Trazendo a promessa de uma nova base de equipamentos eletrônicos, pesquisadores do MIT e das gigantes Google e IBM conseguiram transformar o grafeno retorcido em dispositivos funcionais, incluindo chaves supercondutoras como as usadas em diversas máquinas quânticas.
A façanha dá continuidade aos estudos de 2018, ano em que os cientistas empilharam 2 cartões microscópicos de folhas de carbono de um átomo de espessura e os torceram levemente. Depois, aplicaram um campo elétrico sobre o projeto e viram a “mágica” acontecer.
A novidade tem tudo para se tornar uma ferramenta por meio da qual é possível capturar e controlar elétrons e fótons individuais. “A ideia de que esta plataforma pode ser usada como um material universal não é fantasia e está se tornando um fato”, argumenta Cory Dean, físico da Universidade de Columbia, cujo laboratório foi um dos primeiros a confirmar as propriedades supercondutoras do experimento.
Um dos segredos é o chamado “ângulo mágico”, pois virar as folhas de uma forma específica (1,1°) faz com que milhares de átomos atuem em uníssono, num comportamento coletivo que permite uma mudança radical de manifestação e fazendo com que o conjunto vai do isolante ao condutor e, finalmente, ao supercondutor. Além disso, essas interações forçam os elétrons a desacelerar e “sentir” a presença uns dos outros, o que os alinha rapidamente com os requisitos exigidos.
Com a descoberta, propriedades desejadas podem ser inseridas em pequenas regiões das folhas e criar uma espécie de “portão” entre elas, sujeitando-as a campos elétricos variados. “Uma vez exibido, o mundo se abriu”, comemorou Klaus Ensslin, físico da ETH Zurich e coautor de um dos estudos.
Klaus Ensslin, físico da ETH Zurich.Fonte: Reprodução
Uma nova era
Indo além nas conquistas, o grupo MIT criou gadgets testes submicroscópicos para demonstrar a versatilidade da invenção, que, ao sintonizar o carbono em uma configuração condutor-isolante-supercondutor, é capaz de medir a força de ligação de pares de elétrons. Além disso, eles desenvolveram um transistor que controla o movimento de uma única partícula.
De qualquer forma, os dispositivos de grafeno de ângulo mágico não devem representar um perigo imediato para a indústria do silício, pois exigem resfriamento próximo ao zero absoluto para supercondutores e não se sabe como manter a torção precisa.
“Se você quisesse fazer um dispositivo realmente complexo, teria que criar centenas de milhares de [substratos de grafeno] e essa tecnologia não existe”, explicou Pablo Jarillo-Herrero, líder da pesquisa.
No entanto, isso não desanima os estudiosos, pois o material poderia eliminar barreiras a reações químicas comuns nas soluções que temos hoje, além de abrir novas portas para a computação quântica e até para o espaço, pois ajudaria os astrônomos em seus projetos.
A especialista Eva Andrei, da Rutgers University, resumiu as possibilidades dizendo: “É uma era realmente nova”.
Última atualização em 4 de fevereiro de 2023
