Cientistas da Universidade de Chicago descobriram uma maneira de criar um material que pode ser feito como um plástico, mas que conduz eletricidade como um metal.
É uma espécie de “Play-Doh” condutor: pode levar a uma classe totalmente nova de dispositivos eletrônicos.
A pesquisa, publicada em 26 de outubro na Nature (te linko aqui), mostra como criar um tipo de material em que os fragmentos moleculares são confusos e confusos, mas ainda conseguem conduzir eletricidade muito bem.
Isso vai contra todas as regras que conhecemos para condutividade: para dar um exemplo, para os cientistas é como ver um carro sair da estrada, cair na água e continuar a rodar a 100 km/h sem mudar seu comportamento.
Em direção a dispositivos elétricos modeláveis?
A descoberta feita em Chicago é parcialmente inexplicável e parcialmente fortuita: como todas as grandes descobertas. Poderia ser de uso extraordinário.
“Em princípio, isso abre o design de dispositivos totalmente novos”, diz ele John Anderson, professor associado de química da Universidade de Chicago e autor sênior do estudo. “Poderemos obter materiais que conduzem eletricidade, são fáceis de moldar e muito robustos para o uso diário.”
“Não há teoria para explicar isso”
Nós sabemos: materiais condutores são cruciais para TVs, celulares e outros aparelhos eletrônicos. Os mais conhecidos e populares são os metais: cobre, ouro, alumínio.
Há cerca de 50 anos, os cientistas conseguiram criar condutores feitos de materiais orgânicos, com um tratamento químico conhecido como “doping”. Em suma, pulverizando vários átomos ou elétrons através do material. Isto levou a materiais mais flexíveis e maleáveis do que os metais tradicionais, mas o problema é que não são muito estáveis: podem perder a sua condutividade se forem expostos à humidade ou se a temperatura subir demasiado.
Todos esses condutores metálicos orgânicos têm uma característica comum: são constituídos por fileiras retas e estreitamente espaçadas de átomos ou moléculas. E os cientistas pensaram que esta era a configuração ideal para conduzir bem a eletricidade.
Quando o primeiro autor deste estudo, Jia Ze Xie, começou a experimentar alguns materiais descobertos anos atrás, mas ignorado em grande parte, ele descobriu algo surpreendente.
Ao amarrar átomos de níquel como pérolas em um “colar” molecular feito de carbono e enxofre, ele percebeu que o material resultante conduzia eletricidade. E ele fez isso muito bem.
“Nós o aquecemos, resfriamos, expusemos ao ar e à umidade, até borrifamos ácido, mas nada aconteceu”, dizem os cientistas. E, ainda mais surpreendente, a estrutura molecular do material está desordenada. “Isso não deveria ser um metal”, diz Anderson. “Não existe uma teoria sólida para explicar isso.”
Cientistas ficam loucos
Xie, Anderson e colegas estão tentando descobrir como essa “coisa” poderia conduzir eletricidade. A hipótese é que o material forme camadas, como folhas de lasanha. Por esta razão, mesmo manipulando-o, os elétrons ainda podem se mover dentro dele enquanto essas finas camadas estiverem em contato.
O resultado final é inédito para um material condutor. Como mencionado, é quase como um Play-Doh condutor: você pode espremê-lo no lugar e ele continua fazendo seu trabalho.
Os cientistas estão animados porque a descoberta sugere um princípio de design fundamentalmente novo para a tecnologia eletrônica. Um princípio que tem aplicações praticamente infinitas.
Há mais: embora os metais geralmente precisem ser derretidos antes de obterem o formato correto para um chip ou dispositivo, esse novo material não tem tais limitações: ele pode ser produzido em temperatura ambiente.
