Quando os jogadores tentam resolver jogos de palavras, eles tentam juntar pistas para encontrar a solução. Claro, ajuda ter um vocabulário forte, mas encontrar as respostas certas para esses quebra-cabeças é tanto sobre lógica e estratégia quanto sobre ser um criador de palavras.
Usando um processo surpreendentemente comparável, uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Northwestern Engineering reuniu um método para determinar como diferentes materiais 2D respondem à desordem – testando alguns materiais que poderiam substituir o silício em novos transistores e sensores.

“O método de análise levará a uma melhor compreensão dos potenciais de desordem em materiais 2D para ajudar a fazer transistores mais rápidos, bem como melhores sensores de gás que podem discriminar mais facilmente diferentes gases”, disse Matthew Grayson, professor de engenharia elétrica e de computação da McCormick. School of Engineering, e um dos autores do estudo.

ressentido no artigo "Field-effect Conductivity Scaling for Two-dimensional Materials with Tunable Impurity Density", publicado em 16 de junho na revista 2D Materials , os pesquisadores desenvolveram um método para determinar a impressão digital do distúrbio vizinho visto por um material 2D.

Vinayak Dravid, Professor Abraham Harris de Ciência e Engenharia de Materiais, e Mark Hersam, Professor Walter P. Murphy de Ciência e Engenharia de Materiais, também contribuíram para o esforço. Chulin Wang, Ph.D. candidato no grupo de pesquisa de Grayson, foi o primeiro autor do papel.

Na ciência, desordem refere-se a imperfeições ou cargas próximas que podem espalhar o caminho reto de um elétron. Materiais 2D como o grafeno são particularmente suscetíveis à desordem nas proximidades porque têm literalmente vários átomos de espessura, no máximo

"A caracterização do distúrbio é fundamental para entender e melhorar o desempenho de materiais 2D", disse Grayson. "Este artigo mostra que existe uma curva universal que serve como uma impressão digital desse distúrbio. Embora diferentes doses de distúrbio pareçam resultar em comportamentos completamente diferentes, todos esses comportamentos representam fios individuais de uma tapeçaria geral".

É aí que entra a semelhança entre a ciência e os jogos que você joga em seu telefone ou jornal impresso.

Usando amostras de material 2D desenvolvidas pelos grupos Hersam e Dravid, Grayson e sua equipe implementaram um novo método para medir curvas de condutividade elétrica usando um criostato, dispositivo que preserva amostras em baixas temperaturas para exame microscópico. À temperatura ambiente, as cargas que constituem a desordem são livres para se deslocar até atingirem o equilíbrio, mas quando congeladas no criostato, a desordem é congelada no lugar.

Cada curva de condutividade individual se assemelha a uma peça de quebra-cabeça. Os pesquisadores então utilizaram uma regra empírica para juntar todas as curvas até formar uma imagem completa.

Soa familiar?

Eles então usaram argumentos físicos para entender por que essa regra funciona tão bem. Como resultado, eles resolveram o enigma de como cada um dos materiais em estudo responde a uma classe específica de imperfeições.

“A impressionante continuidade desta imagem quando todas as peças do quebra-cabeça estavam no lugar nos inspirou a aprofundar a física para entender qual deve ser a razão subjacente para esse comportamento”, disse Grayson. "A mesma mentalidade que o público em geral usa para resolver seu Wordle diário ou palavras cruzadas é aplicada aqui."

Essas descobertas também têm implicações para a pesquisa de materiais 2D no futuro.

"Em vez de ver dispositivos individuais feitos dos mesmos materiais 2D como um monte de peças de quebra-cabeça que devem ser estudadas independentemente, agora você pode localizar onde uma determinada amostra se encaixa no quebra-cabeça resolvido anteriormente", disse Grayson, "para que cada indivíduo peça é instantaneamente reconhecida como parte de uma imagem maior. + Explore mais

O método analisa condutores não uniformes com um campo magnético