p Os físicos teóricos da Rice University estão vivendo no limite ao estudar as propriedades surpreendentes do grafeno. Em um novo estudo, eles descobrem como os pesquisadores podem fraturar nanofitas de grafeno para obter as bordas de que precisam para as aplicações. p Uma nova pesquisa do físico de Rice Boris Yakobson e seus colegas mostra que deve ser possível controlar as propriedades da borda das nanofitas de grafeno controlando as condições sob as quais as nanofitas são separadas.

p A maneira como os átomos se alinham ao longo da borda de uma fita de grafeno - a forma de carbono com a espessura de um átomo - controla se é metálico ou semicondutor. A corrente passa através do grafeno metálico sem obstáculos, mas os semicondutores permitem uma medida de controle sobre esses elétrons.

p Uma vez que a eletrônica moderna tem tudo a ver com controle, o grafeno semicondutor (e materiais bidimensionais semicondutores em geral) são de grande interesse para cientistas e indústrias que trabalham para reduzir a eletrônica para aplicações.

p No trabalho, que apareceu este mês no jornal Royal Society of Chemistry Nanoescala , a equipe do Rice usou uma modelagem de computador sofisticada para mostrar que é possível rasgar nanofitas e obter grafeno com bordas em zigue-zague primitivas ou com os chamados ziguezagues reconstruídos.

p Grafeno perfeito se parece com tela de galinheiro, com cada unidade de seis átomos formando um hexágono. As bordas dos ziguezagues originais se parecem com isto:////////. Girar os hexágonos 30 graus torna as bordas "poltronas, "com partes superiores e inferiores planas unidas pelas diagonais. Sabe-se que as propriedades eletrônicas das bordas variam de metálicas a semicondutoras, dependendo da largura da fita.

p "Reconstruído" refere-se ao processo pelo qual os átomos do grafeno são induzidos a se deslocar para formar anéis conectados de cinco e sete átomos. Os cálculos de Rice determinaram que os ziguezagues reconstruídos são os mais estáveis, uma qualidade desejável para os fabricantes.

p Tudo isso é ótimo, mas ainda é preciso saber como fazê-los.

p "Tornar nano dispositivos baseados em grafeno por meio de fratura mecânica parece atraente, mas não faria sentido até sabermos como obter os tipos certos de arestas - e agora sabemos, "disse ZiAng Zhang, um estudante de pós-graduação da Rice e o principal autor do artigo.

p Yakobson, O pesquisador de pós-doutorado Zhang e Rice, Alex Kutana, usou a teoria do funcional da densidade, um método computacional para analisar a entrada energética de cada átomo em um sistema modelo, aprender como as forças termodinâmicas e mecânicas atingiriam o objetivo.

p Seu estudo revelou que aquecer o grafeno a 1, 000 kelvins e a aplicação de uma força baixa, mas constante ao longo de um eixo irá quebrá-lo de tal forma que 5-7 anéis totalmente reconstruídos formarão e definirão as novas bordas. Por outro lado, fraturar o grafeno com baixo calor e alta força tem mais probabilidade de levar a ziguezagues primitivos.