Películas para eletrônica molecular são construídas sobre líquidos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2005

Cientistas adoram películas; principalmente daquelas finíssimas, medindo apenas alguns nanômetros de espessura. Não se trata de um gosto ao acaso ou isolado; afinal, foi de uma película com um único átomo de carbono que nasceram os nanotubos de carbono, as maiores estrelas atuais da nanotecnologia.

Mas, dentre as películas, os cientistas preferem aquelas que têm propriedades controláveis; assim eles podem fazer com elas o que quiserem.

Agora pesquisadores de duas universidades norte-americanas (Harvard e Brookhaven) e uma israelense (Bar-Ilan) conseguiram construir filmes ultrafinos de moléculas orgânicas em cima de uma gota de mercúrio líquido e descobriram que essas moléculas formam estruturas ordenadas.

É claro que eles não poderiam estar mais felizes: além de construir a película dos seus sonhos, eles podem ter dado início a uma nova era chamada de eletrônica molecular - quando será possível construir circuitos eletrônicos "de baixo para cima", molécula por molécula, como se cada uma fosse um tijolo de uma construção. Desta forma, será possível construir circuitos eletrônicos com as menores dimensões possíveis.

E não é só isso: além de poderem ser úteis para a eletrônica molecular, filmes orgânicos ultrafinos estão se tornando elementos importantes em outros campos emergentes da tecnologia, como telas de TV flexíveis e materiais biotecnológicos avançados capazes de, por exemplo, imitar a função de membranas celulares.

"Nós decidimos utilizar mercúrio líquido como superfície, ao invés de um sólido," conta Benjamin Ocko, um dos autores do artigo que foi publicado na última edição da revista Physical Review Letters.

"Superfícies líquidas são desordenadas, então elas não impõem sua própria estrutura ao filme. Isto as torna importantes locais de testes para o crescimento de filmes ultrafinos," completa ele.

Os cientistas adicionaram sobre a camada de mercúrio uma pequena quantidade de moléculas conhecidas como alcila-tiol e bombardearam a amostra com raios-X. A seguir eles mediram a forma como os raios-X se dispersavam da amostra utilizando um equipamento único, construído por eles mesmos, que dirige os raios-X para baixo em direção ao mercúrio.

O experimento foi repetido várias vezes, a cada vez aumentando-se a concentração de moléculas de alcila-tiol. Assim eles puderam observar exatamente como a estrutura do filme evoluía à medida em que aumentava a densidade de moléculas orgânicas.

Numa densidade baixa, as moléculas ficam paralelas à superfície de mercúrio. Em uma densidade intermediária, elas se inclinam, fazendo com que sua extremidade, que consiste em um átomo de enxofre, fique em contato com o mercúrio. Finalmente, na maior densidade observada, as moléculas ficam de pé.

No primeiro caso, as moléculas ficam completamente desordenadas. Mas nos dois últimos elas assumem padrões altamente ordenados, apesar da natureza desordenada do substrato de mercúrio. Além disso, na fase intermediária, quando as moléculas estão inclinadas, porções da cadeia de alcila-tiol e os átomos de enxofre se alinham de forma diferente, com as cadeias formando um padrão e os átomos de enxofre outro padrão diferente.

Agora os cientistas planejam estudar a estrutura dessas camadas moleculares quando elas são postas entre duas superfícies condutoras, algo que é essencial para a eletrônica.