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Físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts transformam um lápis em “ouro” eletrônico.

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Físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts transformam um lápis em “ouro” eletrônico.

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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.

Artista de link eletrônico

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.

Zhenguang Lu, Long Ju e Tonghang Han

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.

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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O CDC afirma que os caçadores não contraíram a doença do “cervo zumbi” por causa da carne de veado

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

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Encontrando os sinais de vida mais promissores em outro planeta, cortesia de James Webb

Os cientistas estão se concentrando na detecção de sulfeto de dimetila (DMS) em sua atmosfera.

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), o telescópio mais poderoso já lançado, está pronto para iniciar uma missão de observação crucial na busca por vida extraterrestre.

Como reportado vezes, O telescópio irá focar-se num planeta distante que orbita uma estrela anã vermelha, K2-18b, localizada a 124 anos-luz de distância.

K2-18b chamou a atenção dos cientistas devido à sua capacidade de abrigar vida. Acredita-se que seja um mundo coberto por oceanos e cerca de 2,6 vezes maior que a Terra.

O elemento-chave que os cientistas procuram é o sulfeto de dimetila (DMS), um gás com uma propriedade notável. Segundo a NASA, o DMS é produzido na Terra apenas pela vida, principalmente pelo fitoplâncton marinho.

A presença de DMS na atmosfera de K2-18b seria uma descoberta importante, embora o Dr. Niku Madhusudan, astrofísico principal do estudo de Cambridge, acautele contra tirar conclusões precipitadas. Embora os dados preliminares do Telescópio Espacial James Webb indiquem uma alta probabilidade (mais de 50%) da presença do DMS, são necessárias análises mais aprofundadas. O telescópio dedicará oito horas de observação na sexta-feira, seguidas de meses de processamento de dados antes de chegar a uma resposta definitiva.

A falta de um processo natural, geológico ou químico conhecido para gerar DMS na ausência de vida acrescenta peso à excitação. No entanto, mesmo que isto se confirme, a enorme distância entre o K2-18b representa um obstáculo tecnológico. Viajando à velocidade da sonda Voyager (38.000 mph), a sonda levaria 2,2 milhões de anos para chegar ao planeta.

Apesar da sua enorme distância, a capacidade do Telescópio Espacial James Webb de analisar a composição química da atmosfera de um planeta através da análise espectroscópica da luz estelar filtrada através das suas nuvens fornece uma nova janela para a possibilidade de vida extraterrestre. Esta missão tem o potencial de responder à antiga questão de saber se estamos realmente sozinhos no universo.

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As próximas observações também visam esclarecer a presença de metano e dióxido de carbono na atmosfera do K2-18b, potencialmente resolvendo o “problema da falta de metano” que tem intrigado os cientistas há mais de uma década. Embora o trabalho teórico sobre fontes não biológicas do gás prossiga, as conclusões finais são esperadas nos próximos quatro a seis meses.

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Sou uma jovem de vinte e poucos anos. Por que tive câncer de mama?

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Fui diagnosticado com câncer de mama em outubro. Eu tinha 23 anos.

Minha primeira pergunta foi: por quê? Achei que as pessoas da minha idade não tinham câncer de mama. Não tenho histórico familiar da doença. Meus testes para mutações no gene BRCA, que aumentam o risco de câncer de mama e de ovário, deram negativo.

Você comeu muito açúcar? Você foi exposto a muito plástico? As pessoas são rápidas em me contar suas próprias teorias, como controle de natalidade ou guardar meu telefone no sutiã. Todos ao meu redor estão tentando entender como isso pode acontecer com alguém da minha idade. Porque se isso pode acontecer comigo, pode acontecer com eles também.

Quando minha família e eu perguntamos à médica, ela disse que foi apenas azar. A vida é aleatória. Provavelmente não há nada que eu tenha feito ou pudesse ter feito. Mas isso não torna a situação menos preocupante para mim ou para outros jovens que se encontram cada vez mais nesta situação.

Somente em 2022 4 por cento Entre os diagnósticos de câncer de mama invasivo estão mulheres americanas com menos de 40 anos. Mas estudos recentes mostram que mais jovens estão a contrair cancro, incluindo cancro da mama.

Para pacientes jovens como eu, é difícil compreender a aleatoriedade de tudo isso.

Encontre um tumor e depois diagnostique

Foi em junho de 2023 quando notei pela primeira vez um grande caroço no seio durante o banho. A princípio ignorei, mas quando não passou, disse ao meu médico de cuidados primários que estava preocupado. Ela me passou uma receita de ultrassom, mas tive que esperar três meses por uma consulta em DC

Eu tinha ouvido falar que cistos benignos eram comuns em mulheres jovens, mas logo após o ultrassom, fui marcada para uma biópsia. A imagem mostrou uma massa anormal que precisava de mais testes. Fiquei preocupado, então pedi à minha mãe que voasse de Phoenix para ficar comigo.

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Quando entrei na sala de exames na terça-feira, dei uma olhada em meus papéis. “Pré-diagnóstico: câncer”, disse ela.

Poucos dias depois, meu médico me ligou com o diagnóstico inicial: carcinoma ductal invasivo de alto grau, um câncer de rápido crescimento. Mais probabilidade de se espalhar. A massa tinha cerca de cinco centímetros. Foi a fase 2.

O longo atraso entre a descoberta de uma massa e a ultrassonografia e o diagnóstico é apenas uma das maneiras pelas quais os jovens pacientes com câncer não são levados a sério. Já ouvi falar de mulheres cujos médicos não solicitaram mamografias porque eram consideradas muito jovens. Pacientes com câncer de cólon às vezes são diagnosticados com hemorróidas em vez de câncer.

Tomar decisões sobre fertilidade

Decidi me mudar para o Arizona para ficar com minha família para tratamento. No novo hospital, descobri mais sobre meu diagnóstico, como que tenho câncer de mama triplo positivo, que responde bem à quimioterapia e às terapias direcionadas. Também aprendi que poderia usar uma técnica chamada touca fria para salvar meu cabelo.

Senti-me mais estressado com a decisão de não recuperar meus óvulos, porque meu tratamento afetou minha fertilidade. Imediatamente percebi que não era o que eu queria. Eu não queria me submeter a procedimentos médicos mais invasivos e ter filhos biológicos não era nada importante para mim. Meus médicos e minha família queriam que eu entendesse totalmente a importância da minha decisão, dando-me múltiplas oportunidades para mudar de ideia, mas não o fiz.

Também decidi tentar salvar meu cabelo. O tratamento requer o uso de uma touca congelante especial bem apertada na cabeça – como uma touca de natação – antes, durante e depois da sessão de quimioterapia. Muita gente me avisou que a touca fria seria dolorosa, mas depois que passei dos primeiros 10 minutos não achei tão ruim assim. Era como andar sem gorro na neve. Foi desconfortável durante as sessões de quimioterapia, mas valeu a pena para manter uma certa sensação de normalidade. Perdi a maior parte do meu cabelo depois do último tratamento, mas meus médicos ainda me elogiam pelo quanto consegui manter.

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Encontre conforto no clube “ainda vivo”.

Sou grato por frequentar um hospital que possui um programa para jovens adultos para pacientes como eu. Quando implantei uma porta no peito para facilitar as infusões de quimioterapia, uma enfermeira que cuida de jovens percebeu que eu estava chateado. Ela me guiou pela sala de quimioterapia vazia para que eu soubesse o que esperar antes do meu primeiro tratamento.

Depois que recebi o plano de tratamento completo, ela também me apresentou a um grupo de apoio. Nos reunimos uma vez por mês para conversar. Algumas pessoas, como eu, foram recentemente diagnosticadas ou re-diagnosticadas, e outras alcançaram remissão de cinco anos. Quando entrei no grupo, me senti menos sozinha. Eu sabia que eles estavam todos onde eu estava.

Nas reuniões de grupo, partilhamos histórias desanimadoras – como o colapso de veias e a colocação de cateteres centrais – ou histórias encorajadoras de médicos gentis e de altas precoces do hospital. Falamos sobre jogar Pokémon e Sims para nos distrair. Nós nos seguimos no Instagram.

Tentamos mantê-lo divertido, rindo enquanto colorimos perus de Ação de Graças para a mesa, decoramos casinhas de gengibre ou fazemos quadros de visão. Os membros do grupo brincam sobre fazer parte do clube “Still Alive” e como nunca está “livre de câncer”, mas sim “quieto” – uma forma de dizer que nossas vidas nunca estarão completamente livres de câncer, já que lidamos com constantes exames e sintomas O relacionamento. Mas podemos viver nossas vidas de forma relativamente tranquila por causa do câncer.

Todos nós passamos por batalhas únicas, que nos lembram o quão injustas são as nossas situações. Tivemos “azar”. Mas em vez de perguntar “Por que eu?” Nós nos consolamos porque somos nós. Há um entendimento comum de que nenhum de nós quer estar lá, ou deveria estar lá, mas estamos.

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Minha jornada está longe de terminar, embora eu tenha completado seis rodadas de quimioterapia e passado por uma cirurgia. Estou preocupado com a repetição. Eu me pergunto onde irei parar no final de tudo isso, dispensado do meu trabalho e afastado da minha vida em DC. Preocupo-me com os meus amigos com cancro enquanto eles travam as suas próprias batalhas, e com outros jovens que tentam compreender porquê. Isso aconteceu com eles.

Lembro-me de quando fiz minha primeira ressonância magnética. O teste determinará se o câncer se espalhou para outro lugar. A recepcionista me perguntou minha data de nascimento para imprimir minha pulseira.

“Fazemos aniversário no mesmo dia”, disse ela. Mês, data, ano e tudo mais.

Eu ri no começo, mas o momento ficou comigo. Estávamos em lados opostos do ábaco.

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