Pesquisadores do Departamento de F�sica da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveram estudo a partir de uma part�cula em escala nano do grafite, material-chave para os avan�os da computa��o qu�ntica, que foi capa da edi��o de quarta-feira (17/02) da revista cient�fica Nature, a mais prestigiada do mundo.
O feito se deve ao fato de a UFMG ser um dos primeiros centros de pesquisa brasileiros a estudar os nano materiais. E o que o grafite tem a ver com tudo isso? Um desses nano materiais � o grafeno, uma parte do grafite que s� pode ser observado na escala nanom�trica. E a ci�ncia de ponta opera na escala do nan�metro, unidade que � um bilh�o de vezes menor que o metro. Os cientistas da UFMG, ao empregar essa escala, estudam as pilhas que comp�em o grafite, o chamado grafeno.
"A UFMG foi pioneira na pesquisa com o grafeno. No in�cio da nanoci�ncia no mundo, o Departamento de F�sica e o Departamento de Qu�mica da UFMG come�aram o movimento de pesquisar nanomaterial. A UFMG foi a g�nese da nonoci�ncia no Brasil, principalmente no estudo do grafeno", conta o professor do Departamento de F�sica Luiz Gustavo Can�ado. Ele coordena o MGgrafeno, projeto desenvolvido em parceria entre a UFMG, CDTN e Codemge. Isso faz com que a universidade mineira esteja emparelhada com resto do mundo no que h� de mais avan�ado em nanoci�ncia.
O grafeno � composto 100% por carbono. "O grafite � um mineral lamelar, formado por planos, como se fosse uma pilha de papel. S�o planos de �tomos empilhados. Se organiza numa rede hexagonal, formada por �tomos de carbono. O grafeno � uma folhinha", explica o professor Luiz Gustavo. Para se ter uma ideia da escala, o grafeno � 350 mil vezes mais fino que uma folha de papel.
O feito dos pesquisadores consistiu em inventar um equipamento capaz de observar o �ngulo de giro entre duas camadas de grafeno. "Esse giro, no ingl�s, twist, gerou toda uma discuss�o. � a twistr�nica, que seria uma eletr�nica baseada neste giro entre camadas. No caso do grafeno, num �ngulo m�gico, de aproximadamente um grau de giro entre as duas camadas, a de baixo e a de cima", explica o professor.
"A UFMG foi pioneira na pesquisa com o grafeno. No in�cio da nanoci�ncia no mundo, o Departamento de F�sica e o Departamento de Qu�mica da UFMG come�aram o movimento de pesquisar nanomaterial"
Luiz Gustavo Can�ado, professor do Departamento de F�sica
Ao fazer essa observa��o do giro, os pesquisadores atestam que o grafeno � um supercondutor, com vantagens. Ele tem duas caracter�sticas: precisa de poucos el�trons e pode trabalhar a altas temperaturas. "O maior problema dos supercondutores � que eles requerem temperaturas muito baixas, -270 graus Celsius. Os super condutores que podem trabalhar a altas temperaturas trabalham a - 140 grau Celsius, temperatura considerada alta para os supercondutores."
Supercondutores na computa��o qu�ntica
Os supercondutores conduzem muita eletrecidade e t�m resist�ncia el�trica nula. Por isso, podem ser usados na computa��o qu�ntica. "Para produ��o de computadores qu�nticos, v�o precisar de dispositivos de supercondutores. Outra aplica��o poss�vel seria a produ��o de fotodetectores de efici�ncia muito alta", diz. A fotodetec��o � uma tecnologia muito importante, mas tem muita perda. "� importante ter fotodetectores com efici�ncia bem alta, bem sens�veis. Supercondutores s�o exelentes candidatos para esse tipo de tecnologia".
O nanosc�pio
O nanosc�pio, equipamento usado para a pesquisa, foi criado pelos cientistas da UFMG. "O grande diferencial da pesquisa � que utilizamos espectroscopia �ptica", informa. O nanosc�pio � muito mais potente que os microsc�pios �ptico. "Quando vamos para a escala nano, um bilh�o de vezes menor que o metro, os equipamentos �ticos n�o t�m resolu��o espacial, ent�o fica tudo emba�ado. O que fizemos foi enxergar a estrutura cristalina do grafeno girado, utilizando espectroscopia �ptica."
Os cientistas conseguiram ver a imagem de estrutura cristalina com luz vis�vel. "Quando viram que enxergamos uma rede cristalina usando luz vis�vel, impressionamos", explica os motivos de a pesquisa ser publicada na capa da Nature.
Os cientistas desenvolveram o equipamento junto ao Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e uma ponta met�lica nanom�trica, a parte mais importante dele. O nanosc�pio foi patenteado nos EUA, na China e est� em vias de patentear na Europa e Jap�o. "Tecnologia protegida e que ningu�m no mundo tem", revela o pesquisador.
A inven��o dever� ser, em breve, exportada. "Para fazer uma pesquisa que ningu�m nunca fez � imprenscind�vel que se invente a m�quina, invente a t�cnica e fabrique a m�quina que ningu�m tem. S� assim, a gente consegue fazer experimento que ningu�m nunca no mundo fez."
O primeiro prot�tipo ficar� pronto em abril. "Est� comprovado que � um equipamento poderoso. Acredito que vamos exportar", diz Luiz Gustavo. Com isso, o Brasil exporta tecnologia, o que � muito bom. "Quando o pa�s compra equipamento cient�fico est� comprando algo que pesquisador inventou h� d�cadas e publicou na Nature h� d�cadas", conclui.