p A descoberta de nanoestruturas de carbono como grafeno bidimensional e fulerenos em forma de bola de futebol ajudou a lançar uma revolução nanotecnológica. Nos últimos anos, pesquisadores da Brown University e de outros lugares mostraram que o boro, vizinho do carbono na tabela periódica, podem fazer nanoestruturas interessantes também, incluindo borofeno bidimensional e uma estrutura de gaiola oca semelhante a um fulereno chamada borosfereno. p Agora, pesquisadores da Universidade de Brown e Tsinghua adicionaram outra nanoestrutura de boro à lista. Em um artigo publicado em Nature Communications , eles mostram que aglomerados de 18 átomos de boro e três átomos de elementos lantanídeos formam uma estrutura semelhante a uma gaiola bizarra, diferente de tudo que eles já viram.

p "Este não é um tipo de estrutura que você espera ver na química, "disse Lai-Sheng Wang, professor de química na Brown e autor sênior do estudo. "Quando escrevemos o artigo, tivemos muita dificuldade para descrevê-lo. É basicamente um triedro esférico. Normalmente, você não pode ter uma estrutura tridimensional fechada com apenas três lados, mas uma vez que é esférico, funciona."

p Os pesquisadores têm esperança de que a nanoestrutura possa lançar luz sobre a estrutura em massa e o comportamento de ligação química dos lantanídeos de boro, uma importante classe de materiais amplamente utilizados em eletrônica e outras aplicações. A nanoestrutura por si só pode ter propriedades interessantes também, dizem os pesquisadores.

p "Elementos de lantanídeos são materiais magnéticos importantes, cada um com momentos magnéticos muito diferentes, "Disse Wang." Achamos que qualquer um dos lantanídeos fará esta estrutura, então eles poderiam ter propriedades magnéticas muito interessantes. "

p Wang e seus alunos criaram os aglomerados de lantanídeo-boro focalizando um poderoso laser em um alvo sólido feito de uma mistura de boro e um elemento lantanídeo. Os aglomerados são formados no resfriamento dos átomos vaporizados. Em seguida, eles usaram uma técnica chamada espectroscopia de fotoelétrons para estudar as propriedades eletrônicas dos aglomerados. A técnica envolve zapping aglomerados de átomos com outro laser de alta potência. Cada zap tira um elétron do aglomerado. Ao medir as energias cinéticas desses elétrons liberados, os pesquisadores podem criar um espectro de energias de ligação para os elétrons que unem o aglomerado.

p "Quando vemos um simples, belo espectro, sabemos que há uma bela estrutura por trás disso, "Disse Wang.

p Para descobrir como é essa estrutura, Wang comparou os espectros de fotoelétrons com cálculos teóricos feitos pelo Professor Jun Li e seus alunos de Tsinghua. Depois de encontrar uma estrutura teórica com um espectro de ligação que corresponda ao experimento, eles sabem que encontraram a estrutura certa.

p "Essa estrutura era algo que nunca teríamos previsto, "Wang disse." Esse é o valor de combinar cálculo teórico com dados experimentais. "

p Wang e seus colegas apelidaram as novas estruturas de metalo-borosferenos, e eles têm esperança de que pesquisas futuras revelem suas propriedades.