.
Segundo os investigadores, o grafeno romboédrico empilhado em penta camada é uma plataforma versátil para explorar novos caminhos na física dos materiais, e um notável testemunho do potencial oculto que a grafite de um lápis comum escondia.
Fonte: Zap Aeiou
