Metal
líquido fabrica camadas metálicas de espessura atômica
Redação
do Site Inovação Tecnológica - 26/10/2017
As
camadas monoatômicas podem ser deixadas por onde a gota de metal líquido
escorre ou pode ser coletada diretamente no material. [Imagem: RMIT
University]
Materiais
bidimensionais em escala industrial
No que está
sendo saudado como "uma descoberta que se faz uma vez em cada
década", pesquisadores australianos descobriram como usar metal líquido para criar
materiais bidimensionais, com espessura atômica ou molecular.
Lembre-se
que o grafeno rendeu o Prêmio
Nobel depois de ser extraído do grafite usando uma fita adesiva, e até hoje é
difícil fabricá-lo em escala industrial. A molibdenita e a perovskita estão um pouco à frente em termos de
aplicações tecnológicas, mas estão no mesmo barco quando o assunto é a
fabricação industrial.
Daí a
importância do trabalho de Ali Zavabeti e seus colegas da Universidade RMIT,
que desenvolveram uma técnica que sintetiza películas atomicamente finas de
óxidos metálicos em temperatura ambiente - as ligas metálicas conhecidas como
metais líquidos, ao contrário de metais fundidos, são líquidas por volta dos
30ºC.
Isso abre o
caminho da indústria para as inúmeras tecnologias de armazenamento de dados e
computação que vêm sendo demonstradas ao longo dos últimos anos com esses
materiais monoatômicos, além de ter o potencial de revolucionar a forma como
fazemos química, reformulando os métodos de fabricação de produtos químicos que
vão dos medicamentos aos fertilizantes e plásticos.
"Nós prevemos
que essa tecnologia se aplique a aproximadamente um terço da Tabela Periódica.
Muitos desses óxidos atômicos são materiais semicondutores ou dielétricos. Os
componentes semicondutores e dielétricos são a base dos aparelhos eletrônicos e
ópticos atuais. Espera-se que, trabalhando com componentes atomicamente finos,
cheguemos a uma eletrônica melhor e mais eficiente em termos energéticos. Essa
capacidade tecnológica nunca esteve acessível antes," afirmou o professor
Torben Daeneke, coordenador da equipe.
Esquema
do processo, que funciona a temperatura ambiente. [Imagem: Ali Zavabeti et al.
- 10.1126/science.aao4249]
Metal
líquido
A coisa é
tão simples quanto parece - com os materiais em mãos, dá para fazer em casa,
embora seja necessário um microscópio eletrônico para ver o resultado e tirar
proveito dele.
A técnica
consiste em dissolver em metal líquido os materiais que se deseja depositar na
forma de camadas monoatômicas - isso inclui virtualmente todos os óxidos
metálicos, que ainda não existem como estruturas em camadas bidimensionais.
A seguir,
assim como um lápis passando sobre um papel deixa camadas de grafeno, o metal
líquido é posto para escorrer de forma controlada sobre uma superfície,
deixando atrás de si as camadas atômicas de óxidos metálicos. Também se pode
trabalhar com gotas do material, coletando as camadas atômicas com uma
superfície plana, como o substrato de um chip, por exemplo.
"Nós
usamos ligas não-tóxicas de gálio, um metal parecido com o alumínio, como um
meio de reação para cobrir a superfície do metal líquido com camadas
atomicamente finas de óxido do metal adicionado, em vez do óxido de gálio
natural.
"Essa
camada de óxido pode então ser esfoliada simplesmente tocando o metal líquido
com uma superfície lisa. Maiores quantidades dessas camadas atômicas finas
podem ser produzidas injetando ar no metal líquido, em um processo que é
semelhante a fazer o leite espumar na preparação de um cappuccino,"
detalhou Daeneke.
Bibliografia:
A liquid metal reaction environment for the room-temperature synthesis of atomically thin metal oxides
Ali Zavabeti, Jian Zhen Ou, Benjamin J. Carey, Nitu Syed, Rebecca Orrell-Trigg, Edwin L. H. Mayes, Chenglong Xu, Omid Kavehei, Anthony P. O Mullane, Richard B. Kaner, Kourosh Kalantar-zadeh, Torben Daeneke
Science
Vol.: 358, Issue 6361, pp. 332-335
DOI: 10.1126/science.aao4249
A liquid metal reaction environment for the room-temperature synthesis of atomically thin metal oxides
Ali Zavabeti, Jian Zhen Ou, Benjamin J. Carey, Nitu Syed, Rebecca Orrell-Trigg, Edwin L. H. Mayes, Chenglong Xu, Omid Kavehei, Anthony P. O Mullane, Richard B. Kaner, Kourosh Kalantar-zadeh, Torben Daeneke
Science
Vol.: 358, Issue 6361, pp. 332-335
DOI: 10.1126/science.aao4249
