Um grupo de pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), na Suíça, afirma ter observado uma misteriosa característica no grafeno à temperatura ambiente pela primeira vez. A partir de um experimento em laboratório, eles puderam visualizar um vórtice de elétrons no grafeno, um material cristalino de carbono considerado significativamente estranho pela ciência.
Publicado na revista científica Science, o artigo descreve que os cientistas utilizaram um sensor de campo magnético de alta resolução para observar os vórtices de elétrons no grafeno. O material é formado por uma única camada de átomos de carbono organizados em uma rede que se assemelha a um favo de mel; além disso, pode conduzir calor e eletricidade de forma impressionante.
Quando um fio metálico comum é utilizado para conectar uma bateria, os elétrons do condutor são acelerados pela corrente elétrica da bateria. Dessa forma, os elétrons colidem com átomos de impureza e convertem parte da energia em calor.
Os cientistas apontam que, caso o grafeno seja utilizado em vez de um fio metálico, as colisões com impurezas dificilmente ocorreriam e as colisões entre elétrons seriam mais significativas. Os elétrons se comportariam como um líquido viscoso, onde o fenômeno de vórtice pode ocorrer.
“Devido às pequenas dimensões da agulha de diamante e à pequena distância da camada de grafeno — apenas cerca de 70 nanômetros — conseguimos tornar visíveis as correntes de elétrons com uma resolução inferior a cem nanômetros”, disse o pesquisador e associado da ETH Zurique, Marius Palm, em um comunicado oficial.
Vórtice de elétrons no grafeno
A partir do sensor magnético de alta resolução, os cientistas conseguiram rastrear o comportamento dos elétrons e observar o vórtice. O mais impressionante é que isso foi feito em temperatura ambiente comum, pois normalmente essa reação pode ser melhor observada em temperaturas extremamente baixas. Foi utilizada uma tira de grafeno de um mícron de largura para realizar o experimento.
Os cientistas utilizaram um disco de um mícron de largura para realizar o experimento, além de discos maiores; eles já sabiam que, provavelmente, o vórtice só apareceria no menor.Fonte: Chaoxin Ding / ETH Zurique
Durante o experimento, os pesquisadores perceberam um sinal característico do vórtice no grafeno, a inversão na direção dos fluxos de elétrons. De qualquer forma, é importante destacar que a detecção do vórtice de elétrons no grafeno ainda é apenas uma descoberta. Ainda há muitas questões em aberto sobre o tema que precisam ser resolvidas.
“Graças ao nosso sensor extremamente sensível e à alta resolução espacial, nem precisamos resfriar o grafeno e conseguimos realizar os experimentos em temperatura ambiente. Neste momento, a detecção de vórtices de elétrons é uma pesquisa básica, e ainda há muitas questões em aberto”, Palm concluí.
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