Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/03/2013►O mineral kawazulita é um isolante topológico natural, um material com aplicações na spintrônica e na computação quântica.[Imagem: ACS]
Isolante topológico natural
Imagine um material plano que seja isolante em toda a sua área, mas eletricamente condutor nas suas bordas.
Esses são os isolantes topológicos, uma classe de materiais que fora prevista teoricamente em 2005, e sintetizada nos laboratórios pela primeira vez em 2008.
A grande vantagem de circunscrever a condução elétrica à borda do material é que isso possibilita manipular o spin dos elétrons com muita precisão, um fenômeno que está sendo explorado pelaspintrônica, além da criação de qubits para a computação quântica.
Com sua movimentação restrita, o elétron passa a ter o spin atrelado ao seu movimento, o que faz com que ele circule ao redor de um ponto, não entrando para dentro do material, que permanece isolante em todo o seu interior.
Isso permite criar correntes de spin, filtrando os elétrons segundo seu momento magnético - o grande objetivo é tirar proveito desse spin dos elétrons individuais, em vez da enxurrada de elétrons característica das cargas elétricas exploradas pelos transistores.
Devido às suas características inusitadas, até agora se acreditava que esses materiais só poderiam ser fabricados artificialmente.
Mineral extraterrestre
A grande surpresa veio quando Pascal Gehring e seus colegas do Instituto Max Planck, na Alemanha, examinavam amostras de minerais coletados em uma mina de ouro abandonada na República Tcheca.
Eles identificaram um mineral até agora desconhecido, batizado de kawazulita, que se desmancha em folhas muito finas, que são isolantes topológicos naturais.
Embora sejam mineralogicamente complexas, as folhas muito finas são muito mais puras do que os isolantes topológicos sintetizados até agora.
Além de facilitar - e baratear - as pesquisas com essa classe emergente de materiais spintrônicos, a descoberta levanta a possibilidade de que as mesmas propriedades sejam encontradas em outros minerais.
Algo semelhante ocorreu com os quasicristais, materiais que renderam o Prêmio Nobel de Química ao seu descobridor e que se acreditava serem uma curiosidade na qual o homem teria a primazia da invenção em relação à natureza.
A diferença é que todos os quasicristais descobertos na natureza até agora têm origem extraterrestre.
Bibliografia:
A Natural Topological Insulator
Pascal Gehring, H. M. Benia, Y. Weng, R. Dinnebier, C. R. Ast, M. Burghard, K. Kern
Nano Letters
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nl304583m
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