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

Monocamadas de metais

Desde a descoberta do grafeno, em 2004, os materiais bidimensionais (2D) inauguraram uma nova era de estudo fundamental e de inovações tecnológicas.

Contudo, embora quase 2.000 materiais bidimensionais tenham sido previstos teoricamente até agora, e centenas deles tenham sido feitos em ambiente de laboratório, a maioria desses materiais bidemensionais tem-se limitado a cristais em camadas, conhecidos como materiais de van der Waals.

Agora isso mudou, graças ao trabalho de Jiaojiao Zhao e colegas da Universidade da Academia Chinesa de Ciências.

Zhao desenvolveu um método que permite fabricar metais bidimensionais. Esses metais bidimensionais ultrafinos prometem viabilizar não apenas novas arquiteturas de dispositivos e componentes, com aplicações em química industrial, óptica e computadores, como também deverão viabilizar a exploração de novos regimes da física.

Houve muitas tentativas nos últimos anos para fabricar metais 2D, mas nenhuma delas conseguiu atingir metais bidimensionais de dimensões grandes o suficientes para uso prático – e nem puras.

Processo de fabricação e amostras de metais 2D.
[Imagem: Jiaojiao Zhao et al. – 10.1038/s41586-025-08711-x]

Como fazer metais bidimensionais

Para fabricar metais bidimensionais, Zhao usou 2 cristais de safira extremamente planos, com uma fina camada de dissulfeto de molibdênio (MoS2) fazendo o papel de mandíbulas de uma morsa, que se torna responsável por espremer o metal – essa morsa é na verdade conhecida como bigorna de safira.

O metal é colocado na forma de um pó entre as duas mandíbulas da morsa, e então é aquecido a laser até 400 °C, o suficiente para liquefazer os metais com os quais a equipe trabalhou, formando uma gota. Quando a morsa de safira é apertada até gerar uma pressão de 200 megapascais, o metal fica comprimido até ficar com poucos átomos de espessura.

Basta então deixar o metal esfriar e abrir a morsa. Quando a pressão é retirada, o metal bidimensional fica estável entre as folhas de MoS2.

A equipe testou a técnica com bismuto, gálio, índio, estanho e chumbo. No caso do bismuto, o metal ficou com apenas 2 átomos de espessura, ou seja, a técnica funciona na escala do ângstrons – um ângstrom (Å) mede 10-10 metro, o que equivale a 0,1 nanômetro, ou 100 picômetros, sendo a unidade de medida normalmente usada para medir os átomos ou os espaçamentos entre os átomos nos cristais.

O bismuto gerou uma monocamada medindo 6.3 Å, o estanho 5.8 Å, o chumbo ~7.5 Å, o índio ~8.4 Å e o gálio ~9.2 Å.

Fonte: inovacaotecnologica.com.br

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Matheus Noleto

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