Os elétrons se movimentam no grafeno bicamada como se assumissem uma fase líquida. No detalhe, uma das amostras de grafeno bicamada suspensa no vácuo. [Imagem: Mayorov et al./Science]


Grafeno bicamada
Andre Geim e Konstantin Novoselov, ganhadores do prêmio Nobel por seus trabalhos com o grafeno acabam de literalmente adicionar mais uma camada aos seus achados.
Eles sobrepuseram duas camadas de grafeno de alta pureza e colocaram esse "grafeno bicamada" em um ambiente de vácuo, deixando a amostra suspensa, sem qualquer contato que pudesse alterá-la química ou fisicamente.
Isto eliminou quase totalmente os mecanismos de espalhamento que os elétrons sofrem quando percorrem o grafeno e alterou a forma como eles interagem entre si.
Elétrons em fase líquida
As medições revelaram um comportamento absolutamente anômalo dos elétrons ao percorrerem o grafeno bicamada: os elétrons se comportam como se fossem um líquido.
Na maioria dos materiais condutores, a corrente elétrica é transportada por elétrons que se movem livremente, como se fossem um gás - imagine uma multidão de pessoas andando em uma calçada; apesar dos encontrões, cada uma consegue manter sua própria rota, independentemente dos outros.
Mas, em baixas temperaturas, os elétrons se movimentam no grafeno bicamada como se assumissem uma fase líquida - imagine a mesma multidão marchando em grupos.
O fenômeno, visto pela primeira vez, é muito frágil, com o "fluido de elétrons" podendo ser facilmente quebrado por qualquer defeito na estrutura atômica do material - como se a multidão tentasse marchar no meio de uma floresta.
Anisotropia
As observações indicam que o fluido de elétrons forma alguns padrões, similares aos dos cristais líquidos nemáticos, uma espécie de cristal líquido cujas longas moléculas alinham-se numa direção determinada - elas são anisotrópicas.
No grafeno bicamada, a forte interação dos elétrons faz com que eles gerem um estado condutor anisotrópico - dependente da direção de propagação -, ou seja, eles se tornam elétrons nemáticos.
Segundo os pesquisadores, essa propriedade eletrônica única emerge porque as quasipartículas - os elétrons e seus correlatos positivos, as lacunas - se comportam no grafeno de forma muito diferente do que acontece nos metais. Eles apresentam uma simetria quiral - uma simetria entre os elétrons e as lacunas, parecida com a que existe entre as partículas e as antipartículas.
Os pesquisadores afirmam que o mais surpreendente é que tudo isso acontece sem a necessidade de aplicação de um campo magnético externo, como seria de se esperar, que poderia guiar os elétrons.


Inovação Tecnológica