p (Phys.org) - A pesquisa sobre as propriedades eletrônicas do grafeno supermaterial pode nos levar um passo mais perto de levá-lo do laboratório para desenvolvê-lo para uso em produtos comerciais. Os cientistas da instalação SuperSTEM do Laboratório de Daresbury do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido têm, pela primeira vez, foi capaz de observar mudanças na estrutura eletrônica do grafeno, uma vez que se liga a um elemento estranho adicionado a ele apenas um átomo de cada vez. Os resultados foram publicados na revista, Nano Letras . p Isolado pela primeira vez em 2004 na Universidade de Manchester, o grafeno material 'milagroso' é o mais leve, o material mais forte e condutor conhecido pelo homem, com grande potencial de comercialização devido à sua resistência mecânica e propriedades eletrônicas incomparáveis. É 200 vezes mais forte que o aço, mas, com apenas um átomo de espessura e, portanto, bidimensional, é extremamente difícil de manipular para fazer uso dessas vantagens, ou ligá-lo a outros materiais para desenvolver produtos comercializáveis. Comercialmente, tem o potencial de ter aplicações que vão desde telecomunicações até tecnologia de energia e eletrônica. Também é capaz de conduzir eletricidade um milhão de vezes melhor do que o cobre e é mais forte do que outros condutores existentes.

p Uma questão importante que deve ser abordada antes que o grafeno possa ser aplicado a um produto comercial é que ele carece de um recurso chamado 'intervalo de banda', o que significa que, na prática, seria quase impossível 'desligar' um transistor eletrônico baseado em grafeno puro. Uma das maneiras promissoras de projetar um gap no grafeno e superar essa limitação é por meio da modificação química, conhecido como doping.

p Contudo, como um material bidimensional, o grafeno é totalmente superficial e, portanto, está completamente exposto ao ambiente e fortemente afetado pelo ambiente. A menor das variações estruturais pode ter efeitos tremendos em suas propriedades.

p Liderado pelo professor Quentin Ramasse do SuperSTEM, junto com pesquisadores das Universidades de Leeds e Manchester, a equipe agora foi capaz de observar a menor das variações que ocorrem quando uma folha de grafeno é dopada com um único átomo de silício.

p Professor Quentin Ramasse, Diretor Científico da SuperSTEM, disse:

p "O que mostramos aqui não é sobre com que átomo particular de grafeno deve ser dopado para controlar suas propriedades elétricas, mas que temos a capacidade de ver, nos mínimos detalhes, exatamente como um único átomo estranho se integra ao grafeno - se ele se encaixa perfeitamente, ou se está distorcendo a estrutura do grafeno em apenas 10 trilionésimos de metro, e, o mais importante, como as distorções e o arranjo preciso das ligações influenciam a estrutura eletrônica daquele átomo e de seu ambiente. Essas mudanças mínimas na ligação desses elementos podem, por sua vez, afetar significativamente o comportamento macroscópico da folha de grafeno, e particularmente sua resposta elétrica, por isso, é essencial ser capaz de literalmente imprimir as impressões digitais da ligação desses materiais, um átomo de cada vez. Isso pode abrir caminho para a pesquisa para identificar quais átomos se ligam ao grafeno de forma mais adequada. Você pode dizer que isso marca o início da físico-química experimental no nível de um único átomo. "

p A caracterização precisa da ligação de átomos individuais é essencial para o desenvolvimento de aplicações práticas de materiais bidimensionais, como o grafeno. Em dezembro, o Chanceler, George Osborne, anunciou £ 21,5 milhões em financiamento através do EPSRC para os projetos de pesquisa relacionados ao grafeno mais promissores nas universidades do Reino Unido, em planos para aumentar a 'capacidade de fabricação' do grafeno.