p E se o amendoim quebradiço, sob certas condições, comportou-se como caramelo? Algo assim acontece com um dichalcogeneto bidimensional analisado por cientistas da Rice University. p Os pesquisadores calcularam que camadas atomicamente finas de dissulfeto de molibdênio podem assumir as qualidades do plástico por meio da exposição a um gás com infusão de enxofre na temperatura e pressão certas.

p Isso significa que pode-se deformá-lo sem quebrá-lo - uma propriedade que muitos cientistas de materiais que estudam materiais bidimensionais devem achar interessante, de acordo com o físico teórico de Rice Boris Yakobson e o pesquisador de pós-doutorado Xiaolong Zou; eles lideraram o estudo que apareceu na revista American Chemical Society Nano Letras .

p Bissulfeto de molibdênio, o objeto de estudo em muitos laboratórios por suas propriedades semicondutoras, interessou ao laboratório Rice por causa das características de seus limites de grãos. Materiais bidimensionais como o grafeno são realmente planos, folhas de átomos de espessura. Mas o dissulfeto de molibdênio 2-D é um sanduíche, com camadas de enxofre acima e abaixo dos átomos de molibdênio.

p Quando duas folhas se unem em ângulos diferentes durante o crescimento em uma fornalha, átomos nas fronteiras têm que compensar improvisando arranjos "defeituosos", chamados deslocamentos, onde eles vêm juntos.

p Os pesquisadores determinaram que pode ser possível promover a movimentação desses deslocamentos por meio do controle ambiental do meio gasoso. Isso mudaria as propriedades do material para dar-lhe superplasticidade, o que permite que seja deformado além de seu ponto de ruptura usual.

p Os materiais plásticos podem ser reorganizados e manterão sua nova forma. Por exemplo, um encanador pode entortar um tubo de metal; essa qualidade dobrável é plasticidade. Yakobson observou que esses materiais podem se tornar frágeis novamente com novas mudanças no ambiente.

p "Geralmente, o acoplamento da química e da mecânica é bastante raro e cientificamente difícil de entender, "disse Yakobson, cujo grupo em Rice analisa materiais calculando as energias que ligam seus átomos. "A corrosão é o melhor exemplo de como a química afeta o comportamento mecânico, e a ciência da corrosão ainda está em desenvolvimento. "

p Para dissulfeto de molibdênio, eles encontraram dois mecanismos pelos quais os limites podem superar as barreiras da energia de ativação e levar à superplasticidade. Em primeiro, chamada de religação direta, apenas um átomo de molibdênio em um deslocamento mudaria em resposta a forças externas. No segundo, rotação da ligação, vários átomos se moveriam em direções opostas.

p Eles calcularam que a barreira para a religação direta, embora menos dramático, é muito menor do que para a rotação da ligação. "Através do caminho de reconexão, a mobilidade desse defeito muda em várias ordens de magnitude, "Yakobson disse." Nós sabemos, pela mecânica dos materiais, que as qualidades frágeis ou dúcteis são definidas pela mobilidade desses deslocamentos. O que mostramos é que podemos afetar a propriedade tangível, a extensibilidade, do material. "

p Yakobson sugeriu que pode ser possível ajustar a plasticidade dos dichalcogenídeos em geral e que também pode ser possível eliminar os defeitos de uma folha de dichalcogeneto 2-D tratando os deslocamentos "para permitir que eles se difundam rapidamente e desapareçam ou se tornem interessantes estados agregados. " Isso provavelmente abriria o caminho para a fabricação mais fácil de dichalcogenetos que precisam de propriedades elétricas ou mecânicas específicas para aplicações, ele disse.

p "Pensamos nesses materiais bidimensionais como uma tela aberta, teoricamente falando, "ele disse." Você pode ler e escrever alterações neles muito rapidamente. Os materiais a granel não têm essa abertura, mas aqui, cada átomo está em proximidade imediata com o meio ambiente. "