p Materiais ultrafinos como o grafeno prometem uma revolução em nanociência e tecnologia. Pesquisadores da Chalmers University of Technology, Suécia, publicou um estudo em Nature Communications em que eles apresentam um método para controlar as bordas de materiais bidimensionais usando uma substância química "mágica". p "Nosso método torna possível controlar as bordas - átomo por átomo - de uma forma que é fácil e escalonável, usando apenas aquecimento moderado junto com abundante, produtos químicos ecológicos, como o peróxido de hidrogênio, "diz Battulga Munkhbat, um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Física da Chalmers University of Technology, e primeiro autor do artigo.

p Materiais tão finos quanto uma única camada atômica são conhecidos como bidimensionais, ou 2-D, materiais. O exemplo mais conhecido é o grafeno, bem como dissulfeto de molibdênio, seu análogo semicondutor. Desenvolvimentos futuros dentro do campo podem se beneficiar do estudo de uma característica particular inerente a tais materiais - suas bordas. Controlar as bordas é um problema científico desafiador, porque eles são muito diferentes em comparação com o corpo principal de um material 2-D. Por exemplo, um tipo específico de borda encontrada em dichalcogenetos de metais de transição (conhecidos como TMD's, como o dissulfeto de molibdênio mencionado acima), pode ter propriedades magnéticas e catalíticas.

p Os materiais TMD típicos têm bordas que podem existir em duas variantes distintas, conhecido como ziguezague ou poltrona. Essas alternativas são tão diferentes que suas propriedades físicas e químicas não são nada semelhantes. Por exemplo, cálculos preveem que as bordas do ziguezague são metálicas e ferromagnéticas, enquanto as bordas da poltrona são semicondutoras e não magnéticas. Semelhante a essas variações notáveis ​​nas propriedades físicas, pode-se esperar que as propriedades químicas das bordas em zigue-zague e das poltronas também sejam muito diferentes. Se então, pode ser possível que certos produtos químicos dissolvam as bordas da poltrona, enquanto deixa os em ziguezague inalterados.

p Agora, Esse produto químico mágico é exatamente o que os pesquisadores de Chalmers descobriram - na forma de peróxido de hidrogênio comum. Inicialmente, os pesquisadores ficaram completamente surpresos com os novos resultados.

p "Não era só que um tipo de vantagem era dominante sobre os outros, mas também que as arestas resultantes eram extremamente afiadas - quase atomicamente afiadas. Isso indica que o produto químico 'mágico' opera de uma forma chamada autolimitante, removendo material indesejado átomo por átomo, eventualmente resultando em arestas no limite atomicamente nítido. Os padrões resultantes seguiram a orientação cristalográfica do material TMD original, produzindo bonito, nanoestruturas hexagonais atomicamente nítidas, "diz Battulga Munkhbat.

p "Um desenvolvimento extremamente fascinante"

p O novo método, que inclui uma combinação de métodos litográficos padrão de cima para baixo com um novo processo de corrosão úmida anisotrópica, portanto, torna possível criar arestas perfeitas em materiais bidimensionais.

p "Este método abre possibilidades novas e sem precedentes para materiais de van der Waals (materiais 2-D em camadas). Agora podemos combinar física de borda com física 2-D em um único material. É um desenvolvimento extremamente fascinante, "diz Timur Shegai, Professor associado do Departamento de Física da Chalmers e líder do projeto de pesquisa.

p Estes e outros materiais relacionados muitas vezes atraem atenção significativa da pesquisa, pois permitem avanços cruciais em nanociência e tecnologia, com aplicações potenciais que vão desde a eletrônica quântica até novos tipos de nano-dispositivos. Essas esperanças se manifestam na Nave Grafeno, A maior iniciativa de investigação de sempre da Europa, que é coordenado pela Chalmers University of Technology.

p Para disponibilizar a nova tecnologia para laboratórios de pesquisa e empresas de alta tecnologia, os pesquisadores fundaram uma empresa iniciante que oferece materiais TMD atomicamente afiados de alta qualidade. Os pesquisadores também planejam desenvolver aplicações para esses metamateriais atomicamente nítidos.