Anel de carbono inovador pode ter impacto descomunal sobre a eletrônica molecular

O carbono pode ser comum no grande esquema de elementos em nosso universo, mas algumas de suas formas são muito mais raras do que outras - algo que a IBM Research tomou como um desafio que poderia abalar os futuros eletrônicos. Uma equipe lá, em colaboração com a Universidade de Oxford, criou pela primeira vez o chamado anel de ciclocarbono.

Os átomos de carbono normalmente se ligam a três ou quatro de seus vizinhos, pelo menos nas formas mais comuns nos encontramos. Na grafite, por exemplo, cada átomo de carbono se liga a outros três átomos de carbono. Nos diamantes, os átomos de carbono se ligam a outros quatro.

Os ciclocarbonetos, no entanto, reduziram esses pares para dois. Dessa forma, eles fazem uma estrutura de anel. Embora tenham sido teoricamente compreendidos há anos, devido ao seu alto nível de reatividade - sua tendência de se ligar a outro átomo e romper o anel -, eles se mostraram impossíveis de isolar.

Três anos atrás, os pesquisadores tentaram mudar isso. Eles usaram uma superfície inerte sobre a qual crescer um anel de ciclocarbono a temperaturas muito baixas, em seguida, usou microscopia de força atômica (AFM) para imaginá-lo. Mesmo assim, no entanto, não foi um processo fácil.

A equipe da IBM Research e da Universidade de Oxford começou com uma camada de sal de mesa, que é relativamente inerte, sobre um substrato de cobre. Por causa dessa relutância em reagir, a venda não formaria ligações covalentes com átomos de carbono colocados em cima. Primeiro, a equipe fez segmentos lineares e então construiu um anel composto de dezoito átomos de carbono estabilizados com seis grupos de monóxido de carbono.

Depois disso, foi uma questão de remover cuidadosamente o monóxido de carbono e esperar que os átomos de carbono permanecessem ligados mesmo sem o seu andaime. Aplicando pulsos de voltagem na ponta de um AFM, os grupos de monóxido de carbono poderiam ser removidos aos pares.

Enquanto a superfície do substrato foi mantida fria - 5 Kelvin, ou cerca de -450 graus Fahrenheit - o anel de ciclocarbono mostrou-se estável o suficiente para investigar. Permitiu que os pesquisadores resolvessem uma das questões remanescentes sobre a formação: se o anel seria formado inteiramente por duplas ligações, ou pela alternância de ligações simples e triplas. Acontece que o último é verdade.

Não é apenas teoria que está sendo resolvida, no entanto. Demonstrando. Essa manipulação de átomos pode fundir os ciclocarbonetos e os óxidos de carbono cíclicos, os pesquisadores sugerem que uma série de moléculas ricas em carbono e outras formas poderiam ser criadas no futuro.

Isso potencialmente abre o caminho para a eletrônica molecular, onde as moléculas são usadas para criar componentes eletrônicos, mas em escalas muito menores do que os tradicionais circuitos de silício. Dessa forma, novos computadores que quebram a Lei de Moore usando a nanotecnologia para fabricar eletrônicos individualmente podem, um dia, ser viáveis, mas práticos.

Via: Slash Gear