Metais 2D: Pela primeira vez, metais viram folhas com átomos de espessura

Mec?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/03/2025

Monocamadas de metais

Desde a descoberta do grafeno, em 2004, os materiais bidimensionais (2D) inauguraram uma nova era de pesquisa fundamental e de inova??es tecnol?gicas.

Contudo, embora quase 2.000 materiais 2D tenham sido previstos teoricamente at? agora, e centenas deles tenham sido criados em ambiente de laborat?rio, a maioria desses materiais 2D tem-se limitado a cristais em camadas, conhecidos como materiais de van der Waals.

Agora isso mudou, gra?as ao trabalho de Jiaojiao Zhao e colegas da Universidade da Academia Chinesa de Ci?ncias.

Zhao desenvolveu um m?todo que permite fabricar metais 2D. Esses metais 2D ultrafinos prometem viabilizar n?o apenas novas arquiteturas de dispositivos e componentes, com aplica??es em qu?mica industrial, ?ptica e computadores, como tamb?m dever?o viabilizar a explora??o de novos regimes da f?sica.

Houve muitas tentativas nos ?ltimos anos para fabricar metais bidimensionais, mas nenhuma delas conseguiu atingir metais 2D de dimens?es grandes o suficientes para uso pr?tico - e nem puras.

Como fazer metais 2D

Para fabricar metais 2D, Zhao usou dois cristais de safira extremamente planos, com uma fina camada de dissulfeto de molibd?nio (MoS₂) fazendo o papel de mand?bulas de uma morsa, que se torna respons?vel por espremer o metal - essa morsa ? na verdade conhecida como bigorna de safira.

O metal ? colocado na forma de um p? entre as duas mand?bulas da morsa, e ent?o ? aquecido a laser at? 400 ?C, o suficiente para liquefazer os metais com os quais a equipe trabalhou, formando uma gota. Quando a morsa de safira ? apertada at? gerar uma press?o de 200 megapascais, o metal fica comprimido at? ficar com poucos ?tomos de espessura.

Basta ent?o deixar o metal esfriar e abrir a morsa. Quando a press?o ? retirada, o metal 2D fica est?vel entre as folhas de MoS₂.

A equipe testou a t?cnica com bismuto, g?lio, ?ndio, estanho e chumbo. No caso do bismuto, o metal ficou com apenas dois ?tomos de espessura, ou seja, a t?cnica funciona na escala do ?ngstrons - um ?ngstrom (Å) mede 10^-10 metro, o que equivale a 0,1 nan?metro, ou 100 pic?metros, sendo a unidade de medida normalmente usada para medir os ?tomos ou os espa?amentos entre os ?tomos nos cristais.

O bismuto gerou uma monocamada medindo 6.3 Å, o estanho 5.8 Å, o chumbo ~7.5 Å, o ?ndio ~8.4 Å e o g?lio ~9.2 Å.

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