p O acaso tem tanto lugar na ciência quanto no amor. Isso é o que os físicos nordestinos Swastik Kar e Srinivas Sridhar descobriram durante seu projeto de quatro anos para modificar o grafeno, uma estrutura infinitesimalmente fina mais forte que o aço de átomos de carbono compactados. Principalmente financiado pelo Laboratório de Pesquisa do Exército e Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, ou DARPA, os pesquisadores foram encarregados de imbuir o material com uma década de sensibilidade térmica para uso em dispositivos de imagem infravermelha, como óculos de visão noturna para os militares. p O que eles desenterraram, publicado sexta-feira no jornal Avanços da Ciência , era muito mais:um material inteiramente novo feito de boro, azoto, carbono, e oxigênio que mostra evidências de magnetismo, óptico, e propriedades elétricas, bem como as térmicas procuradas pela DARPA. Suas aplicações potenciais abrangem toda a gama:de matrizes de 20 megapixels para câmeras de celulares a detectores de fotos e transistores atomicamente finos que, quando multiplicados por bilhões, podem alimentar computadores.

p "Tivemos que começar do zero e construir tudo, "diz Kar, professor assistente de física na Faculdade de Ciências. "Estávamos em uma jornada, criando um novo caminho, uma nova direção de pesquisa. "

p A dupla estava familiarizada com "ligas, "combinações controladas de elementos que resultaram em materiais com propriedades que ultrapassaram as do grafeno - por exemplo, a adição de boro e nitrogênio ao carbono do grafeno para conotar a condutividade necessária para produzir um isolante elétrico. Mas ninguém jamais pensou em escolher oxigênio para adicionar à mistura.

p O que levou os pesquisadores nordestinos a fazer isso?

p "Nós vamos, nós não escolhemos oxigênio, "diz Kar, sorrindo amplamente. "O oxigênio nos escolheu."

p Oxigênio, claro, Está em todo o lugar. De fato, Kar e Sridhar passaram muito tempo tentando se livrar do oxigênio que entrava em sua mistura, temiam que isso contaminasse o material "puro" que buscavam desenvolver.

p "Foi aí que o momento Aha! Aconteceu para nós, "diz Kar." Percebemos que não podíamos ignorar o papel que o oxigênio desempenha na forma como esses elementos se misturam. "

p "Então, em vez de tentar remover o oxigênio, pensamos:vamos controlar sua introdução, "adiciona Sridhar, o Distinto Professor de Física de Artes e Ciências e diretor do Instituto de Pesquisa de Materiais Eletrônicos do Nordeste.

p Oxigênio, acabou, estava se comportando na câmara de reação de uma maneira que os cientistas nunca haviam previsto:estava determinando como os outros elementos - o boro, carbono, e nitrogênio - combinados em um sólido, forma de cristal, enquanto também se insere na rede. Os traços de oxigênio eram, metaforicamente, "decapando" algumas das manchas de carbono, explica Kar, abrindo espaço para o boro e o nitrogênio preencherem as lacunas.

p “Era como se o oxigênio controlasse a estrutura geométrica, "disse Sridhar.

p Eles nomearam o novo material, sensivel, 2D-BNCO, representando os quatro elementos na mistura e a bidimensionalidade do material superfino leve, e começou a caracterizá-lo e fabricá-lo, para garantir que fosse reproduzível e escalonável. Isso significava investigar as inúmeras permutações dos quatro ingredientes, mantendo três constantes enquanto varia a medição do restante, e vice versa, várias vezes.

p Após cada tentativa, eles analisaram a estrutura e as propriedades funcionais do produto - elétrica, óptico - usando microscópios eletrônicos e ferramentas espectroscópicas, e colaborou com físicos computacionais, quem criou modelos das estruturas para ver se as configurações seriam viáveis ​​no mundo real.

p Em seguida, eles vão examinar as propriedades mecânicas do novo material e começar a validar experimentalmente as propriedades magnéticas conferidas, surpreendentemente, pela mistura desses quatro elementos não magnéticos. "Você começa a ver muito rapidamente o quão complicado é esse processo, "diz Kar.

p Ajudando com essa complexidade estavam colaboradores de todo o mundo. Além de cientistas pesquisadores associados do Nordeste, bolsistas de pós-doutorado, e alunos de pós-graduação, contribuintes incluíram pesquisadores do governo, indústria, e a academia dos Estados Unidos, México, e Índia.

p “Ainda há um longo caminho a percorrer, mas há indicações claras de que podemos ajustar as propriedades elétricas desses materiais, "diz Sridhar." E se encontrarmos a combinação certa, muito provavelmente chegaremos a esse ponto em que atingiremos a sensibilidade térmica que a DARPA estava procurando inicialmente, bem como muitas aplicações ainda não previstas. "