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O grafeno se torna um supercondutor

31.03.2014

Físicos americanos descobriram que o grafeno pode ser transformado em matéria supercondutora estudando as propriedades de "sanduíches" de camadas monoatômicas de carbono e cálcio, de acordo com um artigo publicado na revista Nature Communications.

“Usando uma nova técnica, conseguimos demonstrar pela primeira vez como os elétrons nas camadas de grafeno neste “sanduíche” se combinam em pares de Cooper, o que fornece supercondutividade, e também revela o papel das camadas de cálcio. Agora podemos dizer que entendemos perfeitamente como é a supercondutividade neste material”, disse Jonathan Sobota, da Universidade de Stanford (EUA).

Sobota e seus colegas dizem que desvendaram o segredo da supercondutividade do grafeno e encontraram maneiras de colocá-lo em prática estudando a estrutura de um "sanduíche" de grafeno e folhas de cálcio ultrafinas usando o emissor síncrotron SSRL no SLAC National Accelerator Laboratory em Stanford .

Como os autores do artigo observam, os físicos de todo o mundo estão bem cientes de que os "sanduíches" feitos de grafeno e cálcio têm propriedades supercondutoras há cerca de 10 anos. Nos últimos anos, os cientistas tentaram replicar essa propriedade em grafeno “puro” e outros materiais, mas falharam devido à falta de compreensão de como essa supercondutividade ocorre.

O grupo de Sobota resolveu esse problema radiografando pedaços de grafite e folhas de cálcio, o que os ajudou a entender como os elétrons se movem dentro do sanduíche e como são formados os chamados "pares Cooper" que fornecem supercondutividade.

Segundo os pesquisadores, o grafeno desempenha um papel preponderante na formação desses pares, enquanto o cálcio desempenha um papel coadjuvante. Os cientistas afirmam que os dados coletados ajudarão a criar grafeno supercondutor em um futuro próximo, o que permitirá o desenvolvimento de transistores ultrarrápidos e dispositivos de computação quântica baseados nele.

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O novo material é composto por "pixels" que contêm cristais líquidos termocrômicos que podem mudar de cor. O material também reage à temperatura ambiente - é capaz de resfriar ou aquecer para se "esconder" das câmeras termográficas.

No experimento, a equipe de pesquisa demonstrou o trabalho da “pele” usando um remendo colado na mão. A mão foi colocada em diferentes fundos e exposta a diferentes temperaturas. Por exemplo, em um fundo azul, o material também assumiu uma cor azul.

Apesar dessa conquista impressionante, a equipe de pesquisa ainda tem muito trabalho a fazer. Os pesquisadores querem que a tecnologia reaja de forma independente à cor ao redor e mude de acordo. Atualmente, os dados para alterar a cor são inseridos manualmente por meio de um programa, mas a equipe já está próxima de uma decisão.

Em um futuro próximo, os pesquisadores planejam demonstrar o funcionamento de manchas maiores de "pele". Os cientistas também estão desenvolvendo fontes de alimentação mais eficientes que permitirão que os militares usem a tecnologia de camuflagem em ambientes extremos, como o Ártico ou o deserto.

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