p A arte do kirigami envolve cortar o papel em desenhos intrincados, como flocos de neve. Os físicos de Cornell são artistas de kirigami, também, mas o papel deles tem apenas um átomo de espessura, e pode se tornar uma das menores máquinas que o mundo já conheceu. p Uma colaboração de pesquisa liderada por Paul McEuen, o professor de Ciências Físicas John A. Newman e diretor do Instituto Kavli em Cornell for Nanoscale Science (KIC), está levando o kirigami à nanoescala. Seu modelo é o grafeno, folhas de átomo único de carbono ligado hexagonalmente, famoso por ser ultrafino, ultra forte e um condutor de elétrons perfeito. No jornal Natureza 29 de julho eles demonstram a aplicação de kirigami em folhas de grafeno de 10 mícrons (um fio de cabelo humano tem cerca de 70 mícrons de espessura), que eles podem cortar, dobrar, torcer e dobrar, apenas como papel.

p Grafeno e outros materiais finos são extremamente pegajosos nessa escala, então os pesquisadores usaram um velho truque para torná-lo mais fácil de manipular:eles o suspenderam em água e adicionaram surfactantes para torná-lo escorregadio, como água com sabão. Eles também fizeram "alças" de abas douradas para que pudessem agarrar as pontas das formas de grafeno. Co-autor Arthur Barnard, também um estudante de graduação em física da Cornell, descobri como manipular o grafeno dessa forma.

p O primeiro autor do estudo, Melina Blees, um ex-aluno de graduação em física e agora um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Chicago, disse que recebeu uma "recepção entusiástica" do Departamento de Arte, onde os pesquisadores passaram um tempo na biblioteca estudando designs de papel e tecido e inventando maneiras de traduzi-los para o grafeno.

p Eles pegaram emprestado um cortador a laser da Faculdade de Arquitetura, Loja de arte e planejamento, criando modelos de papel de seus projetos, antes de caminhar até o Cornell NanoScale Science and Technology Facility para fabricá-los de grafeno.

p "Foi realmente uma verdadeira exploração, cortar coisas do papel e brincar com elas, tentando imaginar como um 'móbile kirigami suspenso para crianças' poderia se tornar uma mola em nanoescala para medir forças ou interagir com células, "Blees disse.

p Com uma folha de grafeno, por exemplo, eles fizeram uma mola suave, que funciona como um transistor muito flexível. As forças necessárias para dobrar tal mola seriam comparáveis ​​às forças que uma proteína motora pode exercer, McEuen disse. Entrando no reino das forças biológicas, os experimentos abrem um novo playground de ideias para dispositivos em nanoescala que podem ser colocados em torno de células humanas ou no cérebro para detecção.

p Os pesquisadores também demonstraram o quão bem o grafeno se dobra em um design simples de dobradiça, quantificar as forças necessárias. Abrindo e fechando a dobradiça 10, 000 vezes, eles descobriram que ele permanece perfeitamente intacto e elástico - uma qualidade potencialmente útil para máquinas dobráveis ​​e dispositivos nessa escala.

p Com base nos princípios do papel, uma equipe de pesquisa relacionada em Cornell acaba de receber financiamento do Departamento de Defesa para continuar a desenvolver tecnologias em torno de materiais flexíveis como o grafeno, usando alguns dos princípios do kirigami demonstrados.

p O trabalho, que também incluiu David Muller, professor de física aplicada e engenharia e codiretor do KIC, foi apoiado pelo Cornell Center for Materials Research, que é financiado pela National Science Foundation; o Escritório de Pesquisa Naval; e o Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science.