p Físicos da Fundação FOM e da Universidade de Leiden encontraram uma maneira de entender melhor as propriedades dos materiais 'inteligentes' feitos pelo homem. Seu método revela como camadas empilhadas em tal material trabalham juntas para levar o material a um nível superior. O líder do grupo Sense Jan van der Molen e sua equipe de pesquisa publicarão seus resultados em 26 de novembro de 2015 em Nature Communications . p Podemos projetar materiais inteligentes com propriedades totalmente novas? Uma maneira altamente promissora de fazer isso é empilhar camadas extremamente finas - com apenas um átomo de espessura - em um material tridimensional; uma espécie de bolo de sanduíche. Interessantemente suficiente, as propriedades desses materiais compostos não são determinadas apenas pelas propriedades das camadas individuais. A interação entre as camadas também desempenha um papel significativo. Consequentemente, esse material em camadas pode ter propriedades muito diferentes do que você poderia esperar com base na combinação de propriedades das camadas individuais; o todo é mais do que a soma das partes. Físicos da FOM e da Universidade de Leiden desenvolveram uma técnica que permite estudar a interação entre as camadas materiais.

p Estrutura da banda

p As propriedades eletrônicas de um material, expressa no que é chamado de estrutura de banda, determinar como o material se comporta. A estrutura de banda informa qual energia um elétron no material pode ter e como essa energia depende da velocidade do elétron. Existem energias permitidas ('bandas') e energias proibidas ('band gaps'). Uma grande parte dessa estrutura de banda era difícil de medir anteriormente. O primeiro autor Johannes Jobst e seus colegas superaram o problema usando e atualizando um microscópio especial:um microscópio eletrônico de baixa energia (LEEM).

p O microscópio dispara elétrons com uma energia específica no material testado. Os pesquisadores subsequentemente medem quantos elétrons de várias energias são refletidos. Quando um elétron que chega encontra um estado desocupado no material, não é refletido. Por outro lado, quando não há estados livres com a energia do elétron que chega, a taxa de reflexão é alta. Usando este método, os pesquisadores podem medir quais estados de elétrons ocupados e desocupados estão presentes no material em camadas e, conseqüentemente, como é a estrutura da banda.

p Fazendo isso com várias pilhas de grafeno, os pesquisadores conseguiram revelar como as bandas associadas às diferentes camadas interagem umas com as outras. O método tem 100, Resolução espacial 000 vezes maior do que os métodos convencionais. Isso é importante porque os materiais em camadas atuais têm uma superfície extremamente pequena (muito menor do que um milímetro quadrado).

p Materiais de design

p Assim que os cientistas tiverem uma boa compreensão da interação, eles podem ser capazes de dar o próximo passo:"Queremos ser capazes de escolher certas propriedades com antecedência e, posteriormente, empilhar as camadas de forma a realizar o material desejado, "diz Sense Jan van der Molen." Esses materiais de design são o objetivo de longo prazo. "