p Um grupo de cientistas da Rússia, os EUA e a China previram a existência de um novo material de carbono bidimensional por meio de simulação gerada por computador, um "patchwork" análogo do grafeno chamado fagrafeno. Os resultados de sua investigação foram publicados recentemente na revista. Nano Letras . p "Ao contrário do grafeno, uma estrutura de favo de mel hexagonal com átomos de carbono em suas junções, o fagrafeno consiste em penta-, anéis de carbono hexa- e heptagonais. Seu nome vem de uma contração de Penta-Hexa-heptA-grafeno, "diz Oganov, chefe do Laboratório de Design de Computadores do MIPT.

p Materiais bidimensionais, composto de uma camada de um átomo de espessura, têm atraído grande atenção dos cientistas nas últimas décadas. O primeiro desses materiais, grafeno, foi descoberto em 2004 por dois graduados do MIPT, Andre Geim e Konstantin Novoselov. Em 2010, Geim e Novoselov receberam o Prêmio Nobel de Física por essa conquista.

p Devido à sua estrutura bidimensional, o grafeno tem propriedades absolutamente únicas. A maioria dos materiais pode transmitir corrente elétrica quando os elétrons não ligados têm uma energia que corresponde à banda de condução do material. Quando há uma lacuna entre a gama de possíveis energias de elétrons, a banda de valência, e a faixa de condutividade (a chamada zona proibida), o material atua como um isolante. Quando a banda de valência e a banda de condução se sobrepõem, ele atua como um condutor, e os elétrons podem se mover sob a influência do campo elétrico.

p No grafeno, cada átomo de carbono tem três elétrons que estão ligados a elétrons em átomos vizinhos, formando ligações químicas. O quarto elétron de cada átomo é "deslocado" em toda a folha de grafeno, o que lhe permite conduzir corrente elétrica. Ao mesmo tempo, a zona proibida no grafeno tem largura zero. Se você plotar a energia do elétron e sua localização na forma de gráfico, você obtém uma figura semelhante a uma ampulheta, ou seja, dois cones conectados por vértices. São conhecidos como cones de Dirac.

p Devido a esta condição única, elétrons no grafeno se comportam de forma muito estranha:todos eles têm uma e a mesma velocidade (que é comparável à velocidade da luz), e eles não possuem inércia. Eles parecem não ter massa. E, de acordo com a teoria da relatividade, as partículas que viajam na velocidade da luz devem se comportar dessa maneira. A velocidade dos elétrons no grafeno é de cerca de 10 mil quilômetros por segundo (as velocidades dos elétrons em um condutor típico variam de centímetros a centenas de metros por segundo).

p Fagrafeno, descoberto por Oganov e seus colegas através do uso do algoritmo USPEX, bem como grafeno, é um material em que aparecem cones de Dirac, e os elétrons se comportam de maneira semelhante às partículas sem massa.

p "No fagrafeno, devido ao número diferente de átomos nos anéis, os cones de Dirac são 'inclinados'. É por isso que a velocidade dos elétrons depende da direção. Este não é o caso do grafeno. Seria muito interessante para uso prático futuro ver onde será útil variar a velocidade do elétron, "Artyom Oganov explica.

p O fagrafeno possui todas as outras propriedades do grafeno que o permitem ser considerado um material avançado para dispositivos eletrônicos flexíveis, transistores, baterias solares, unidades de exibição e muitas outras coisas.