p Para produzir pequenas memórias eletrônicas ou sensores no futuro, é essencial ser capaz de organizar átomos de metal individuais em uma camada isolante. Cientistas da Faculdade de Química da Universidade de Bielefeld demonstraram agora que isso é possível à temperatura ambiente:as moléculas do composto de acetato de molibdênio, contendo metal, formam uma estrutura ordenada no isolador de calcita sem saltar para outras posições ou girar. Suas descobertas foram apresentadas no Nature Communications Diário. O trabalho foi feito em cooperação com pesquisadores das universidades de Kaiserslautern, Lincoln (Reino Unido) e Mainz. p "Até agora, tem sido difícil organizar átomos de metal em uma superfície isolante. É mais fácil em uma superfície de metal, mas isso não é muito benéfico para uso em componentes eletrônicos, "diz a Professora Dra. Angelika Kühnle, que chefia o grupo de trabalho de Físico-Química I da Faculdade de Química. "Isso é o que é especial sobre nosso estudo:descobrimos uma maneira de organizar átomos de metal em isoladores em uma estrutura semelhante a uma rede." Isoladores são materiais nos quais os elétrons não podem se mover livremente e, portanto, são péssimos condutores de eletricidade.

p A dificuldade está em ancorar de forma robusta os átomos de metal, mesmo em temperatura ambiente - sem que eles se atraiam, saltando para outras posições ou girando. Até agora, os cientistas conseguiram organizar pequenas moléculas em isoladores em temperaturas muito baixas, mas, à temperatura ambiente, eram muito móveis. Moléculas maiores resolveram o problema de mobilidade, mas rapidamente formaram clusters.

p Para sua pesquisa, Kühnle e seu grupo de trabalho usaram acetato de molibdênio, um composto que contém dois átomos de cada um do metal molibdênio. O fato de que este composto apresenta propriedades estruturais interessantes em uma superfície de ouro foi previamente descoberto por uma equipe de pesquisa da Universidade Técnica de Kaiserslautern. "Se o acetato de molibdênio for agora aplicado a uma superfície de calcita, as moléculas formam uma estrutura ordenada. Isso significa que os átomos de molibdênio também estão dispostos em uma matriz ordenada, "diz o Dr. Simon Aeschlimann, que conduziu pesquisas no grupo de Kühnle e é o principal autor do estudo publicado. “Por meio de vários experimentos e simulações, fomos capazes de mostrar que as moléculas de acetato de molibdênio não saltam nem giram, nem formam clusters. Eles estão firmemente ancorados na superfície de calcita. "

p Os cientistas conduziram os experimentos com o auxílio de um microscópio de força atômica. "Na microscopia de força atômica, uma pequena agulha escaneia a superfície dos materiais, como um toca-discos, exceto que a agulha não toca a superfície diretamente, mas é desviado por forças atômicas. Isso então cria uma imagem da estrutura da superfície, "diz Aeschlimann. Os cientistas examinaram, por exemplo, onde as moléculas de acetato de molibdênio estão localizadas na superfície da calcita e em que direção elas se alinham.

p A estrutura ordenada é criada porque as moléculas de acetato de molibdênio se alinham precisamente com a distribuição de carga na superfície da calcita. A calcita consiste em blocos de construção de cálcio e carbonato que formam uma estrutura de rede regular. "Cada molécula de acetato de molibdênio se encaixa apenas em um lugar muito específico na superfície da calcita e ao mesmo tempo não interage com as moléculas de acetato de molibdênio vizinhas. Isso significa que está firmemente ancorado, "diz Kühnle.

p Como um cientista engajado em pesquisa pura, Kühnle está interessado na questão de como as estruturas moleculares se formam em superfícies ou interfaces. Mas os resultados também são relevantes para aplicações eletrônicas:se, por exemplo, metais magnéticos podem ser dispostos de acordo com o mesmo princípio, isso poderia ser usado em nanotecnologia para produzir armazenamento de dados - ou seja, memórias que têm apenas alguns milionésimos de milímetro de tamanho. Outras áreas de aplicação possíveis incluem sensores ópticos ou químicos.