Molibdeneno: Nasce o parente metálico do grafeno

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/09/2023

Estrutura atômica do molibdeneno e as formações cônicas nas quais ele foi produzido.
[Imagem: T.K. Sahu et al. - 10.1038/s41565-023-01484-2]

Molibdeneno

O grafeno é o membro mais famoso - injustamente, por alguns critérios - de uma extensa família de materiais bidimensionais, ou monoatômicos, ou ainda materiais de van der Waals.

Agora, acaba de ser sintetizado um novo membro dessa família, uma versão "metálica" desses materiais formados por uma única camada de átomos.

O molibdeneno, que consiste em uma única camada atômica do elemento químico molibdênio (Mo), foi criado por uma equipe de cientistas da Alemanha, Austrália e Índia.

Os pesquisadores criaram o novo material 2D usando um forno de micro-ondas, no qual aqueceram uma mistura de sulfeto de molibdênio (MoS₂) e grafeno até a incandescência, a cerca de 3.000 ºC. Em uma reação impulsionada pelo campo elétrico de micro-ondas, formaram-se estruturas capilares finamente ramificadas, nas quais podem ser encontradas camadas cônicas de molibdênio.

Foi nessas estruturas, também chamadas de "bigodes", onde foram encontradas as camadas de molibdeneno, que podem então ser desfolhadas mecanicamente.

• Tabela Periódica Monoatômica - Um guia para sintetizar materiais 2D

Estes são os "bigodes" que contêm as finas camadas de molibdeneno.
[Imagem: T.K. Sahu et al. - 10.1038/s41565-023-01484-2]

Síntese do molibdeneno

Embora já exista uma variedade de materiais similares - siliceno, germaneno, plumbeno, estaneno, apenas para citar alguns - o molibdeneno traz um interesse especial porque o elemento molibdênio, em uma estrutura chamada molibdenita, já é um dos materiais mais interessantes para inúmeras tecnologias de nova geração.

De fato, já nos primeiros testes os cientistas puderam observar uma variedade de propriedades úteis. "O molibdeneno é mecanicamente extremamente estável. Ele poderá ser usado, por exemplo, como revestimento de eletrodos para tornar as baterias ainda mais potentes e robustas," exemplifica Ilia Valov, do Centro de Pesquisas Julich, na Alemanha.

Os pesquisadores esperam que o material tenha propriedades eletrônicas ainda mais exóticas, semelhantes às do grafeno, devido à sua estrutura 2D especial. E, devido ao seu caráter metálico, ele também possui elétrons em movimento livre, que se acumulam nos dois lados do molibdeneno, o que torna o material um candidato interessante como catalisador, para acelerar reações químicas.

• Grafeno é apenas o começo no universo dos materiais unidimensionais

A equipe já fez uso prático do novo material 2D, em microscópios eletrônicos.
[Imagem: T.K. Sahu et al. - 10.1038/s41565-023-01484-2]

Uso prático imediato

Na verdade, a equipe já desenvolveu uma aplicação prática para o molibdeneno. Graças à sua estabilidade e excelente condutividade elétrica e térmica, ele é ideal como ponta de medição para os microscópios de força atômica (AFM) e para espectroscopia RAMAN de superfície aprimorada (SERS).

Os registros iniciais das amostras mostram que o molibdeneno oferece várias vantagens em relação aos materiais de ponta usados hoje e, devido ao seu formato fino e plano, é capaz de fornecer proteção particularmente boa contra sinais de interferência indesejados.

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