Intercristais: Descobertos cristais com propriedades revolucionárias

Materiais Avan?ados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/05/2025

Intercristais

Cientistas descobriram uma nova classe de materiais, que eles batizaram de intercristais, com propriedades eletr?nicas ?nicas e ajust?veis, o que os torna extremamente promissores para explora??o em v?rios campos das tecnologias futuras.

Os intercristais apresentam propriedades eletr?nicas que podem ser exploradas para fabricar componentes eletr?nicos mais eficientes, componentes para a computa??o qu?ntica ou permitir a cria??o de materiais ecologicamente corretos para v?rias aplica??es, apenas para citar alguns exemplos.

"Nossa descoberta abre um novo caminho para o projeto de materiais," disse a professora Eva Andrei, da Universidade Rutgers, nos EUA. "Os intercristais nos d?o uma nova maneira de controlar o comportamento eletr?nico usando apenas a geometria, sem precisar alterar a composi??o qu?mica do material."

Mais do que isso, os pesquisadores descobriram que as propriedades eletr?nicas dos intercristais podem variar significativamente com pequenas mudan?as em sua estrutura f?sica. Essa variabilidade pode levar a comportamentos novos e incomuns, como supercondutividade e magnetismo, que normalmente n?o s?o encontrados em cristais comuns.

E as aplica??es no campo dos computadores e aparelhos eletr?nicos s?o ainda mais promissoras.

"Voc? pode imaginar o projeto de um circuito eletr?nico inteiro onde cada fun??o - comuta??o, detec??o, propaga??o de sinal - seja controlada pela geometria de ajuste em n?vel at?mico," disse Jedediah Pixley, membro da equipe. "Os intercristais podem ser os blocos de constru??o dessas tecnologias futuras."

?ngulo m?gico

A descoberta dos intercristais se baseou na twistr?nica, ou flexotr?nica, uma t?cnica que nasceu da manipula??o de materiais monoat?micos, como o grafeno, quando camadas de um material s?o giradas umas em rela??o ?s outras, dando origem a padr?es conhecidos como moir?.

Por exemplo, colocar uma folha do nanomaterial de carbono sobre outra igual, e girar uma delas em cerca de 1,1? em rela??o ? outra, torna o grafeno um supercondutor - essa altera??o no ?ngulo ainda n?o foi totalmente compreendida, o que lhe valeu o apelido de "?ngulo m?gico".

Mas h? outros graus, e as configura??es resultantes alteram significativamente o comportamento dos el?trons dentro da subst?ncia usada, levando a propriedades que n?o s?o encontradas nos cristais regulares.

Os el?trons movem-se pela rede cristalina dos materiais - nos cristais normais, que possuem um padr?o repetitivo de ?tomos formando uma grade perfeitamente organizada, a maneira como os el?trons se movem ? bem compreendida e previs?vel.

Mas a forma??o de um novo material 3D a partir do deslocamento de camadas 2D muda tudo, criando n?o apenas uma nova forma de estrutura cristalina, mas tamb?m novos comportamentos dos el?trons.

Por que intercristais?

A equipe batizou sua descoberta de "intercristais" porque eles s?o uma mistura entre cristais e quasicristais: Eles t?m padr?es n?o repetitivos como os quasicristais, mas compartilham simetrias em comum com os cristais regulares.

"A descoberta dos quasicristais na d?cada de 1980 desafiou as antigas regras sobre a ordem at?mica," disse Andrei. "Com os intercristais, damos um passo adiante, mostrando que os materiais podem ser projetados para acessar novas fases da mat?ria, explorando a frustra??o geom?trica na menor escala."

Tendo ? disposi??o a arquitetura esbo?ada pela equipe, a expectativa agora ? que a comunidade cient?fica possa se dedicar ? sintetiza??o de toda uma fam?lia de intercristais com propriedades talhadas para as diversas aplica??es.

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