Grafeno, um material bidimensional composto exclusivamente de carbono, revelou propriedades extraordinárias, incluindo condutividade térmica e elétrica, transparência, e flexibilidade. Quando combinados, essas propriedades tornam-se particularmente interessantes na era das telas sensíveis ao toque e da eletrônica flexível. "Ao contrário dos materiais 3-D, o grafeno tem uma altura reduzida à dimensão última do átomo. É, portanto, um plano de átomo de carbono, "explica o Prof. Jean-Christophe Charlier, um especialista em física nanoscópica no Instituto de Matéria Condensada e Nanociências da UCLouvain.

Em um estudo publicado em Natureza , o cientista e sua equipe dissecaram o comportamento dos elétrons quando duas camadas de grafeno sobrepostas em um ângulo de 1,1 graus (o chamado 'ângulo mágico') produzem um efeito moiré. Bem conhecido pelos fotógrafos, pintores e especialistas em moda, este efeito óptico consiste em uma figura composta de domínios escuros e claros resultantes da superposição de duas grades. "Quando duas camadas de grafeno são sobrepostas com este ângulo mágico, eles dão origem à supercondutividade. Portanto, conduzem eletricidade sem qualquer resistência, "Prof. Charlier diz.

Esta propriedade é mais do que útil para transportar eletricidade sem perda de energia. "Nós mostramos que os dois planos de grafeno torcidos desta forma interagem e levam a uma reestruturação dos átomos em domínios onde os elétrons são aprisionados e localizados no espaço." Contudo, por definição, elétrons tendem a se afastar uns dos outros, repelidos por suas respectivas cargas negativas. "Para limitar suas interações, os elétrons podem se organizar alinhando seu spin, o que lhes dá propriedades magnéticas, ou formando um isolante, ou por emparelhamento para produzir supercondutividade. "É o último que ocorre no caso do grafeno de camada dupla torcida no ângulo mágico. Além disso, os cientistas mostraram que os fônons, partículas de átomos responsáveis ​​por vibrações em materiais sólidos, também estão presos nos domínios formados pelo grafeno torcido.

A síntese de novos materiais 2-D e a observação das propriedades extraordinárias que podem ser derivadas deles levaram a uma mania twistrônica impulsionada pela ideia de um dia ser capaz de criar estruturas com as propriedades desejadas tijolo por tijolo, "ou para extrapolar o conhecimento adquirido em materiais simples, como o grafeno, para materiais mais complexos, permitindo um melhor controle ou desempenho dos sistemas supercondutores na vida cotidiana. Os exemplos incluem as bobinas supercondutoras em trens de levitação magnética japoneses (Maglev), que levitam acima dos trilhos, ou o ímã supercondutor em equipamentos de imagem por ressonância magnética (MRI).