p Pesquisadores da TU Delft descobriram um método para esticar e comprimir materiais quânticos usando gás hidrogênio. Eles demonstraram esse efeito usando uma pequena corda de um material chamado trióxido de tungstênio, que atua como uma esponja para o hidrogênio. A pesquisa é uma nova etapa promissora no desenvolvimento de ressonadores micromecânicos, que têm uma ampla gama de aplicações possíveis. Eles podem ser usados ​​em impressoras jato de tinta, como sensores para as condições ambientais, e como componentes ativos na futura nanoeletrônica. p Os materiais quânticos estão entre os blocos de construção mais promissores para dispositivos inteligentes do futuro. O que torna esses materiais especiais é que eles podem ser controlados sob demanda por vários parâmetros externos, por exemplo, por aquecimento ou resfriamento, através do uso de uma corrente elétrica, ou aplicando pressão mecânica. As propriedades magnéticas e eletrônicas desses materiais muitas vezes podem ser controladas dinamicamente, levando ao desenvolvimento de componentes cruciais, como memórias e dispositivos de captação de energia.

p Uma nova ferramenta de controle

p Uma limitação dos materiais quânticos é que suas propriedades mecânicas geralmente só podem ser controladas por meio de métodos estáticos. Isso significa que uma vez que o dispositivo é projetado e produzido, suas características mecânicas não podem ser alteradas. Os pesquisadores Nicola Manca e Giordano Mattoni superaram esse problema usando uma nova ferramenta:o gás hidrogênio.

p Os pesquisadores usaram trióxido de tungstênio, um material cristalino que pode facilmente hospedar hidrogênio em sua estrutura cristalina. "O trióxido de tungstênio absorve rapidamente o gás hidrogênio, "diz o especialista em materiais Giordano Mattoni." Isso produz uma grande expansão da estrutura do cristal, semelhante ao que acontece quando você coloca uma esponja seca na água. "O processo é totalmente reversível e, novamente como uma esponja, o material expele hidrogênio quando exposto ao ar puro. Isso permite controlar suas propriedades mecânicas.

p

p Ressonador micromecânico

p Usando a síntese de material de alta qualidade e as instalações de nanofabricação avançadas na TU Delft, os pesquisadores fabricaram uma estrutura fina suspensa de trióxido de tungstênio:um chamado ressonador micromecânico. A estrutura apresentou grandes mudanças mecânicas após a absorção do gás hidrogênio. "Parecia que estávamos afinando uma corda de guitarra, "diz Nicola Manca, um especialista em ressonadores micromecânicos. "O gás hidrogênio foi capaz de modular a frequência de ressonância do material em mais de 500 por cento." A modulação da deformação foi tão grande que as mudanças induzidas puderam ser observadas com um microscópio comum. Quanto mais hidrogênio entra no material, quanto mais ele se expandia e se curvava.

p Temperatura do quarto

p Uma das principais vantagens desta técnica é que pode ser utilizada à temperatura ambiente, em um ambiente controlado. Também é totalmente reversível. Como referência, obter uma modulação de deformação semelhante com métodos e materiais convencionais, como a expansão térmica em silício, exigiria um aumento de temperatura de mais de 1.500 graus.

p TU Delft tem um pedido de patente pendente sobre a interação de H ₂ com OS ₃ e está planejando novas pesquisas nessa direção promissora.