Nanorugas no grafeno podem transformar suas propriedades elétricas, revelam cientistas

O grafeno, material composto por uma única camada de átomos de carbono, é conhecido por sua resistência e propriedades eletrônicas excepcionais. Agora, cientistas dos Estados Unidos e Reino Unido revelaram um fenômeno inédito relacionado à forma do material: as nanorugas naturais, que possuem menos de um bilionésimo de metro, são capazes de alterar de modo expressivo as características elétricas do grafeno.

Segundo a equipe responsável pelo estudo publicado na revista Advanced Materials, essas ondulações microscópicas provocam flexoelectricidade, um efeito no qual a flexão ou deformação de um material gera uma carga elétrica. Embora a flexoelectricidade quântica tenha sido previamente teorizada para o grafeno, até então faltavam evidências experimentais diretas. Pulickel Ajayan, cientista de materiais da Rice University, destacou a importância da descoberta: "Nosso trabalho mostra que mesmo uma ruga comum pode se tornar uma característica eletrônica extraordinária quando vista na escala atômica".

Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores criaram nanorugas naturais no grafeno e realizaram medições precisas sobre sua forma, energia elétrica local e corrente elétrica. Estes dados foram complementados por simulações computacionais para entender como as mudanças físicas na estrutura afetam os elétrons. A comparação com grafeno plano ressaltou as diferenças significativas causadas pelas rugas, demonstrando que a geometria do material pode ser tão impactante quanto sua química.

O estudo abre uma nova perspectiva para o design de materiais atômicos onde as propriedades podem ser controladas por meio da estrutura física, e não pela introdução de novos elementos químicos. Isso pode revolucionar a forma como componentes eletrônicos ultrafinos são desenvolvidos, potencialmente simplificando processos e aprimorando dispositivos com base em grafeno.

O fenômeno da flexoelectricidade quântica no grafeno pode impulsionar avanços em diversas áreas, como sensores, eletrônica flexível e nanodispositivos, graças à possibilidade de manipular cargas elétricas apenas por alterações físicas minúsculas. Segundo os autores, explorar nanorugas como componentes funcionais torna o eterno desafio de conectar propriedades físicas e elétricas algo muito mais acessível.