Além da nanotecnologia: vêm aí os sub-nanofios

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/01/2013

O segredo dos sub-nanofios está na ligação entre os átomos a um ângulo de 60º, o que as torna metálicas e, portanto, condutoras de eletricidade.
[Imagem: Yakobson Group/Rice University]

Picotecnologia

Físicos demonstraram que é possível construir fios condutores de eletricidade com dimensões menores do que aquelas com que lida a nanotecnologia.

Nano é um prefixo equivalente a 10^-9 metros. Logo abaixo vem o prefixo pico - e a emergente picotecnologia - com seus 10^-12 metros.

Mas a unidade mais usada hoje para medir comprimentos abaixo do nano, sobretudo no campo da óptica, é o angstrom, equivalente a 10^-10 metro.

Boris Yakobson e Xiaolong Zou, da Universidade Rice, nos Estados Unidos, preferiram generalizar, e estão chamando suas estruturas condutoras de sub-nanofios.

Decepção com o grafeno

Segundo Yakobson, tudo começou com uma certa decepção com o grafeno, um material extremamente promissor, mas que não possui bandgap - diferença entre as bandas de condução e de valência - o que está impedindo seu uso como semicondutor.

Ele e seu grupo partiram então para estudar as propriedades de outros materiais bidimensionais, que possuem bandgaps naturais, tendo-se interessado sobretudo pelos dissulfetos - sobretudo combinações de enxofre e tungstênio ou enxofre e molibdênio.

Quando estudavam os arranjos desses materiais em escala atômica os pesquisadores se depararam com uma estrutura atômica em particular que cria uma rede metálica - e, portanto, condutiva - com apenas uma fração da largura de um nanômetro.

Tecnicamente é um material bidimensional, mas os átomos se arranjam em ângulos que mudam a propriedade do filme.
[Imagem: Yakobson Group/Rice University]

Isso é inusitado porque, tecnicamente, são materiais bidimensionais, mas as energias atuantes entre os átomos geram um arranjo escalonado, no qual os átomos se conectam em ângulos precisos, capazes de alterar as propriedades do material.

Era pós-silício

"É mais complexo do que o grafeno," disse Yakobson. "Há uma camada de metal no meio, com átomos de enxofre acima e abaixo, mas todos estão totalmente conectados por ligações covalentes em uma rede tipo colmeia."

São as conexões entre os grupos de átomos que criam interfaces entre o que passa a funcionar como um grânulo cristalino, afetando a propriedade elétrica do material.

"Os dissulfetos metálicos são promissores para a fabricação de futuros componentes eletrônicos baseados em materiais com dimensões reduzidas," disse Zou. "É importante entender os efeitos dos defeitos topológicos sobre suas propriedades eletrônicas se quisermos caminhar rumo a aparelhos da era pós-silício."

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