Nano-espuma de carbono apresenta magnetismo

Belle Dumé - PhysicsWeb - 25/03/2004

Físicos da Grécia, Austrália e Rússia construíram uma nova forma de carbono que tem a menor densidade já relatada para um sólido - apenas dois miligramas por centímetro cúbico. O material é uma nano-espuma de aglomerados de carbono e é a primeira forma de carbono puro a mostrar ferromagnetismo, ainda que temporário, a temperatura ambiente.

A equipe, que apresentou os resultados de sua pesquisa em um encontro da American Physical Society em Montreal (Canadá) anteontem, afirmou que a espuma pode ser utilizada para aplicações de spintrônica e em imagens médicas.

Nano-espuma de carbono

John Giapintzakis, da Universidade de Creta, Andrei Rode da Australian National University de Canberra e colegas em Creta, Canberra e do Ioffe Physico-Technical Institute de São Petersburgo, dispararam um laser de alta potência ultra-rápido em um alvo de carbono vítreo extremamente puro em um ambiente de argônio. Eles coletaram a nano-espuma de carbono que foi produzida em um tubo de sílica fundida. Segundo Giapintzakis, o equipamento a laser localizado em Canberra é o único laboratório do mundo capaz de construir o material.

Utilizando um microscópio eletrônico, a equipe observou que a nano-espuma consiste de agrupamentos de carbono interconectados de maneira aleatória com diâmetros médios entre 6 e 9 nanômetros, dispostos em uma estrutura em forma de teia. A equipe greco-russa-australiana também descobriu que a nano-espuma apresenta semicondutividade com um "bandgap" de 0,5 a 0,7 elétron-volts. Além disso, a espuma recém fabricada possui um forte momento magnético a temperatura ambiente, mas que desapareceu algumas horas depois. O material tem uma temperatura Curie - a temperatura abaixo da qual ele se torna ferromagnético - de 90º Kelvin.

Espuma magnética

A equipe afirmou que a combinação de um estreito "bandgap" e uma alta temperatura Curie pode se mostrar útil em aplicações de spintrônica. Minúsculos agrupamentos ferromagnéticos do material também poderiam ser injetados nos vasos sanguíneos para melhorar a qualidade das imagens de ressonância magnética.

"O novo comportamento magnético descoberto neste material poderá também ocorrer em outros sólidos nanoestruturados," afirmou Giapintzakis à revista PhysicsWeb. "Nós temos indicações preliminares que ele ocorre em outro composto formado por dois elementos não magnéticos, o bóro e o nitrogênio." A equipe agora planeja otimizar sua técnica de fabricação para criar nano-espumas cujas propriedades ferromagnéticas iniciais durem mais.