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Cientistas criam um superátomo magnético

Cientistas criam um superátomo magnético
[Imagem: Ulises Reveles]

Um grupo internacional de pesquisadores descobriu um aglomerado estável de átomos capaz de representar diferentes elementos da tabela periódica.

Chamado de "superátomo magnético", a novidade, segundo os cientistas, poderá ser usada na criação de componentes eletrônicos moleculares para equipar a próxima geração de computadores, que seriam muito mais rápidos e com maior capacidade de armazenamento.

Magnetismo do manganês

O aglomerado, composto por um átomo de vanádio e oito de césio (VCs8), atua como um pequeno ímã capaz de simular um único átomo de manganês em força magnética, ao mesmo tempo permitindo que elétrons com orientação de spin específica sejam atraídos pela camada de átomos de césio.

Já o aglomerado MnAu24(SH)18, também criado pelos pesquisadores, é um superátomo recoberto por uma camada externa de átomos de enxofre e hidrogênio, que os protege de "ataques" químicos externos. Essa proteção torna-os valiosos para pesquisas em aplicações biomédicas.

O estudo, conduzido por Shiv Khanna, da Virginia Commonwealth University nos Estados Unidos, e colegas de outras instituições do país e da Índia, foi publicado no site da revista Nature Chemistry.

Estabilidade atômica

Por meio de uma série elaborada de estudos teóricos, o grupo examinou as propriedades eletrônicas e magnéticas de aglomerados contendo um átomo de vanádio envolto por múltiplos átomos de césio.

Os cientistas observaram que quando o aglomerado tinha oito átomos de césio ele adquiria uma estabilidade extra, devido a um estado eletrônico preenchido. Um átomo está em configuração estável quando sua camada mais exterior é dita preenchida. Consequentemente, quando um átomo se combina com outros, ele tende a perder ou ganhar elétrons de valência, de modo a adquirir uma configuração estável.

Momento magnético

Segundo Khanna, o novo aglomerado tem um momento magnético (medida da intensidade da fonte magnética) de 5 magnetons de Bohr, que é mais do que o dobro do valor para um átomo de ferro em um ímã sólido do mesmo elemento.

Como o átomo de manganês tem um momento magnético semelhante e uma camada eletrônica fechada, os cientistas estimam que o novo aglomerado possa ser usado para simular um átomo de manganês.

"O césio é um bom condutor de eletricidade e o superátomo combina a vantagem da característica magnética com a facilidade de condução pela camada mais externa. Uma combinação como essa poderá levar a desenvolvimentos importantes na área de eletrônica molecular", disse Khanna.

Bibliografia:

Designer magnetic superatoms
J. Ulises Reveles, Peneé A. Clayborne, Arthur C. Reber, Shiv N. Khanna, Kalpataru Pradhan, Prasenjit Sen, Mark R. Pederson
Nature Chemistry
14 June 2009
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1038/nchem.249




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