p Físicos do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou e do Instituto de Física de Alta Pressão da Academia Russa de Ciências usaram modelagem computacional para refinar a curva de fusão do grafite que foi estudada por mais de 100 anos, com resultados inconsistentes. Eles também descobriram que a "fusão" do grafeno é, na verdade, sublimação. Os resultados do estudo são publicados na revista. Carbono . p O grafite é amplamente utilizado na indústria, por exemplo, em escudos térmicos para espaçonaves - portanto, dados precisos sobre seu comportamento em temperaturas ultra-altas são de suma importância. O derretimento da grafita tem sido estudado desde o início do século XX. Cerca de 100 experimentos colocaram o ponto de fusão do grafite em várias temperaturas entre 3, 000 e 7, 000 kelvins. Com um spread tão grande, não está claro qual número está correto, e pode ser considerado o ponto de fusão real do grafite. Os valores retornados por diferentes modelos de computador também variam entre si.

p Uma equipe de físicos do MIPT e HPPI RAS comparou vários modelos de computador para tentar encontrar as previsões correspondentes. Yuri Fomin e Vadim Brazhkin usaram dois métodos:dinâmica molecular clássica e dinâmica molecular ab initio. Este último é responsável pelos efeitos da mecânica quântica, tornando-o mais preciso. A desvantagem é que ele só lida com interações entre um pequeno número de átomos em escalas de tempo curtas. Os pesquisadores compararam os resultados obtidos com dados experimentais e teóricos anteriores.

p Fomin e Brazhkin descobriram que os modelos existentes eram altamente imprecisos. Mas descobriu-se que comparar os resultados produzidos por diferentes modelos teóricos e encontrar sobreposições pode fornecer uma explicação para os dados experimentais.

p Já em 1960, a curva de derretimento da grafite foi prevista para ter um máximo. Sua existência aponta para um comportamento líquido complexo, o que significa que a estrutura do líquido muda rapidamente com o aquecimento ou densificação. A descoberta do máximo foi fortemente contestada, com uma série de estudos que o confirmam e desafiam continuamente. Os resultados de Fomin e Brazhkin mostram que a estrutura do carbono líquido sofre alterações acima da curva de fusão do grafeno. Portanto, o máximo deve existir.

p A segunda parte do estudo é dedicada ao estudo da fusão do grafeno. Nenhum experimento de fusão de grafeno foi conduzido. Anteriormente, modelos de computador previram o ponto de fusão do grafeno em 4, 500 ou 4, O carbono bidimensional de 900 K. foi, portanto, considerado o mais alto ponto de fusão do mundo.

p "Em nosso estudo, observamos um estranho comportamento de 'fusão' do grafeno, que formaram cadeias lineares. Mostramos que o que acontece é a transição de um estado sólido diretamente para um estado gasoso. Este processo é chamado de sublimação, "comentou o professor associado Yuri Fomin, do Departamento de Física Geral, MIPT. Os resultados permitem uma melhor compreensão das transições de fase em materiais de baixa dimensão, que são considerados um componente importante de muitas tecnologias atualmente em desenvolvimento, em campos que vão da eletrônica à medicina.

p Os pesquisadores produziram uma descrição mais precisa e unificada de como a curva de fusão do grafite se comporta, confirmando uma transição estrutural gradual no carbono líquido. Seus cálculos mostram que a temperatura de fusão do grafeno em uma atmosfera de argônio é próxima à temperatura de fusão do grafite.