O grafeno, um material composto por uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, é conhecido por suas propriedades extraordinárias.
Além de ser extremamente resistente, leve e flexível, o grafeno também é um excelente condutor de eletricidade e calor.
Imagem: AlexanderAlUS em Wikimedia Commons.
Ao longo dos anos, os cientistas têm explorado diversas aplicações potenciais do grafeno em áreas como eletrônica, energia, medicina e outros materiais avançados.
Recentemente, pesquisadores das universidades de Manchester e Lancaster, no Reino Unido, fizeram uma descoberta surpreendente relacionada ao grafeno.
Em um estudo publicado na revista Nature Communications, a equipe de cientistas revelou que o grafeno pode registrar níveis de magnetorresistência em temperatura ambiente, ou seja, sem a necessidade de ser resfriado a temperaturas extremamente baixas próximas do zero absoluto (-273,15°C).
A magnetorresistência é a capacidade de um material de mudar sua resistência elétrica em resposta a um campo magnético.
Essa propriedade é amplamente utilizada em tecnologias como sensores, discos rígidos de computadores e aparelhos de ressonância magnética.
No entanto, a maioria dos materiais que exibem altos níveis de magnetorresistência requerem temperaturas muito baixas para funcionar adequadamente, o que limita suas aplicações práticas.
No experimento, os pesquisadores expuseram o grafeno de alta qualidade a campos magnéticos em temperatura ambiente e mediram sua resposta.
Para garantir a pureza do grafeno, foi utilizado um material não modificado, ou seja, sem adição de impurezas.
Surpreendentemente, o grafeno aquecido mostrou uma resposta de magnetorresistência superior a 100%, um valor nunca antes observado em qualquer material, estabelecendo um novo recorde.
Os cientistas explicam que a resposta de magnetorresistência do grafeno aquecido é devido à mobilidade e equilíbrio dos elétrons carregados negativamente e dos “buracos” deixados pelos elétrons quando se movem.
Essa descoberta revela um comportamento inesperado do grafeno em temperaturas mais altas, uma vez que a maioria dos estudos anteriores focou nas propriedades do grafeno em temperaturas extremamente baixas.
Além disso, os pesquisadores observaram que o grafeno aquecido também apresentou características de um “metal estranho”, um tipo de material cujo comportamento ainda não é completamente compreendido pela ciência.
Em particular, a relação entre a temperatura e a resistência elétrica no grafeno aquecido não se comportou como em metais comuns.
Embora ainda não haja aplicações práticas imediatas para essa descoberta, ela representa um avanço significativo na compreensão das propriedades do grafeno e suas potenciais aplicações.
A capacidade de registrar altos níveis de magnetorresistência em temperatura ambiente pode ter implicações em áreas como eletrônica de baixo consumo de energia, sensores magnéticos de alta sensibilidade e armazenamento de dados.
Nos últimos 10 anos, o grafeno tem sido objeto de intensa pesquisa devido às suas propriedades únicas e promissoras e essa descoberta surpreendente expande ainda mais o potencial desse material revolucionário.
Vídeos
Vídeo: Canal “Manual do Mundo” em Youtube.
Referências
XIN, Na et al. Giant magnetoresistance of Dirac plasma in high-mobility graphene. Nature, v. 616, n. 7956, p. 270-274, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 14 abr 2023.
Notícias
Wonder Material Graphene Just Broke Another Major Record in Physics. Science Alert, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 14 abr 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Grafeno acaba de quebrar mais um recorde importante na física. Ciência Mundo, abr 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
