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Nanotecnologia

Ouro se torna magnético em nanoescala

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/03/2008

Ouro se torna magnético em nanoescala
[Imagem: Uzi Landman]

Dois grupos de cientistas, trabalhando de forma independente, anunciaram importantes descobertas sobre o comportamento do ouro em nanoescala. O ouro é um dos elementos mais utilizados pela nanotecnologia devido à sua estabilidade física e química - e as minúsculas quantidades empregadas não tornam o custo uma questão proibitiva. As descobertas são tanto teóricas, obtidas por simulação computacional, quanto práticas, verificadas experimentalmente em laboratório.

Novos valores do ouro

A primeira descoberta, relatada pelos dois grupos, é que o ouro pode se tornar magnético em nanoescala. Eles descobriram também que um nanofio de ouro dopado com átomos de oxigênio pode ser ou condutor ou isolante, dependendo do comprimento do fio. Por último, um aglomerado tridimensional de nanopartículas de ouro pode ser transformado em um estrutura totalmente plana apenas com a aplicação de uma corrente elétrica.

Ouro magnético

A equipe do Dr. Uzi Landman, do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, relata que as nanopartículas de ouro podem se tornar magnéticas por meio de sua oxigenação quando eles estão em formato de nanofios. Esta oxigenação significa a adição de átomos de oxigênio e não de moléculas de oxigênio (O2). A descoberta foi feita por meio de simulações computadorizadas.

Ouro condutor ou isolante

Depois que recebem o oxigênio, esses nanofios se comportam como um fio metálico qualquer, capaz de conduzir eletricidade - o ouro em macroescala é um dos melhores condutores de eletricidade que existem. Mas, quando o nanofio cresce além de uma determinada dimensão, ele simplesmente passa a se comportar como um isolante.

Transição metal-isolante

Esta é a primeira vez que se descobre uma transição de metal para isolante em nanoescala, em decorrência unicamente da alteração das dimensões do material, sem qualquer mudança química.

Esta descoberta deverá ter grandes implicações no projeto de circuitos eletrônicos, MEMS e nanomáquinas, já que um nanofio de ouro terá comportamentos opostos dependendo de suas dimensões. Por exemplo, um minúsculo fio poderá se transformar em uma chave, deixando passar ou impedindo a passagem de uma corrente, apenas pela ação de seu esticamento ou encolhimento.

Alteração de formato

Foi também a equipe do Dr. Landman quem relatou, em outro artigo, que um aglomerado de nanopartículas de ouro muda sua estrutura de um formato tridimensional para uma estrutura totalmente plana apenas pela aplicação de uma corrente elétrica.

Já as descobertas da equipe do professor Jose Javier Saiz Garitaonandia, da Universidade do País Basco, na Espanha, foram mais experimentais e menos baseadas em simulações de computador.

Ouro, prata e cobre magnéticos

Utilizando um processo químico, eles demonstraram que não apenas os átomos de ouro, mas também os prata e de cobre, podem tornar-se magnéticos. Os magnetismo aparece quando esses átomos estão formando nanopartículas e são circundados por determinadas moléculas orgânicas.

O magnetismo é permanente e tem uma força considerável mesmo a temperatura ambiente. O comportamento magnético foi observado em nanopartículas dos três metais com diâmetros de 2 nanômetros.

Menores magnetos do mundo

Essas nanopartículas podem ser consideradas os menores magnetos já construídos pelo homem. O fato de que o magnetismo se mantém à temperatura ambiente pode significar que essa descoberta fundamental - a magnetização de átomos que são não magnéticos em macroescala - poderá ter importantes implicações tecnológicas no futuro.

Bibliografia:

Chemically Induced Permanent Magnetism in Au, Ag, and Cu Nanoparticles
Nano Letters
February 2008
Vol.: 8 (2), 661 -667
DOI: 10.1021/nl073129g

Bonding, Conductance, and Magnetization of Oxygenated Au Nanowires
Physical Review Letters
February 2008
Vol.: 100, 046801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.046801
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