porElizabete A. Thompson, Laboratório de Pesquisa de Materiais do MIT 5 de novembro de 2023
Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram propriedades únicas no grafite ao empilhar cinco camadas de grafeno em um arranjo preciso. Este grafeno empilhado de cinco camadas pode exibir propriedades isolantes, magnéticas ou topológicas, representando uma importante descoberta na física dos materiais usando técnicas inovadoras de microscopia em nanoescala.
Isolamento de folha fina que pode ser ajustado para exibir três propriedades importantes.
Instituto de Tecnologia de Massachusetts Os físicos transformaram figurativamente o grafite, ou lápis, em ouro, isolando cinco flocos ultrafinos empilhados em um arranjo específico. O material resultante pode então ser ajustado para exibir três propriedades importantes nunca antes vistas na grafite natural.
“É como um balcão único”, diz Long Guo, professor assistente do Departamento de Física do MIT e líder da pesquisa publicada na edição de 5 de outubro da revista. Nanotecnologia da natureza. “A natureza tem muitas surpresas, neste caso nunca percebemos que todas essas coisas interessantes estão no grafite.
Além disso, “é muito raro encontrar materiais que possam apresentar tantas propriedades”, diz ele.
A ascensão da “Twistronics”
O grafite é feito de GrafenoÉ uma única camada de átomos de carbono dispostos em formas hexagonais que lembram uma estrutura em favo de mel. O grafeno, por sua vez, tem sido foco de intensas pesquisas desde que foi isolado pela primeira vez, há cerca de 20 anos. Há cerca de cinco anos, investigadores, incluindo uma equipa do MIT, descobriram que empilhar folhas individuais de grafeno e torcê-las num ligeiro ângulo entre si poderia conferir novas propriedades ao material, desde a supercondutividade ao magnetismo. Nasceu o campo da “twistronics”.
No trabalho atual, “descobrimos propriedades interessantes sem qualquer torção”, diz Gu, que também é afiliado ao Laboratório de Pesquisa de Materiais.
Uma demonstração artística da ligação de elétrons, ou da capacidade dos elétrons de se comunicarem entre si, o que pode ocorrer em um tipo especial de grafite (lápis). Fonte da imagem: Sampson Wilcox, Laboratório de Pesquisa Eletrônica do MIT
Ele e seus colegas descobriram que cinco camadas de grafeno dispostas em uma ordem específica permitem que os elétrons que se movem dentro do material se comuniquem entre si. Este fenômeno, conhecido como correlação eletrônica, “é a mágica que torna possíveis todas essas novas propriedades”, diz Joe.
Grafite em massa – e até mesmo folhas individuais de grafeno – são bons condutores elétricos, mas isso é tudo. O material isolado por Gu e seus colegas, que eles chamam de grafeno empilhado de cinco camadas, torna-se muito maior do que a soma de suas partes.
O novo microscópio e suas descobertas
A chave para isolar a matéria foi A Novo microscópio Joe, do MIT, em 2021, pode determinar uma variedade de propriedades importantes da matéria de forma rápida e relativamente barata. Escala nanométrica. O grafeno empilhado com a camada pentaédrica tem apenas alguns bilionésimos de metro de espessura.
Cientistas, incluindo Gu, procuravam grafeno multicamadas empilhado em um arranjo muito preciso, conhecido como empilhamento rômbico. “Existem mais de 10 ordens de empilhamento possíveis quando você desce para cinco camadas, “diz Joe.” O romboédrico é apenas um deles. “O microscópio que Joe fez, conhecido como Microscopia Óptica de Campo Próximo de Varredura do tipo Dispersão, ou s-SNOM, permitiu aos cientistas identificar e isolar apenas as cinco camadas. Na ordem de empilhamento rômbico eles estavam interessados.
Fenômenos físicos multifacetados
A partir daí, a equipe anexou eletrodos a um pequeno sanduíche feito de “pão” de nitreto de boro que protege a fina “carne” do grafeno pentaédrico empilhado. Os eletrodos permitiram sintonizar o sistema em diferentes tensões ou quantidades. O resultado: Eles descobriram que três fenômenos diferentes aparecem dependendo do número de elétrons que inundam o sistema.
O pós-doutorado do MIT, Zhengguang Lu, o professor assistente Long Ju e o estudante de pós-graduação Tonghang Han estão no laboratório. Os três são autores de um artigo na revista Nature Nanotechnology sobre um tipo especial de grafite (grafite de lápis), junto com outros sete. Crédito: GoLab
“Descobrimos que a matéria pode ser isolante, magnética ou topológica”, diz Gu. Este último está relacionado, até certo ponto, tanto com condutores quanto com isoladores. Joe explica que um material topológico permite o movimento desimpedido dos elétrons ao redor das bordas do material, mas não através do meio. Os elétrons se movem em uma direção ao longo de uma “rodovia” na borda do material, separada por um meio que forma o centro do material. Portanto, a borda de um material topológico é um condutor perfeito, enquanto o centro é um isolante.
“Nosso trabalho estabelece o grafeno multicamadas empilhado rômbico como uma plataforma altamente ajustável para estudar essas novas possibilidades para a física topológica e fortemente acoplada”, concluem Guo e seus coautores em Nanotecnologia da natureza.
Referência: “Isoladores dielétricos coerentes e Chern em grafeno empilhado de cinco camadas” por Tonghang Han, Zhenguang Lu, Giovanni Scurri, Jihu Song, Gui Wang, Tian Yi Han, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Hongkun Park e Long Ju, 5 de outubro 2023, Nanotecnologia da natureza. doi: 10.1038/s41565-023-01520-1
Além de Gu, os autores do artigo são Tonghang Han e Zhenguang Lu. Han é estudante de pós-graduação no Departamento de Física. Lu é pós-doutorado no Laboratório de Pesquisa de Materiais. Eles são os primeiros autores do artigo.
Outros autores são Giovanni Scurri, Jiho Song, Joy Wang e Hongkun Park da Universidade de Harvard; Kenji Watanabe e Takashi Taniguchi, do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão, e Tianyi Han, do Instituto de Tecnologia de Física de Massachusetts.
Este trabalho foi apoiado por uma bolsa Sloan; Fundação Nacional de Ciência dos EUA; Gabinete do Subsecretário de Defesa para Pesquisa e Engenharia; Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência KAKENHI; A principal iniciativa de pesquisa internacional do mundo no Japão; e o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea dos EUA.
A SpaceX lançou mais 23 satélites Starlink no domingo (12 de maio), aumentando seu enorme e crescente portfólio de satélites de banda larga.
Um foguete Falcon 9 com uma espaçonave Starlink decolou da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, às 20h53 EDT (0053 GMT de 13 de maio).
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Um foguete SpaceX Falcon 9 transportando 23 satélites Starlink é lançado da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, no domingo, 12 de maio de 2024. (Crédito da imagem: SpaceX)
O primeiro estágio do foguete Falcon 9 retornou à Terra cerca de 8 minutos após o lançamento, pousando a bordo do drone A Shortfall of Gravitas, estacionado no Oceano Atlântico.
Este foi o 15º lançamento e pouso deste primeiro estágio específico, de acordo com A Descrição da missão SpaceX. Nove de suas 14 decolagens até agora foram missões Starlink.
Enquanto isso, o estágio superior do foguete Falcon 9 transportou os 23 satélites Starlink para a órbita baixa da Terra (LEO), posicionando-os lá cerca de 65 minutos após a decolagem.
O lançamento de domingo já era a 49ª missão orbital da SpaceX em 2024. 33 dos 48 lançamentos deste ano são dedicados à construção da enorme constelação Starlink, que atualmente consiste em Cerca de 5.900 satélites operacionais.
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É provável que este número continue a crescer no futuro; A SpaceX tem permissão para implantar 12.000 satélites Starlink em órbita baixa da Terra e solicitou aprovação para implantar outros 30.000 satélites além disso.
WASHINGTON – Os astrónomos procuram há anos planetas rochosos fora do nosso sistema solar que tenham atmosferas, uma característica considerada essencial para qualquer possibilidade de albergar vida. Parece que finalmente localizaram um local. No entanto, tem uma superfície de rocha fundida, que não oferece esperança de habitabilidade.
O planeta é uma “super-Terra” – um mundo rochoso muito maior que o nosso planeta, mas menor que Netuno – que orbita perigosamente perto de uma estrela tênue ligeiramente menos massiva que o nosso Sol, completando rapidamente sua órbita a cada 18 horas ou mais, disseram os pesquisadores. Quarta-feira.
Observações infravermelhas usando dois instrumentos a bordo do Telescópio Espacial James Webb indicaram a presença de uma atmosfera significativa — embora inóspita —, talvez constantemente reabastecida por gases que emanam de um vasto oceano de magma.
“A atmosfera é provavelmente rica em dióxido de carbono ou monóxido de carbono, mas também pode conter outros gases, como vapor de água e dióxido de enxofre”, disse o cientista planetário Renyu Hu, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, para determinar a composição precisa. da atmosfera. , autor principal do estudo publicado na revista Nature.
Os dados de Webb também não mostraram a espessura da atmosfera. Ele disse que poderia ser tão espesso quanto a Terra ou até mais espesso que Vênus, cuja atmosfera tóxica é a mais densa do nosso sistema solar.
O planeta, chamado 55 Cancri e ou Janssen, é cerca de 8,8 vezes mais massivo que a Terra e tem um diâmetro cerca de duas vezes maior que o do nosso planeta. Ele gira em torno de sua estrela a uma distância de 25 vezes a distância entre o planeta Mercúrio e o Sol, e é o planeta mais profundo do nosso sistema solar. Como resultado, a temperatura da superfície é de cerca de 3.140 graus Fahrenheit.
“Na verdade, este é um dos planetas rochosos mais quentes conhecidos”, disse o astrofísico e coautor do estudo Brice-Olivier Demaury, do Centro para o Espaço e Habitabilidade da Universidade de Berna, na Suíça. “Provavelmente existem lugares melhores para passar férias em nossa galáxia.”
O planeta provavelmente está bloqueado pelas marés, o que significa que está sempre voltado para o mesmo lado da sua estrela, tal como a Lua faz em direção à Terra. O planeta está localizado na nossa galáxia, a Via Láctea, a cerca de 41 anos-luz da Terra, na constelação de Câncer. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, que é de 9,9 trilhões de milhas. Sabe-se que quatro outros planetas, todos gigantes gasosos, orbitam a sua estrela hospedeira.
Esta estrela está gravitacionalmente ligada a outra estrela em um sistema binário. A outra é uma anã vermelha, que é o menor tipo de estrela regular. A distância entre esses companheiros é 1.000 vezes a distância entre a Terra e o Sol, e a luz leva seis dias para viajar de um para o outro.
Provavelmente existem melhores locais para férias em nossa galáxia.
– Brice Olivier Demaury, Universidade de Berna
Depois de todas as pesquisas, descobriu-se que o exoplaneta rochoso, cujo os cientistas finalmente encontraram evidências de ter uma atmosfera, é um planeta que provavelmente não deveria ter uma. Por estar tão perto de sua estrela, qualquer atmosfera deve ser removida dela pela radiação estelar e pelos ventos. Os gases dissolvidos no vasto oceano de lava que se acredita cobrir o planeta podem continuar a ferver para reabastecer a atmosfera, disse Hu.
“O planeta não pode ser habitável”, disse Hu, porque é tão quente que não há água líquida, uma condição básica para a vida.
Todos os exoplanetas anteriores que foram descobertos com atmosferas eram gasosos, não rochosos. Enquanto Webb ultrapassa os limites da exploração de exoplanetas, a descoberta de um planeta rochoso com atmosfera representa um progresso.
Na Terra, a atmosfera aquece o planeta, contém o oxigênio que as pessoas respiram, protege da radiação solar e cria a pressão necessária para que a água líquida permaneça na superfície do planeta.
“Na Terra, a atmosfera é a chave da vida”, disse Demory. “Este resultado em 55 Cnc e aumenta a esperança de que Webb possa realizar investigações semelhantes em planetas muito mais frios que 55 Cnc e, o que poderia apoiar a presença de água líquida nas suas superfícies.
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Sorvete, você grita, mas só se for sorvete gelado! (Amazonas)
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“Não quero ter que substituir meus talheres a cada poucos anos devido a quebras, lascas ou manchas”, escreveu A. Comprador inteligente. “Já os tenho há algum tempo… A durabilidade deles faz com que valha a pena o investimento. Meu marido estava preocupado porque eles não comportariam muitos grãos, mas eles comportam tão bem quanto as tigelas maiores que ele prefere.
