Usando um microscópio de tunelamento de varredura para fazer estruturas de origami de grafeno
p Construção de GNSs dobrados atomicamente bem definidos por origami STM. (A) Gráfico esquemático de dobrar e desdobrar um RNB ao longo de uma direção arbitrária (setas pretas). (B) Realização experimental de (A). A série de imagens STM mostra uma sequência de dobramento e desdobramento de um RNB na direção indicada pelas setas brancas. HOPG, grafite pirolítica altamente ordenada. (C) Topografia 3D STM de um GNS dobrado típico. (D) Perfil de linha ao longo da seta vermelha em (C) mostrando a formação tanto da borda tubular 1D quanto da planície de grafeno empilhado 2D com altura comparável à distância entre duas camadas de grafeno (0,70 nm). Ajustes para (B):corrente de tunelamento It =10 pA; tensão de polarização Vs =−3 V. Configurações para (C):It =100 pA; Vs =1 V. Os GNIs foram manipulados usando manipulação induzida pela ponta lateral com uma corrente típica de ~ 100 pA e uma voltagem de ~ 3 mV. Todos os resultados foram adquiridos na temperatura T =4,2 K. Crédito: Ciência (2019). DOI:10.1126 / science.aax7864
p Uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências, A Vanderbilt University e a University of Maryland criaram estruturas semelhantes a origami feitas de grafeno usando microscopia de varredura por tunelamento. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo explica como eles conseguiram esse feito e possíveis aplicações. p Por várias décadas, os cientistas têm procurado dobrar folhas de grafeno de maneiras controláveis. Enquanto alguns conseguiram dobrar folhas de grafeno, eles não eram capazes de fazer isso de forma controlada, ou eles tiveram que pré-tratar o grafeno para fazê-lo dobrar em certos lugares. Os cientistas acreditam que se as folhas de grafeno pudessem ser manipuladas de forma controlável, os materiais resultantes teriam propriedades desejadas - um exemplo seria dobrá-lo em um "ângulo mágico" para torná-lo supercondutor. Outros esperam desenvolver processadores menores do que os que podem ser feitos com silício. Neste novo esforço, os pesquisadores afirmam ter encontrado uma maneira de dobrar nanoislands de grafeno de forma controlada.
p A primeira etapa envolveu a criação das nanopartículas de grafeno. Os pesquisadores dispararam íons de hidrogênio em folhas de grafite por 10 ciclos, um processo que demorou 10 horas. Isso produziu grafeno de alta qualidade que poderia resistir à manipulação sem quebrar ou dobrar de maneiras não confiáveis. Depois disso, a equipe usou um microscópio de tunelamento de varredura (STM) para pegar partes das nanoislands e segurá-las enquanto a folha era dobrada, muito parecido com um pedaço de papel. Eles observam que foi necessário algum conhecimento por parte da pessoa que controla o STM para manipular as folhas com precisão.
p A equipe demonstrou sua técnica conectando primeiro nanotubos de carbono a uma de suas nanoislands, e depois dobrá-lo ao meio como uma omelete. Eles passaram a dobrar outras folhas minúsculas em formas básicas de origami. Eles reconhecem que sua técnica é bastante complicada no momento, e que mais trabalho é necessário antes que ele possa ser usado para criar produtos comerciais. p © 2019 Science X Network
