(Phys.org) —Os cientistas que estudam as propriedades do grafeno estão usando uma nova estrutura matemática para fazer caracterizações extremamente precisas da forma do material bidimensional.

Grafeno, descoberto em 2004, é uma folha de grafite com um átomo de espessura.

"As propriedades dos materiais bidimensionais dependem da forma, "disse Salvador Barraza-Lopez, professor assistente de física na Universidade de Arkansas. "E esta estrutura matemática permite que você faça caracterizações extremamente precisas da forma. Esta estrutura é uma nova ferramenta para entender a forma em materiais que se comportam como membranas da espessura de um átomo."

A estrutura matemática que está sendo usada é conhecida como geometria diferencial discreta, que é a geometria de estruturas entrelaçadas bidimensionais chamadas malhas. Quando os nós da estrutura, ou pontos de malha, correspondem às posições atômicas, geometria diferencial discreta fornece informações diretas sobre a química potencial e sobre as propriedades eletrônicas de materiais bidimensionais, Barraza-Lopez disse.

A aplicação de geometria diferencial discreta para compreender materiais bidimensionais é um desenvolvimento interdisciplinar original, ele disse.

Um grupo de pesquisa internacional, liderado por Barraza-Lopez, publicou suas descobertas em 8 de janeiro no jornal ACS Nano , em um artigo intitulado, "Quantitative Chemistry and the Discrete Geometry of Conformal Atom-Thin Crystals." Um segundo artigo descrevendo a pesquisa, "Morfologia do grafeno e propriedades eletrônicas da geometria diferencial discreta, "foi publicado em 6 de março como uma comunicação rápida na revista Revisão Física B .

O grafeno já foi considerado como existindo em um continuum - pense em um "manta" contínua - mas a nova estrutura matemática permite a consideração das "fibras da manta, "que fornece uma compreensão precisa das propriedades da manta que complementa a perspectiva do contínuo.

"Uma vez que os materiais bidimensionais podem ser facilmente visualizados como malhas, nos perguntamos como essas teorias seriam se você as expressasse diretamente em termos das posições dos átomos, contornando inteiramente a aproximação contínua comum, "Barraza-Lopez disse." Estes dois jornais fornecem nossos últimos avanços nessa direção. "

Os resultados do estudo publicado em ACS Nano em 8 de janeiro foram obtidos por meio de um esforço colaborativo com Alejandro A. Pacheco Sanjuan da Universidad del Norte, Barranquilla, Colômbia; Edmund O. Harriss, um professor assistente clínico de matemática na Universidade de Arkansas; Mehrshad Mehboudi, um estudante de mestrado em microeletrônica-fotônica na Universidade de Arkansas e Humberto Terrones, em seguida, na Pennsylvania State University, agora no Rensselaer Polytechnic Institute.