p Um novo material plano de um átomo de espessura que poderia ofuscar o maravilhoso material grafeno e avançar a tecnologia digital foi descoberto por um físico da Universidade de Kentucky trabalhando em colaboração com cientistas da Daimler na Alemanha e do Instituto de Estrutura Eletrônica e Laser (IESL) na Grécia. p Relatado em Revisão Física B, o novo material é feito de silício, boro e nitrogênio - todos leves, elementos baratos e abundantes em terra - e é extremamente estável, uma propriedade que falta a muitas outras alternativas de grafeno.

p "Usamos simulações para ver se os laços se rompiam ou se desintegravam - não aconteceu, "Disse Madhu Menon, um físico no UK Centre for Computational Sciences. "Nós aquecemos o material até 1, 000 graus Celsius e ainda não quebrou. "

p Usando cálculos teóricos de última geração, Menon e seus colaboradores Ernst Richter da Daimler e ex-pesquisador associado do Departamento de Física e Astronomia do Reino Unido, e Antonis Andriotis do IESL, demonstraram que, combinando os três elementos, é possível obter um átomo de espessura, material verdadeiramente 2D com propriedades que podem ser ajustadas para se adequar a várias aplicações além do que é possível com o grafeno.

p Embora o grafeno seja apontado como o material mais forte do mundo, com muitas propriedades exclusivas, ele tem uma desvantagem:não é um semicondutor e, portanto, decepciona na indústria de tecnologia digital. A pesquisa subsequente por novos materiais semicondutores 2D levou os pesquisadores a uma nova classe de materiais de três camadas chamados dichalcogenetos de metais de transição (TMDCs). Os TMDCs são em sua maioria semicondutores e podem ser transformados em processadores digitais com maior eficiência do que qualquer coisa possível com o silício. Contudo, estes são muito mais volumosos do que o grafeno e feitos de materiais que não são necessariamente abundantes em terra e baratos.

p Em busca de uma opção melhor que seja leve, terra abundante, barato e semicondutor, a equipe liderada por Menon estudou diferentes combinações de elementos da primeira e segunda linha da tabela periódica.

p Embora existam muitas maneiras de combinar silício, boro e nitrogênio para formar estruturas planas, apenas um arranjo específico desses elementos resultou em uma estrutura estável. Os átomos na nova estrutura são organizados em um padrão hexagonal como no grafeno, mas é aí que termina a semelhança.

p Os três elementos que formam o novo material têm tamanhos diferentes; as ligações que conectam os átomos também são diferentes. Como resultado, os lados dos hexágonos formados por esses átomos são desiguais, ao contrário do grafeno. O novo material é metálico, mas pode ser feito semicondutor facilmente anexando outros elementos no topo dos átomos de silício.

p A presença do silício também oferece a possibilidade empolgante de integração perfeita com a atual tecnologia baseada em silício, permitindo que a indústria se afaste lentamente do silício em vez de eliminá-lo completamente, tudo de uma vez.

p "Sabemos que a tecnologia à base de silício está chegando ao limite porque estamos juntando cada vez mais componentes e tornando os processadores eletrônicos cada vez mais compactos, "Menon disse." Mas sabemos que isso não pode continuar indefinidamente; precisamos de materiais mais inteligentes. "

p Além disso, além de criar um gap eletrônico, a fixação de outros elementos também pode ser usada para alterar seletivamente os valores de gap - uma vantagem chave sobre o grafeno para conversão de energia solar e aplicações eletrônicas.

p Outros materiais semelhantes ao grafeno foram propostos, mas carecem dos pontos fortes do material descoberto por Menon e sua equipe. Siliceno, por exemplo, não tem uma superfície plana e, eventualmente, forma uma superfície 3D. Outros materiais são altamente instáveis, alguns apenas por algumas horas, no máximo.

p A maior parte dos cálculos teóricos necessários foram realizados nos computadores do UK Centre for Computational Sciences com os colaboradores Richter e Andriotis acessando-os diretamente por meio de redes rápidas. Agora, a equipe está trabalhando em estreita colaboração com uma equipe liderada por Mahendra Sunkara do Centro Conn para Pesquisa de Energia Renovável da Universidade de Louisville para criar o material no laboratório. A equipe do Conn Center teve colaborações próximas com Menon em uma série de novos sistemas de materiais, onde foram capazes de testar sua teoria com experimentos para vários novos materiais solares.

p “Estamos muito ansiosos para que isso seja feito em laboratório, "Menon disse." O teste final de qualquer teoria é a verificação experimental, então quanto mais cedo melhor! "

p Algumas das propriedades, como a capacidade de formar vários tipos de nanotubos, são discutidos no artigo, mas Menon espera que mais surjam com estudos adicionais.

p "Esta descoberta abre um novo capítulo na ciência dos materiais, oferecendo novas oportunidades para os pesquisadores explorarem a flexibilidade funcional e novas propriedades para novas aplicações, "disse ele." Podemos esperar algumas surpresas. "