p Hoje em dia, o grafeno é a estrela do rock da ciência dos materiais, mas tem um calcanhar de Aquiles:é excepcionalmente sensível ao ambiente elétrico. p Este favo de mel de átomos de carbono com a espessura de um único átomo é mais leve do que o alumínio, mais forte do que o aço e conduz calor e eletricidade melhor do que o cobre. Como resultado, cientistas de todo o mundo estão tentando transformá-lo em melhores monitores de computador, painéis solares, telas de toque, circuitos integrados e sensores biomédicos, entre outras aplicações possíveis. Contudo, provou ser extremamente difícil criar dispositivos baseados em grafeno de forma confiável que vivam de acordo com seu potencial elétrico ao operar em temperatura e pressão ambiente.

p Agora, escrito na edição de 13 de março da revista Nature Communications , uma equipe de físicos de Vanderbilt relata que eles descobriram a fonte da interferência que inibia o fluxo rápido de elétrons através de dispositivos baseados em grafeno e encontraram uma maneira de suprimi-lo. Isso permitiu que eles atingissem níveis recordes de mobilidade de elétrons em temperatura ambiente - a medida da velocidade com que os elétrons viajam através de um material - três vezes maior do que os relatados em dispositivos anteriores à base de grafeno.

p De acordo com os especialistas, o grafeno pode ter a maior mobilidade de elétrons de qualquer material conhecido. Na prática, Contudo, os níveis medidos de mobilidade, embora significativamente mais alto do que em outros materiais como o silício, estiveram consideravelmente abaixo de seu potencial.

p "O problema é que, quando você faz grafeno, você não obtém apenas grafeno. Você também recebe muitas outras coisas, "disse Kirill Bolotin, professor assistente de física, que conduziu o estudo com o Pesquisador Associado A.K.M. Newaz. "O grafeno é extraordinariamente suscetível a influências externas, de modo que os campos elétricos criados por impurezas carregadas em sua superfície espalham os elétrons que viajam pelas folhas de grafeno, fazendo com que os transistores baseados em grafeno operem mais devagar e esquentem mais. "

p Vários pesquisadores propuseram que as impurezas carregadas que são onipresentes na superfície do grafeno eram as principais culpadas, mas não era totalmente certo. Também, várias outras teorias foram propostas para explicar o fenômeno.

p "Nosso estudo mostra sem dúvida que a porcaria cobrada é o problema e, se você quiser fazer melhores dispositivos de grafeno, é o inimigo que você precisa lutar, "Bolotin disse.

p Ao mesmo tempo, o experimento não encontrou evidências que apoiassem uma das teorias alternativas, que ondulações nas folhas de grafeno foram uma fonte significativa de espalhamento de elétrons

p Para entender o problema de mobilidade, A equipe de Bolotin suspendeu folhas de grafeno em uma série de diferentes líquidos e mediu as propriedades de transporte elétrico do material. Eles descobriram que a mobilidade do elétron do grafeno aumenta drasticamente quando o grafeno é submerso em líquidos eletricamente neutros que podem absorver grandes quantidades de energia elétrica (têm grandes constantes dielétricas). Eles alcançaram o nível recorde de mobilidade de 60, 000 usando anisole, um líquido incolor com um agradável, odor aromático usado principalmente em perfumaria.

p "Esses líquidos suprimem os campos elétricos das impurezas, permitindo que os elétrons fluam com menos obstruções, "Bolotin disse.

p Agora que a fonte de degradação do desempenho elétrico do grafeno foi claramente identificada, deve ser possível criar designs de dispositivos confiáveis, Bolotin disse.

p De acordo com o físico, há também uma vantagem potencial para a sensibilidade extraordinária do grafeno ao seu ambiente que pode ser explorada. Deve fazer sensores extremamente sensíveis de vários tipos e, porque é feito inteiramente de carbono, é biocompatível e, portanto, deve ser ideal para sensores biológicos.