Pesquisadores chineses criam material metálico 2D de espessura atômica e revoluciona tecnologia

Uma equipe de pesquisa chinesa alcançou um marco significativo na ciência dos materiais ao desenvolver uma camada de metal com espessura de um único átomo, medida que corresponde a apenas um duzentos milésimos do diâmetro de um fio de cabelo humano.

Esta conquista representa a primeira produção bem-sucedida de grande área de materiais metálicos bidimensionais (2D), uma inovação que pode transformar tecnologias como transistores ultrapequenos e displays transparentes. A descoberta foi divulgada nesta quinta-feira, 27, pela equipe de pesquisa do Instituto de Física (IOP) da Academia Chinesa de Ciências.

Uma nova fronteira nos metais 2D

O material desenvolvido tem uma espessura equivalente à de um único átomo, com dimensões que são um milionésimo da espessura de uma folha de papel A4, o que coloca este material 2D no limite da espessura atômica. A pesquisa abre novas possibilidades para a exploração de metais 2D, até então limitados por desafios de estabilidade em ambientes variados.

Antes da inovação, camadas finas de metal em pequena escala eram altamente instáveis, o que dificultava seu uso em larga escala.

No entanto, os novos metais 2D demonstraram grande estabilidade, mantendo seu desempenho mesmo após um ano de exposição a condições ambientais, conforme relatado pela equipe de pesquisa.

Técnica inovadora para fabricação em nível atômico

A equipe liderada por Zhang Guangyu utilizou uma técnica de compressão de van der Waals (vdW) para criar este material inovador.

Este método envolve o uso de uma bigorna especial feita de materiais vdW atômicos planos, sem ligações pendentes na superfície, para comprimir e derreter metais. Usando essa abordagem, os pesquisadores conseguiram fabricar metais 2D consistentes, incluindo bismuto, estanho e chumbo, em uma espessura atômica.

Zhang Guangyu, líder da pesquisa, destacou que o avanço abre caminho para uma nova era no estudo de metais 2D, com aplicações potenciais em transistores de baixa potência, dispositivos de alta frequência, sensores ultrassensíveis, displays transparentes e catálise eficiente.

“Este avanço está prestes a inaugurar uma nova fase no desenvolvimento de tecnologias, especialmente em áreas como eletrônica, fotônica e dispositivos quânticos”, afirmou Zhang.

Impacto e potencial tecnológico

A inovação não se limita à criação de metais 2D, mas também estabelece uma nova técnica de fabricação em nível atômico, com potencial para a produção de ligas metálicas 2D, materiais amorfos e outros compostos não em camadas.

Du Luojun, outro pesquisador do IOP, destacou a importância dessa descoberta, afirmando que ela preenche uma lacuna significativa no desenvolvimento de materiais 2D, além de abrir novas possibilidades para diversas aplicações emergentes em diferentes campos tecnológicos.

Os pesquisadores publicaram os resultados da pesquisa na renomada revista científica Nature, sob o título “Realização de metais 2D no limite de espessura de ångström”, nesta quinta-feira, 27, marcando um passo importante para a ciência dos materiais e as tecnologias do futuro.

Implicações futuras para a tecnologia

Com a estabilização dos metais 2D e a ampliação de sua área de aplicação, as perspectivas para os próximos desenvolvimentos são vastas.

Este avanço pode acelerar o progresso de dispositivos eletrônicos e fotônicos, além de criar novas possibilidades para a fabricação de materiais altamente eficientes e especializados, como sensores de alta sensibilidade e componentes para computação quântica.

A descoberta também coloca a China na vanguarda da pesquisa em materiais avançados, com um impacto potencial significativo no futuro das tecnologias globais.

Com informações do Global Times