p Pesquisadores da Wright State University ajudaram a pavimentar o caminho para aplicações expandidas de grafeno em tudo, desde a exploração espacial até sensores para todos os climas. p A pesquisa foi conduzida por Elliott Brown, a Ohio Research Scholars Endowed Chair em Sensors Physics, e Weidong Zhang, Físico pesquisador do Departamento de Física. Seu trabalho foi publicado recentemente em Nature Communications , uma revista científica que cobre as ciências naturais, incluindo física, química e biologia.

p O grafeno é o primeiro material bidimensional do mundo com espessura monoatômica - uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal (favo de mel). Suas propriedades mecânicas no plano o tornam o material mais forte já testado, no entanto, é muito flexível fora do plano. Conduz calor e corrente elétrica com eficiência e é quase transparente à luz visível.

p Os cientistas teorizam sobre o grafeno há anos, mas não foi até 2004 que o material foi isolado com sucesso, por esfoliação de cristais de grafite - usando fita adesiva. Esse trabalho de Andre Geim e Konstantin Novoselov na Universidade de Manchester resultou na conquista do Prêmio Nobel de Física em 2010.

p "O que deixou as pessoas empolgadas com o grafeno foi o fato de ele oferecer potencial para mobilidades de elétrons e buracos em temperatura ambiente mais altas do que qualquer semicondutor conhecido, "disse Brown. A mobilidade é uma forma de caracterizar a aceleração de portadoras gratuitas e é uma métrica importante para materiais usados ​​em eletrônicos de estado sólido de todos os tipos.

p Filmes monoatômicos de grafeno em substratos de silício foram fornecidos à Wright State por colaboradores da University of California-Irvine. Brown e Zhang então fizeram medições eletromagnéticas precisas nas frequências THz usando sua instrumentação exclusiva. Eles então perceberam que os dados poderiam ser bem explicados usando um método comum em engenharia elétrica chamado modelagem de linha de transmissão de microondas.

p "Descobrimos como adaptar o modelo da linha de transmissão - para descrever a interação da radiação eletromagnética com o grafeno como um material bidimensional, "disse Brown." Esta pesquisa ajudará a mover o grafeno da arena da física para um regime de aplicações de engenharia. Isso significa que os engenheiros elétricos que trabalham na indústria ou em laboratórios de pesquisa saberão melhor como analisar o grafeno em circuitos de alta frequência e como ele interage com a radiação. "

p Brown diz que isso pode abrir caminho para avanços tecnológicos em aplicações como o direcionamento do feixe em sistemas de radar de navegação de alta resolução através de fumaça e neblina, bem como sistemas de imagem de ondas milimétricas e THz de objetos ocultos em roupas e recipientes de plástico.

p "Muito trabalho foi feito para estudar essas aplicações do grafeno, mas melhor engenharia é necessária para seu sucesso, " ele disse.