p (PhysOrg.com) - Uma rápida olhada nas novas dicas de pesquisa da Cornell em colchas de retalhos coloridas, mas na verdade são imagens de grafeno - folhas de carbono com a espessura de um átomo costuradas em interfaces inclinadas. Os pesquisadores revelaram impressionante, detalhes de resolução atômica de como as "colchas" de grafeno se parecem nos limites entre as manchas, e descobriram os principais insights sobre as propriedades elétricas e mecânicas do grafeno. p A colaboração multidisciplinar de Cornell, publicação online em 5 de janeiro no jornal Natureza , concentra-se no grafeno - uma folha de átomos de carbono com a espessura de um átomo ligada em uma estrutura de cristal como um favo de mel ou arame de galinha - por causa de suas propriedades elétricas e potencial para melhorar qualquer coisa, desde células solares a telas de telefones celulares. Mas não cresce em folhas perfeitas; em vez, desenvolve-se em peças que lembram colchas de retalhos, onde a estrutura do favo de mel se encontra de maneira imperfeita e cria anéis de carbono de cinco ou sete membros, em vez dos seis perfeitos. Onde esses "remendos" se encontram são chamados de limites de grãos, e os cientistas se perguntaram se essas fronteiras permitiriam que as propriedades especiais de um cristal de grafeno perfeito fossem transferidas para estruturas semelhantes a colchas, muito maiores.

p Para estudar o material, os pesquisadores cultivaram membranas de grafeno em um substrato de cobre (um método desenvolvido por outro grupo), mas então conceberam uma nova maneira de removê-las como independentes, filmes de espessura de átomo. Então, com microscopia eletrônica de imagem de difração, eles fizeram imagens do grafeno ao ver como os elétrons ricocheteavam em certos ângulos, e usando uma cor para representar esse ângulo. Sobrepondo cores diferentes de acordo com a forma como os elétrons saltaram, eles criaram um fácil, método eficiente de geração de imagens dos limites dos grãos de grafeno de acordo com sua orientação. E como um bônus, suas fotos tomaram um rumo artístico, lembrando os cientistas de colchas de retalhos.

p "Você não quer olhar para toda a colcha contando cada fio, "disse David Muller, professor de física aplicada e de engenharia e codiretor do Instituto Kavli em Cornell for Nanoscale Science, que conduziu o trabalho com Paul McEuen, professor de física e diretor do Instituto Kavli; e Jiwoong Park, membro do Kavli, professor assistente de química e biologia química. "Você quer ficar para trás e ver como fica na cama. Então, desenvolvemos um método que filtra a informação do cristal de uma forma que você não precise contar todos os átomos."

p Este novo método poderia ser aplicado a outros materiais bidimensionais e lançar uma nova luz sobre a forma anteriormente misteriosa como o grafeno era costurado nos limites dos grãos.

p Uma análise posterior revelou que o cultivo de grãos maiores (manchas maiores) não melhorou a condutividade elétrica do grafeno, como se pensava anteriormente por cientistas de materiais. Em vez, são as impurezas que penetram nas folhas que fazem as propriedades elétricas flutuarem. Essa percepção levará os cientistas mais perto das melhores maneiras de cultivar e usar o grafeno.