p Uma nova pesquisa na Universidade de Maryland pode levar a uma geração de detectores de luz que podem ver abaixo da superfície dos corpos, paredes, e outros objetos. Usando as propriedades especiais do grafeno, uma forma bidimensional de carbono que tem apenas um átomo de espessura, um detector de protótipo é capaz de ver uma banda extraordinariamente ampla de comprimentos de onda. Incluída nesta faixa está uma banda de comprimentos de onda de luz que têm aplicações potenciais interessantes, mas são notoriamente difíceis de detectar:​​ondas terahertz, que são invisíveis ao olho humano. p Um artigo de pesquisa sobre o novo detector foi publicado no domingo, 07 de setembro, 2014 em Nature Nanotechnology . O autor principal Xinghan Cai, um estudante de graduação em física da Universidade de Maryland, disse que um detector como o protótipo dos pesquisadores "poderia encontrar aplicações em campos emergentes de terahertz, como comunicações móveis, imagens médicas, sensoriamento químico, visão noturna, e segurança. "

p A luz que vemos iluminando objetos do dia-a-dia é, na verdade, apenas uma faixa muito estreita de comprimentos de onda e frequências. Os comprimentos de onda longos e as baixas frequências das ondas de luz Terahertz situam-se entre as microondas e as ondas infravermelhas. A luz nesses comprimentos de onda terahertz pode passar por materiais que normalmente consideramos opacos, como pele, plásticos, confecções, e papelão. Também pode ser usado para identificar assinaturas químicas que são emitidas apenas na faixa de terahertz.

p Poucas aplicações tecnológicas para detecção de terahertz são realizadas atualmente, Contudo, em parte porque é difícil detectar ondas de luz nesta faixa. Para manter a sensibilidade, a maioria dos detectores precisam ser mantidos extremamente frios, cerca de 4 Kelvin, ou -452 graus Fahrenheit. Os detectores existentes que funcionam em temperatura ambiente são volumosos, devagar, e proibitivamente caro.

p O novo detector de temperatura ambiente, desenvolvido pela equipe da Universidade de Maryland e colegas do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA e da Monash University, Austrália, contorna esses problemas usando grafeno, uma única camada de átomos de carbono interconectados. Ao utilizar as propriedades especiais do grafeno, a equipe de pesquisa foi capaz de aumentar a velocidade e manter a sensibilidade da detecção de ondas de temperatura ambiente na faixa de terahertz.

p Usando um novo princípio operacional denominado "efeito fototermoelétrico de elétrons quentes, "a equipe de pesquisa criou um dispositivo que é" tão sensível quanto qualquer detector de temperatura ambiente existente na faixa de terahertz e mais de um milhão de vezes mais rápido, "diz Michael Fuhrer, professor de física da University of Maryland e da Monash University, Austrália.

p Grafeno, uma folha de carbono puro com apenas um átomo de espessura, é adequado exclusivamente para uso em um detector de terahertz, porque quando a luz é absorvida pelos elétrons suspensos na estrutura em favo de mel do grafeno, eles não perdem seu calor para a rede, mas, em vez disso, retêm essa energia.

p O conceito por trás do detector é simples, diz o Professor de Física da Universidade de Maryland, Dennis Drew. "A luz é absorvida pelos elétrons no grafeno, que aquecem, mas não perdem sua energia facilmente. Assim, eles permanecem quentes enquanto a rede atômica de carbono permanece fria. "Esses elétrons aquecidos escapam do grafeno através de condutores elétricos, muito parecido com o vapor escapando de uma chaleira. O protótipo usa dois cabos elétricos feitos de metais diferentes, que conduzem elétrons em taxas diferentes. Por causa dessa diferença de condutividade, mais elétrons escaparão de um do que do outro, produzindo um sinal elétrico.

p Este sinal elétrico detecta a presença de ondas terahertz abaixo da superfície de materiais que parecem opacos ao olho humano - ou mesmo raios-x. Você não pode ver através de sua pele, por exemplo, e um raio-x atravessa a pele até o osso, faltando as camadas logo abaixo da superfície da pele inteiramente. As ondas Terahertz vêem o meio. A velocidade e a sensibilidade do detector de temperatura ambiente apresentada nesta pesquisa abre a porta para futuras descobertas nesta zona intermediária.