O nouă descoperire extraordinară despre materialul-minune al secolului al XXI-lea are potenţialul să schimbe lumea

Grafenul este cel mai subţire material identificat până acum – o „foaie” de grafen are o grosime de doar un atom, motiv pentru care oamenii de ştiinţă afirmă că este primul material 2D identificat de omenire. 

Cea mai recentă descoperire, detaliată în jurnalul Nature Communications, este faptul că fragmentele minuscule de grafen pot fi făcute magnetice, iar magnetismul acestora poate fi activat şi dezactivat cu un simplu comutator electric.

• Cum au ajuns câteva monede americane să valoreze 17 milioane de dolari?
• Încă doi sateliți europeni Galileo au fost lansați pe orbita Pământului

Acest lucru ar putea permite conceperea unor noi dispozitive electronice cu un consum de energie extrem de scăzut, a declarat Andre Geim, co-autor al acestei cercetări şi totodată co-laureat al Premiului Nobel în urma descoperirii acestui material extraordinar.

În acest moment grafenul este studiat pentru a fi folosit în numeroase domenii, printre care display-uri de computer flexibile, baterii mai bune, celule fotovoltaice, senzori foto, aripi de avion mai puternice, noi sisteme de livrare ale medicamentelor şi chiar o membrană care transformă apa sărată în apă potabilă.

Echipa de cercetători din Manchester este prima care reuşeşte să demonstreze un mecanism prin care magnetismul unui material poate fi pornit şi oprit (spre deosebire de schimbarea direcţiei dinspre nord spre sud şi invers).

Materialele magnetice reprezintă un element cheie ale multor dispozitive de stocare a informaţiei, printre care discurile de computer, ce stochează biţi de date prin polarizarea nord sau sud. Schimbarea orientării magnetice este un proces lent şi consumator de energie, ce nu a fost incorporat în dispozitive active precum tranzistorii.

„Această reuşită ne permite să lucrăm spre realizarea unor dispozitive asemănătoare tranzistorilor în care informaţia este stocată prin schimbarea stărilor grafenului între cea magnetică şi cea non-magnetică”, a explicat Irina Grigorieva, coordonatoarea echipei de cercetători.

Grafenul este cel mai subţire material posibil, fiind format dintr-o „fâşie” de atomi de carbon legaţi într-un tipar hexagonal. Atunci sunt eliminaţi sau adăugaţi câţiva atomi apar proprietăţile magnetice.

Cercetătorii din Manchester au arătat că atunci când se aplică un voltaj, „nori miniaturali de electroni” apar în jurul găurilor formate (sau a atomilor suplimentari, după caz). Acest lucru creează un magnet microscopic de dispare instant atunci când voltajul este oprit. Efectul poate fi repetat de nenumărate ori prin pornirea şi oprirea curentului electric.

„Sunt curios câte surprize mai ascunde grafenul. Această descoperire este total neaşteptată. Va trebui să mai aşteptăm câţiva ani, dar acest magnetism controlabil ar putea avea un impact mai mare decât cel prefigurat în cele mai optimiste scenarii”, afirmă profesorul Geim.

Deşi grafenul este studiat în laboratoare din întreaga lume, Manchester rămâne locul cu cele mai multe descoperiri referitoare la acest material uluitor. În 2015, în oraşul britanic va fi inaugurat National Graphene Institute, un centru de cercetare în valoare de 61 de milioane de lire sterline.