Inovador, nanoscópio equipado com nanoantena óptica desenvolvida pelo Inmetro e UFMG possibilita compreender estrutura que torna grafeno um supercondutor
Andreij Gadelha, primeiro autor do artigo, e o protótipo laboratorial do nanoscópio,
onde foram realizadas as medidas. [Acervo do projeto]
A capa da renomada revista científica Nature, publicada nesta quinta-feira (18), destaca invenção brasileira fruto da parceria entre o Inmetro e a UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais) que usa a luz para compreender o rearranjo de átomos de carbono e a supercondutividade em folhas de grafeno rodadas.
O processo que culminou na criação do nanoscópio uniu pesquisadores dos programas de pós-graduação em Física, Engenharia Elétrica, Ciência da Computação e Inovação Tecnológica, além de profissionais da Matemática Computacional, Química, Engenharia Mecânica, Engenharia de Produção e Arquitetura.
O nanoscópio, microscópio óptico que trabalha na escala nanométrica, permite à comunidade científica descobrir potenciais usos do grafeno, um material que revolucionará a indústria nos próximos anos. Afinal, trata-se de um excepcional condutor elétrico, 200 vezes mais resistente do que o aço, com espessura de apenas um átomo de carbono e com potencial para atuar em diversos segmentos industriais. No caso do empilhamento de folhas de grafeno, tema do artigo publicado, quando estas são rodadas em pequenos ângulos menores que 1 grau, a rede de átomos de carbono se rearranja gerando novas propriedades surpreendentes como a supercondutividade.
O microscópio desenvolvido no Brasil propicia estudar melhor as propriedades deste novo nanomaterial numa escala nano, pois revela imagens e espectros na escala do nanômetro (medida 1 bilhão de vezes menor que o metro). Este equipamento auxilia extrair informações sobre esta estrutura, como vibracional e eletrônica, resolvendo as regiões nanométricas reconstruídas na rede de átomo, levando o entendimento dos novos fenômenos físicos por trás deste novo nanomaterial, como a supercondutividade no angulo mágico de 1.1 graus, por exemplo.
“Não conseguiríamos obter esta informação com nenhum outro equipamento. Além disso, o nanoscópio brasileiro utiliza a nanoantena óptica desenvolvida no Inmetro e UFMG chamada de PTTP, a qual é ilustrada na imagem da capa da revista. Trata-se do elemento funcional, com ponta ativa de poucos nanômetros e que permite a coleta da informação óptica bem próxima da amostra”, ressalta Thiago Vasconcelos, pesquisador do Inmetro e um dos autores do artigo.
“Esta tecnologia é tratada em 4 patentes, sendo duas delas depositadas também nos EUA, China e Europa. Ela foi essencial para alcançar os resultados obtidos neste artigo e tem potencial enorme para aplicações em quase toda indústria: de novos materiais, de semicondutores, de materiais biológicos, de fármacos e química", complementa.
Impacto para a sociedade
O Inmetro tem atuado fortemente para dar mais confiabilidade à caracterização do grafeno e de outros nanomateriais, o que é essencial para que o fabricante, por exemplo, determine o nível de defeitos estruturais dos nanoprodutos, aprimorando sua qualidade. Com o know-how e a respeitabilidade internacional adquiridos, bem como a alta reprodutibilidade na resposta óptica das nanoantenas fabricadas, o Instituto desenvolve uma frente pioneira na metrologia e posiciona o Brasil na dianteira das discussões sobre parâmetros de qualidade de nonoscópios ou sistemas TERS (do inglês Tip Enhanced Raman Spectroscopy) para a indústria da nanotecnologia nacional.
