p No drama de televisão "Missão Impossível, "as instruções para a missão foram entregues em uma fita de áudio que se destruiu imediatamente após ser reproduzida. Se essa série for revivida, seus produtores podem querer falar com o professor do Instituto de Tecnologia da Geórgia, Andrei Fedorov, sobre o uso de seus "circuitos de desaparecimento" para entregar as instruções. p Usando átomos de carbono depositados no grafeno com um processo de feixe de elétrons focado, Fedorov e colaboradores demonstraram uma técnica para criar padrões dinâmicos em superfícies de grafeno. Os padrões podem ser usados ​​para fazer circuitos eletrônicos reconfiguráveis, que evoluem ao longo de um período de horas antes de finalmente desaparecer em um novo estado eletrônico do grafeno. O grafeno também é feito de átomos de carbono, mas de uma forma altamente ordenada.

p Reportado no jornal Nanoescala , a pesquisa foi apoiada principalmente pelo Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciência, e envolveu a colaboração com pesquisadores do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea (AFRL), apoiado pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea. Além de permitir a fabricação de circuitos que desaparecem, a tecnologia poderia ser usada como uma forma de liberação cronometrada em que a dissipação dos padrões de carbono poderia controlar outros processos, como a liberação de biomoléculas.

p “Agora seremos capazes de desenhar circuitos eletrônicos que evoluem com o tempo, "disse Andrei Fedorov, professor da Escola de Engenharia Mecânica George W. Woodruff da Georgia Tech. "Você poderia projetar um circuito que funcione de uma maneira agora, mas depois de esperar um dia para o carbono se difundir sobre a superfície do grafeno, você não teria mais um dispositivo eletrônico. Hoje, o dispositivo faria uma coisa; amanhã faria algo totalmente diferente. "

p O projeto começou como uma forma de limpar os hidrocarbonetos que contaminam a superfície do grafeno. Mas os pesquisadores logo perceberam que poderiam usá-lo para criar padrões, utilizando o carbono amorfo produzido através da "escrita" do feixe de elétrons como um dopante para criar seções de grafeno carregadas negativamente.

p Os pesquisadores ficaram inicialmente perplexos ao descobrir que seus padrões recém-formados desapareceram com o tempo. Eles usaram medições eletrônicas e microscopia de força atômica para confirmar que os padrões de carbono haviam se movido na superfície do grafeno para formar uma cobertura uniforme sobre toda a superfície do grafeno. A mudança geralmente ocorre ao longo de dezenas de horas, e, finalmente, converte regiões de superfície carregadas positivamente (dopadas com p) em superfícies com uma carga uniformemente negativa (dopadas com n) enquanto forma um domínio de junção p-n intermediário no curso desta evolução.

p "As estruturas eletrônicas mudam continuamente ao longo do tempo, "Fedorov explicou." Isso dá a você um dispositivo reconfigurável, especialmente porque nossa deposição de carbono não é feita usando filmes a granel, mas sim um feixe de elétrons que é usado para desenhar onde você deseja que exista um domínio dopado negativamente. "

p O grafeno consiste em átomos de carbono dispostos em uma estrutura compacta. A estrutura única fornece propriedades eletrônicas atraentes que levaram a um amplo estudo do grafeno como um novo material em potencial para aplicações eletrônicas avançadas.

p Mas o grafeno ainda consiste em átomos de carbono, e quando os padrões são depositados na superfície com átomos de carbono comuns, eles começam a migrar lentamente sobre a superfície do grafeno. A velocidade com que os átomos se movem pode ser ajustada variando a temperatura ou fabricando estruturas que direcionam o movimento dos átomos. Os átomos de carbono também podem ser "congelados" em um padrão fixo usando um laser para convertê-los em grafite - outra forma de carbono.

p "Existem várias maneiras de modular o estado dinâmico, mudando a temperatura porque isso controla a taxa de difusão do carbono, direcionando o fluxo atômico, ou mudando a fase do carbono, "Fedorov disse." O carbono depositado através do processo de deposição induzida por feixe de elétrons focado (FEBID) está ligado ao grafeno de forma muito frouxa por meio de interações de van der Waals, por isso é móvel. "

p Além das aplicações de segurança em potencial para circuitos em desaparecimento, Fedorov vê a possibilidade de mecanismos de controle simplificados que usariam os padrões de difusão para desligar processos em intervalos predefinidos. A técnica também pode ser usada para cronometrar a liberação de produtos farmacêuticos ou outros processos biomédicos.

p "Você poderia escrever informações em uns e zeros com o feixe de elétrons, use o dispositivo para transferir informações, e duas horas depois a informação terá desaparecido, "disse ele." Em vez de confiar em algoritmos de controle complexos que um microprocessador precisa executar, mudando o estado dinâmico ou o próprio sistema eletrônico, seu programa pode se tornar muito simples. Talvez possa haver certos ativados, desencadearam processos que poderiam se beneficiar desse tipo de comportamento em que o estado eletrônico muda continuamente ao longo do tempo. "

p Fedorov e seus colaboradores mostraram até agora apenas a capacidade de criar padrões simples de domínios carregados no grafeno. A próxima etapa será usar suas junções p-n para criar dispositivos que operariam por períodos específicos de tempo.

p Fedorov admite que essa padronização dinâmica de carbono pode representar um desafio para engenheiros elétricos acostumados a dispositivos estáticos que executam as mesmas funções dia após dia. Mas ele acha que alguns encontrarão aplicações úteis para esse novo fenômeno.

p "Demos um passo crítico na descoberta e compreensão, "disse ele." O próximo passo será demonstrar uma aplicação complicada e única que de outra forma seria impossível de fazer com um circuito convencional. Isso traria um novo nível de entusiasmo para isso. "