Há sempre qualquer coisa no meio. O Japão está a explorar novas maneiras de empilhar artificialmente materiais bidimensionais (2D), o que permite criar materiais 2,5D com propriedades físicas únicas.
“O conceito 2,5D simboliza a liberdade da composição, materiais, ângulos e espaço normalmente usados na pesquisa de materiais 2D”, explica o cientista de nanomateriais e principal autor, Hiroki Ago, da Universidade Kyushu, no Japão. Materiais 2D, como o grafeno, consistem numa única camada de átomos e são usados em aplicações como painéis de toque flexíveis, circuitos integrados e sensores.
Novos métodos foram introduzidos para possibilitar o empilhamento artificial de materiais 2D na vertical, na horizontal ou em ângulos torcidos, independentemente de suas composições e estruturas. Isso deve-se à capacidade de controlar as forças de Van der Waals: interações elétricas fracas entre átomos e moléculas, semelhantes à atração de poeira de um pano de microfibra. Agora também é possível integrar materiais 2D com outros materiais dimensionais, como iões, nanotubos e cristais em massa.
Um método comum para fabricar materiais 2,5D é a deposição de vapor químico (CVD), que deposita uma camada, um átomo ou molécula de cada vez, numa superfície sólida. Os blocos de construção comumente usados para materiais 2,5D incluem grafeno, nitreto de boro hexagonal (hBN) (um composto usado em cosméticos e aeronáutica) e dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs – um semicondutor de nanofolhas).
Usando o método CVD, os cientistas sintetizaram seletivamente uma bicamada de grafeno, a forma mais simples de um material 2,5D, usando uma folha de cobre-níquel com concentração relativamente alta de níquel como catalisador. O níquel torna o carbono altamente solúvel, dando aos cientistas mais controlo sobre o número de camadas de grafeno. Quando um campo elétrico é aplicado verticalmente através da bicamada de grafeno, ele abre um intervalo de banda, o que significa que sua condutividade pode ser ligada e desligada.
Crédito da foto: Kyushu University
