Uma equipe internacional de físicos, liderado por pesquisadores da Universidade de Arkansas, observou flambagem mecânica espontânea no grafeno independente usando microscopia de tunelamento de varredura, indicando que tem potencial para ser uma nova fonte de energia eletrônica.

A descoberta avança a compreensão do grafeno, um material bidimensional que é um mero átomo de espessura, e seu papel potencial no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de última geração.

A equipe de pesquisa publicou suas descobertas na terça-feira em Cartas de revisão física , o jornal da American Physical Society. A descoberta também foi destaque no site de notícias de Física da sociedade.

Os pesquisadores usaram microscopia de tunelamento de varredura, que produz imagens de átomos individuais em uma superfície, para demonstrar a flambagem mecânica espontânea.

A descoberta abre um novo campo de pesquisa no estudo do comportamento dinâmico de materiais bidimensionais autônomos controlados por microscopia de varredura por tunelamento, disse Paul Thibado, professor de física da U of A que liderou o estudo.

"O grafeno autônomo está constantemente em movimento, - disse Thibado. - Ele se move para cima e para baixo como uma bóia flutuando no oceano. O movimento oscilante é interrompido de forma intermitente quando o material muda da aparência da parte interna de uma tigela para a parte externa da tigela - aquela alta velocidade, O movimento rápido é conhecido como flambagem mecânica. "

Os pesquisadores descobriram que o movimento de flambagem se correlaciona a um fenômeno conhecido como "voo de Lévy, "O voo de Lévy se refere a um processo de caminhada aleatória em que longas excursões ocorrem com maiores probabilidades estatísticas do que um sistema normal em movimento aleatório constante. Os voos de Lévy são comuns em sistemas biológicos e modelam com precisão os padrões de forrageamento animal.

O fenômeno não foi observado em escala atômica com um sistema inorgânico até este estudo, Thibado disse, tornando possível prever e controlar eventos de longa excursão.

"Eventos de flambagem em materiais 2-D são a chave para a compreensão do fenômeno dos voos de Levy, " ele disse.

Movimento contínuo do grafeno autônomo, aumentada pela alta energia cinética dessas inversões aleatórias, poderia ser convertido em corrente elétrica e usado no lugar de baterias para alimentar pequenos dispositivos eletrônicos, Disse Thibado. Há uma necessidade urgente de desenvolvimento de fontes de energia que não sejam baterias, especialmente à medida que as redes de sensores sem fio que conectam objetos que não são de computador à Internet crescem.

Essas redes de sensores sem fio são conhecidas coletivamente como Internet das Coisas, como tênis de corrida que fornecem feedback de desempenho para um atleta ou um sistema de irrigação "inteligente" que monitora e relata os níveis de umidade de campos distantes.

Surendra Singh, professor de física da U of A e co-autor do estudo, ajudou a identificar a conexão entre os voos da Lévy e as propriedades estatísticas do sistema. Co-autor Pradeep Kumar, professor assistente de física na U of A, forneceu uma visão sobre o desenvolvimento da simulação de dinâmica molecular, o que provou que o mecanismo para as longas excursões era a flambagem mecânica.