{"id":78488,"date":"2018-01-11T14:30:44","date_gmt":"2018-01-11T17:30:44","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=78488"},"modified":"2018-01-11T14:13:16","modified_gmt":"2018-01-11T17:13:16","slug":"estudo-brasileiro-resolve-controversia-sobre-defeitos-em-folhas-de-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/estudo-brasileiro-resolve-controversia-sobre-defeitos-em-folhas-de-grafeno\/","title":{"rendered":"Estudo brasileiro resolve controv\u00e9rsia sobre defeitos em folhas de grafeno"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Um estudo conduzido no Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo (IFUSP) resolveu controv\u00e9rsia que h\u00e1 muito se arrastava na comunidade internacional de pesquisadores dedicada \u00e0 investiga\u00e7\u00e3o de defeitos em folhas de\u00a0grafeno<\/a><\/strong>.<\/p>\n

A controv\u00e9rsia dizia respeito ao c\u00e1lculo da estrutura eletr\u00f4nica geral do defeito. Essa configura\u00e7\u00e3o, que comporta muitas vari\u00e1veis, era descrita de diferentes maneiras, conforme o pesquisador e o modelo adotado. A solu\u00e7\u00e3o, igual para todos os modelos e compat\u00edvel com os dados experimentais, foi obtida pela chilena Ana Mar\u00eda Valencia Garc\u00eda e sua orientadora de doutorado,\u00a0Mar\u00edlia Junqueira Caldas<\/a><\/b>, professora titular do IFUSP.<\/p>\n

Artigo assinado pelas duas pesquisadoras foi publicado na revista\u00a0Physical Review B<\/i><\/a><\/b>. E os editores da revista escolheram uma das figuras do artigo para integrar a se\u00e7\u00e3o\u00a0Kaleidoscope<\/i>, que contempla o aspecto est\u00e9tico das imagens publicadas.<\/p>\n

Garc\u00eda recebeu bolsa de doutorado da Comisi\u00f3n Nacional de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica y Tecnol\u00f3gica (Conicyt), do Chile, enquanto Caldas contou com apoio do Instituto Nacional de Eletr\u00f4nica Org\u00e2nica (Ineo), financiado conjuntamente pela FAPESP e pelo CNPq.<\/p>\n

\u201cHavia diverg\u00eancia na comunidade sobre se a vac\u00e2ncia \u2013 isto \u00e9, a aus\u00eancia de um \u00e1tomo de carbono da rede cristalina \u2013 provocava um momento magn\u00e9tico fraco ou forte. E sobre qu\u00e3o forte seria a intera\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica entre vac\u00e2ncias. Essa diverg\u00eancia era especialmente estranha pelo fato de seus protagonistas serem todos eles excelentes pesquisadores, de renomados institutos internacionais. Descobrimos que os valores divergentes decorriam de diferentes m\u00e9todos de simula\u00e7\u00e3o utilizados\u201d, disse Caldas \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP<\/b>.<\/p>\n

No estudo de cristais, \u201cvac\u00e2ncia\u201d \u00e9 o termo empregado para caracterizar a situa\u00e7\u00e3o em que falta um \u00e1tomo na rede cristalina. Nesse caso, os \u00e1tomos ao redor precisam se rearranjar e estabelecer novas liga\u00e7\u00f5es, de modo a compensar o \u00e1tomo faltante. Formam-se no local configura\u00e7\u00f5es de el\u00e9trons chamadas de \u201corbitais flutuantes\u201d.<\/p>\n

H\u00e1 tr\u00eas vari\u00e1veis importantes associadas ao fen\u00f4meno: a densidade eletr\u00f4nica (como os el\u00e9trons se distribuem); os n\u00edveis eletr\u00f4nicos (patamares de energia ocupados pelos el\u00e9trons); e o momento magn\u00e9tico (o torque produzido nos el\u00e9trons por um campo magn\u00e9tico externo).<\/p>\n

Caldas explica que h\u00e1 duas maneiras de calcular a estrutura eletr\u00f4nica geral da regi\u00e3o da vac\u00e2ncia, ambas derivadas da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica: o m\u00e9todo de Hartree-Fock (HF) e a teoria do funcional da densidade (Density Functional Theory<\/i>\u00a0\u2013 DFT).<\/p>\n

\u201cNa DFT, o c\u00e1lculo \u00e9 obtido fazendo cada el\u00e9tron interagir com a densidade eletr\u00f4nica m\u00e9dia, que inclui ele mesmo. No HF, o operador utilizado exclui o pr\u00f3prio el\u00e9tron e considera somente sua intera\u00e7\u00e3o com os demais. O HF proporciona resultados para a estrutura dos el\u00e9trons com maior precis\u00e3o, por\u00e9m o c\u00e1lculo \u00e9 muito mais trabalhoso\u201d, disse.<\/p>\n

\u201cMuitas vezes, os dois m\u00e9todos s\u00e3o combinados, por meio de funcionais h\u00edbridos. Os funcionais h\u00edbridos s\u00e3o mencionados pela literatura especializada desde o final do s\u00e9culo passado. Eu mesma j\u00e1 havia trabalhado com eles tempos atr\u00e1s em um estudo sobre pol\u00edmeros. Por\u00e9m, nunca haviam sido utilizados no caso do grafeno. O que Ana Mar\u00eda e eu fizemos foi descobrir o funcional h\u00edbrido que melhor descreve o material em pauta. Aplicado aos diversos modelos, por meio de simula\u00e7\u00e3o computacional, nosso funcional h\u00edbrido produziu, para todos eles, o mesmo resultado, que bateu com os dados experimentais\u201d, disse.<\/p>\n

Dark Earth<\/b><\/p>\n

Al\u00e9m de ter possibilitado a solu\u00e7\u00e3o de controv\u00e9rsia que perdurava h\u00e1 anos, e de ter uma de suas imagens selecionada pelo valor est\u00e9tico, outra peculiaridade interessante da pesquisa foi o problema que a motivou.<\/p>\n

\u201cChegamos ao tema a partir do interesse suscitado por um material chamado \u2018terra preta do \u00edndio\u2019 [anthropogenic dark Earth<\/i>\u00a0ou ADE em ingl\u00eas]. Trata-se de uma terra escura e muito f\u00e9rtil existente na Amaz\u00f4nia, que ret\u00e9m a umidade mesmo em altas temperaturas e permanece f\u00e9rtil mesmo sob chuvas intensas\u201d, disse Caldas.<\/p>\n

\u00c9 um material de origem antropog\u00eanica, composto por retalhos de terrenos cultivados pelos primitivos habitantes da Amaz\u00f4nia h\u00e1 pelo menos dois mil\u00eanios.<\/p>\n

\u201cSabia-se que esse material, t\u00e3o interessante, resultava de empilhamentos de nanoflocos de grafeno. E foi o interesse pela \u2018terra preta do \u00edndio\u2019 que nos levou ao estudo do fen\u00f4meno da vac\u00e2ncia em folhas de grafeno\u201d, disse Caldas.<\/p>\n

A pesquisadora destaca que a vac\u00e2ncia em folhas de grafeno oferece um horizonte de aplica\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica, pois \u00e9 no defeito e n\u00e3o na estrutura \u00edntegra que a informa\u00e7\u00e3o pode ser codificada. Para alcan\u00e7ar esse horizonte, no entanto, muita pesquisa ter\u00e1 ainda que ser realizada.<\/p>\n

O artigo\u00a0Single vacancy defect in graphene: Insights into its magnetic properties from theoretical modeling\u00a0<\/i>(doi:\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1103\/PhysRevB.96.125431), de\u00a0A. M. Valencia and M. J. Caldas, est\u00e1 publicado em:\u00a0https:\/\/journals.aps.org\/prb\/abstract\/10.1103\/PhysRevB.96.125431<\/a><\/b>.<\/p>\n

* Esta not\u00edcia da\u00a0Ag\u00eancia FAPESP<\/b>\u00a0foi publicada anteriormente em ingl\u00eas no Eurekalert (<\/i>https:\/\/www.eurekalert.org\/pub_releases\/2017-12\/fda-src121917.php<\/a><\/i><\/b>) e divulgada em diversos sites, como o Phys.org (https:\/\/phys.org\/news\/2017-12-controversy-electron-defects-graphene.html<\/a><\/b>).\u00a0\u00a0<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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